金属镁真空蒸馏的液态金属过滤装置.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115747502A(43)申请公布日2023.03.07(21)申请号202211453492.0(22)申请日2022.11.21(71)申请人西安交通大学地址710000陕西省西安市咸宁西路28号(72)发明人单智伟王安张博翰卢思颖杨博(74)专利代理机构北京细软智谷知识产权代理有限责任公司11471专利代理师秦琼(51)Int.Cl.C22B9/02(2006.01)C22B9/04(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称金属镁真空蒸馏的液态金属过滤装置(57)摘要本发明提供一种用于金属镁真空蒸馏的液态金属过滤装置，所述过滤装置安装在真空蒸馏炉中，包括坩埚、过滤网和液态金属过滤器，液态金属过滤器中置有金属熔体。本发明提供的过滤装置，先用过滤网过滤粗颗粒，然后通过液态金属过滤器中的金属熔体过滤细颗粒和吸附气体杂质，所述过滤结构设计在明显降低镁蒸气中杂质含量的同时，又避免了常规过滤结构对金属镁蒸发过程的大幅抑制，且使用零件成本较低，提高高纯镁产品质量的同时，不明显增加生产成本。CN115747502ACN115747502A权利要求书1/1页1.金属镁真空蒸馏的液态金属过滤装置，所述过滤装置安装在真空蒸馏炉中，其特征在于，包括坩埚(1)、过滤网(2)和液态金属过滤器，所述液态金属过滤器包括过滤底座和过滤上盖(5)；所述坩埚(1)底部设有镁原料反应区用以产生镁蒸气，镁原料反应区上方的坩埚(1)内壁面自下而上依次设有第一环状凹槽、第二环状凹槽、第三环状凹槽，分别用于嵌装过滤网(2)、过滤底座和过滤上盖(5)；所述过滤网(2)由周边包嵌在固定圈中的金属网构成，所述固定圈的大小与第一环状凹槽匹配；所述过滤底座由两端开口的中空圆柱桶(3)，以及位于所述中空圆柱桶(3)外部、围绕所述中空圆柱桶(3)下端边缘的底板(4)组成，所述底板(4)的外边缘与第二环状凹槽匹配；所述过滤上盖(5)为下端开口的中空圆柱体结构，所述过滤上盖(5)同轴设置在中空圆柱桶(3)外部且与过滤底座之间间隔一定距离，使得镁蒸气能够沿着S型曲线从位于中空圆柱桶(3)内部的内通道(8)、过滤底座与过滤上盖(5)之间的中间通道(9)流通至过滤上盖(5)、底板(4)与坩埚侧壁围成的外通道(7)中，所述外通道(7)内容置有过滤用金属，所述过滤上盖(5)顶端通过固定部(6)嵌入第三环状凹槽；‑8所述过滤用金属的工作温度在700℃以上，且在所述工作温度下，P滤<PMg×10，P滤为过滤用金属的饱和蒸气压，PMg为镁的饱和蒸气压。2.根据权利要求1所述的金属镁真空蒸馏的液态金属过滤装置，其特征在于，所述过滤用金属为锡或铝，所述锡或铝的杂质限量满足以下条件：工作温度下饱和蒸气压大于10‑6×PMg的杂质元素含量小于10ppm，其它杂质元素含量加和小于1000ppm；PMg为镁的饱和蒸气压。3.根据权利要求1所述的金属镁真空蒸馏的液态金属过滤装置，其特征在于，所述过滤用金属在熔化状态下且完全位于外通道时的液面高度H<[(PMg‑P环)/(ρ滤×ɡ)]×80％，其中，PMg为蒸发温度下的金属镁饱和蒸气压，P环为真空蒸馏炉内环境蒸气压，ρ滤为过滤用金属的密度，ɡ为重力加速度。4.根据权利要求1所述的金属镁真空蒸馏的液态金属过滤装置，其特征在于，所述外通道(7)、中间通道(9)、内通道(8)的截面积比为任意比。5.根据权利要求4所述的金属镁真空蒸馏的液态金属过滤装置，其特征在于，所述外通道(7)的截面积大于中间通道(9)的截面积，并且所述外通道(7)的截面积大于内通道(8)的截面积。6.根据权利要求1所述的金属镁真空蒸馏的液态金属过滤装置，其特征在于，所述液态金属过滤器的材质为不与过滤用金属和镁蒸气发生明显反应的任何材质。7.根据权利要求6所述的金属镁真空蒸馏的液态金属过滤装置，其特征在于，所述液态金属过滤器的材质为高纯石墨。8.根据权利要求1所述的金属镁真空蒸馏的液态金属过滤装置，其特征在于，所述过滤网(2)的目数为10目‑100目，材质为耐450‑950℃高温且不与镁蒸气发生反应的任何材质。9.根据权利要求1所述的金属镁真空蒸馏的液态金属过滤装置，其特征在于，所述坩埚(1)的材质为高纯石墨。2CN115747502A说明书1/4页金属镁真空蒸馏的液态金属过滤装置技术领域[0001]本发明属于金属镁纯化技术领域，具体涉及一种金属镁真空蒸馏的液态金属过滤装置。背景技术[0002]镁及镁合金作为最轻的金属结构材料，借助其较低的密度和高的比强度和比刚度，因此常被用于交通运输、3C电子和生物医用等领域。然而镁及镁合金仍存在耐蚀性差和机械性能不足的问题，这很大程度上与其中存在的氧化物和其它金属杂质有关。解决上