レニウム板の製造方法は、以下の工程を含む。1. 真空電子ビーム溶解電極を準備する。2. 工程1で得られた溶解電極を2回の真空電子ビーム溶解工程にかけ、純レニウム金属インゴットを得る。3. 工程2で得られた純レニウム金属インゴットを研削し、ワイヤーカットしてレニウム板を得る。4. 工程3で得られたレニウム板を圧延して、所定の仕様のレニウム板を得る。この方法では、高純度レニウム焼結ビレットを真空電子ビーム溶解電極として用い、2回の真空電子ビーム溶解プロセスを行うことで、純度99.99%以上、理論密度21.04 g/cm³に達する密度、および98%を超える材料利用率(溶解後重量/原料重量)を有するレニウム板が得られます。
高純度レニウム板の製造方法は、純度99.99%以上の高純度レニウム粉末を原料として用いるものです。原料は熱間等方圧プレス(HIP)によって緻密化され、冷間圧延によって高純度レニウム板が得られます。HIP工程では粉末をクラッドする必要があり、クラッド除去時にレニウムが大幅に失われます。レニウムは高価であるため、HIP炉1基あたりのコストも非常に高くなります。高純度レニウム製品の製造方法は、レニウム粉末の前処理、プレス、脱ロウ、予備焼結、クラッディング、HIP処理、脱クラッディング、および高温焼結を経て、大型の高純度レニウム棒およびブロックを製造する工程を含む。超薄型高純度レニウム箔の製造方法は、高純度レニウム粉末の球状化、粉末ミルを用いた成形体の圧延、および高温焼結、連続圧延、焼鈍によるレニウム箔の製造を含む。
従来のレニウム金属製品は、一般的に粉末冶金法を用いて製造される。上記の特許に見られるように、高純度レニウム製品は高純度原料粉末を用いて得られるが、製造工程は材料の精製にほとんど効果がない。さらに、従来の粉末冶金法では高密度のレニウムビレットを製造することはできない。緻密化は、熱間等方圧プレスや変形加工などの外部力によってのみ達成できますが、これらの方法でも金属レニウムの理論密度には達せず、一般的には理論密度の約98%程度しか達成できません。
レニウム板の製造方法は、純度99.99%以上、理論密度21.04 g/cm³に達する密度のレニウム板を製造します。上記目的を達成するために、本発明は以下の技術的解決策を提供します。すなわち、以下の工程を含むレニウム板の製造方法です。
1. 真空電子ビーム溶解電極の作製;
2. ステップ1で得られた溶融電極に真空電子ビーム溶解工程を2回施し、純レニウム金属インゴットを得る。
3. ステップ2で得られた純レニウム金属インゴットを研削し、ワイヤーカットしてレニウムシートを得る。
4. ステップ3で得られたレニウムシートを圧延し、所定の仕様のレニウム板を得る。
さらに、ステップ1における真空電子ビーム溶解電極の作製は、具体的には以下の工程を含む。
1-1. 純度99%以上のレニウム金属粉末を金型に充填し、プレス成形して純レニウムビレットを得る。
1-2.純レニウムビレットを高温で焼結して、予備緻密化された純レニウム焼結ビレットを得る工程。ここで、純レニウム焼結ビレットは真空電子ビーム溶解電極である。
さらに、工程1-1において、プレス成形工程は冷間静水圧プレスであり、成形圧力は60~100 MPa、成形時間は3~5分である。
および/または、工程1-1において、冷間静水圧プレス工程の前に、レニウム金属粉末を振動圧縮し、振動周波数は40~80回/分である。
さらに、工程S1-2において、高温焼結温度は2000~2300℃、焼結時間は4~8時間である。
および/または、焼結は水素雰囲気または真空雰囲気中で行われる。
および/または、工程S1-2において、得られた純レニウム焼結ビレットの密度は18~20 g/cm³である。
および/または、真空電子ビーム溶解電極の直径は20~100 mm、長さは200 mm以上である。
さらに、工程S2において、第1真空溶解速度は50~70 kg/h、第2真空溶解速度は20~30 kg/hである。
および/または、溶解電力は160~200 kW、溶解真空度は5 × 10⁻³ Pa以上である。
および/または、工程S2で得られた純レニウム金属インゴットの密度は、理論密度21.04 g/cm³に達する。
さらに、工程S3において、研削方法は、砥石による研削または旋盤加工を含む。
さらに、工程S4において、圧延工程は具体的には、レニウムシートを室温で多段冷間圧延し、圧延されたビレットは、多段冷間圧延変形工程中に少なくとも2回の焼鈍処理を受ける。
さらに、工程S4において、1回の圧延あたりの変形量は20%以下である。
および/または、工程S4において、焼鈍温度は1300~1800℃、焼鈍時間は1~2時間である。
加えて、本発明は、上記レニウム板の製造方法によって製造されたレニウム板も提供する。
さらに、レニウム板の純度は99.99%以上であり、密度は21.04g/cm³である。
従来技術と比較して、本発明の技術的解決策は、少なくとも以下の技術的効果を有する。本発明のレニウム板の製造方法において得られる高純度レニウム焼結ビレットは、 2つの真空電子ビーム溶解プロセスにおいて、真空電子ビーム溶解電極として使用される。最終的に得られるレニウム板は、純度99.99%以上、理論密度21.04g/cm³に達する密度、および98%を超える材料利用率(溶解後の重量/原料の重量)を有する。