[发明专利]一种高纯稀土金属的提纯装置和方法

权利要求书

1.一种高纯稀土金属提纯装置，所述装置包括电子束发生装置(1)、腔室(2)、箱式水冷铜模(6)、绝缘舟(5)、高纯钽接头(7)、无氧铜电极基座(8)和稳压电源(11)，其特征在于电子束发生装置(1)置于腔室(2)上方，腔室(2)底部放置提纯所用的工作平台，工作平台上放置箱式水冷铜模(6)，在箱式水冷铜模(6)内侧设置绝缘舟(5)，稀土金属(4)放于绝缘舟(5)上，拧入稀土金属(4)左右两端的是高纯钽接头(7)，穿过绝缘舟(5)的无氧铜电极基座(8)的一端与高纯钽接头(7)相连，另一端和腔室(2)外的导线相连，导线另一端连接稳压电源(11)，电子束发生装置(1)释放出的电子束(3)打在下方的稀土金属(4)上。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述绝缘舟材质为氮化硼板，其厚度为1-100mm。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于所述绝缘舟材质为氮化硼板，其厚度为2mm-50mm。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于所述绝缘舟材质为氮化硼板，其厚度为4mm-27mm。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述的腔室(2)一端连接抽气系统(9)，另一端连接充气系统(10)。

6.一种提纯稀土的方法，其特征在于，采用权利要求2-5中任一项所述的装置提纯稀土金属。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，提纯步骤包括：

A.开启抽气系统(9)将电子束腔室(2)内的压力抽至10^-3～10^-4Pa；

B.开启电子束发生装置(1)，缓慢调节电子束功率至25～60kW，将电子束(3)的熔区宽度调为绝缘舟(5)的宽度，熔区长度为绝缘舟的长度减去高纯钽接头(7)两端拧入稀土金属(4)的长度，将熔区内的稀土金属融化；

C.开启电迁移稳压电源(11)，使稀土金属(4)在电场作用力下开始迁移，直流电流密度为10～1000A/cm²；

D.在步骤C进行的同时，将电子束(3)的熔区长度缩小至1-20mm，至左向右来回扫描，扫描长度为绝缘舟的长度减去高纯钽接头(7)两端拧入稀土金属(4)的长度，扫描速度为1～1000um/s，持续时间为1～60min。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于所能提纯的稀土金属为镧、铈、镨、钕、钆、铽、镝、钬、铒、镥。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于针对镝、铽、钬或铒，在步骤A后通过充气系统(10)往腔室(2)内充入惰性气体，至腔室(2)内压力为10^-2～10^-3Pa后再进行步骤B。

10.根据权利要求9所述的提纯方法，其特征在于所述惰性气体为氩气或氦气。