日本重视开发超高纯度金属

【《日经产业新闻》５月２３日报道】题：东北大学研制成功耐热性能超过不锈钢的铁合金
东北大学金属材料研究所副教授安彦兼次研制出一种过去人们认为不存在的含有５０％铬的铁合金。
铁和铬的合金一般被人们称作不锈钢，它具有很强的耐热和耐腐蚀性，因而被广泛应用于浴室、厨房和厕所等方面，并被作为高级建材使用。铬的含量越高，耐热等性能也就越强。然而，一旦铬的含量达到４５％到５０％以后，便呈现出疏松的干巴巴的状态，因此，过去铬的含量实际上以３０％左右为极限。
安彦副教授注意到，所有这些数据都是在用普通的铁和铬进行试验得出的结果。于是，他用９９．９９５％的超高纯度铁和９９．９９％的超高纯度铬进行试验。试验表明，采用这些超高纯度金属，即使提高铬的含量，也不会出现疏松状态。安彦终于研制出铬含量达到５０％的稳定的合金。
为证实这种合金的强度和韧性，安彦在砖头状合金的中心部位打上了弹丸的形状，并在１３００摄氏度的高温条件下使之转动。结果，合金并没有出现裂缝，而被加工成无缝钢管的形状。
这次制成的合金虽然还有必要对其物理特性进一步测试，但预计其耐热性将达到１０００摄氏度以上。这将远远超过不锈钢的６００至７００摄氏度的范围。安彦认为，这种合金将成为所有合金中耐热性最强的。此外，耐酸性也可能超过不锈钢。为各国研究人员提供“标准铁”
“标准铁”将成为今后超高纯度金属研究的基础。日本正在设想生产并向各国研究人员提供这种“标准铁”。过去，即使是被视为高纯度的铁，其中也还含有一些不纯的杂质，相比之下，超高纯度铁的颜色和性质都有很大的不同。日本研究人员的设想是：向世界各国提供经过精加工的“真正铁”的试验品，在科学领域作出国际贡献。
有关超高纯度金属的第一届国际会议将在日本召开，因此，日本已成为这一领域的世界研究中心。日本具有能够稳定提供纯度在９９．９９７％以上的铁的能力，这在世界上处于领先地位。
超高纯度改变人们对金属的认识
超高纯度金属使人们对金属的认识正在发生巨大变化。纯度为９９．９５％的铁，即使放置数年也不会生锈。颜色跟镍相似，为银白色，与普通铁截然不同。铜在达到很高纯度以后，也变为白色。奥运会铜牌的颜色，说明使用的铜纯度并不高。
除此之外，金属的其它性质也发生了很大变化。纯度很高的铁，可以像黄金一样伸展。即使在零下２６９摄氏度（液氦温度）的条件下，将它拉长，也不会断裂。熔点也将发生变化。高纯度的铝不会被酸腐蚀。
在以往的许多研究和实践中所积累的有关合金的认识，随着超高纯度金属的出现，也有必要进行大幅度的修正。通过超高纯度铁的试验，人们发现，在１００万个铁原子中，哪怕掺进１０个磷原子，就足以使金属变脆。相反，只要有了一个硼原子，就足以使这种金属不易裂开。
有关超高纯度金属的这些发现，完全违背了以往金属学的常识。安彦副教授研制的铁铬合金，按照过去的金属学理论是不存在的。在超高纯度金属所不断拓展的新的金属学领域当中，过去的一些常识性的东西未必适用。
超高纯度金属的研究，在日本迅速引起了有关方面的高度重视。