來源 Tanaka Holdings Co., Ltd.
田中貴金屬:行業首款※1、具有納米尺寸晶粒的白金材料製造技術開發成功
作為純度在99.9%以上的純鉑,
達到了維氏硬度500 HV以上、強度2000 MPa的世界級性能
由於其良好的加工性,預計將應用於非常廣泛的行業
東京, 2024年11月14日 – (亞太商訊) – 開展工業用貴金屬業務的田中貴金屬集團核心企業——田中貴金屬工業株式會社(總公司:東京都中央區、執行總裁:田中 浩一朗)宣布成功開發出了世界首款可將晶粒徑※2控制在納米尺寸內的塊體※3白金(鉑、Pt)材料。
普通金屬塊體的平均晶粒徑最小約為10μm,但通過本新技術可以將平均晶粒徑控制在納米尺寸,從而能夠製造出純度為99.9%以上的高純度白金材料,其硬度是普通白金材料的10倍,強度是4倍。
眾所周知,在含有貴金屬的金屬材料中,晶粒尺寸越小,各金屬的性能就越高。近年來,在鋼鐵材料和有色金屬中,通過強加工使其產生極大的塑性變形※5和形成再結晶組織,實現了晶粒徑的納米尺寸。金屬材料通過強加工會出現短暫的加工硬化※6,但是對於高純度的貴金屬材料,在幾個小時到幾天內,構成晶粒的原子重新排列和新晶粒的成核與生長,會導致材料硬度明顯降低(軟化)的現象,因此通過強加工使晶粒細微化是非常困難的。
此次,田中貴金屬工業通過優化製造工藝,成功地將白金的晶粒徑控制在納米尺寸,同時實現了塊體化。通過本技術製造的白金材料的硬度和強度相比普通白金也有很大的提高。這是因為在整個材料中存在高密度的小角度晶界、大角度晶界或錯位等晶格缺陷,所以儘管是純白金,但其特性與平時所熟知的白金的特性相去甚遠。作為一種具有更高純度的白金和更強性能的新材料,有望應用於電子工業和航空航天領域等廣泛的行業。
關於納米晶粒的材料開發
許多金屬材料是多晶體,由小晶粒組成。將構成金屬的晶粒細微化,可以改善材料的特性。晶粒越小,相對於整個材料出現晶界或錯位等晶格缺陷的比例就越高。由於納米級晶粒尺寸的材料,與通常我們所認識的金屬材料相比,晶格缺陷的比例要大得多,所以會產生與傳統材料大不相同的特殊物理性能和特性。
(※1) 行業首款:截至2024年10月30日,本公司調查(摘自白金材料的塊體相關的專利和論文調查)
(※2) 晶粒、晶粒徑:金屬材料具有原子按正確規則排列的結構。將該結構中原子排列方向不同的各個區域稱為晶粒,晶粒的尺寸稱為晶粒徑。
(※3) 體相、塊體:在物質內部而非在物質表面具有三維連接的原子塊稱為體相。具有體相結構的固體稱為塊體。
(※4) EBSD:通過用電子束照射具有晶體結構的材料,並解析在材料表面產生的後向散射衍射,來調查材料的結晶信息(晶系、粒徑、取向等)的方法。
(※5) 塑性變形:在材料上施加外力而產生的變形中,即使消除外力後也不會恢復到原來的變形。
(※6) 加工硬化:通過對金屬施加應力,來積累塑性變形,使金屬變硬的現象。
(※7) Royal Pure Platinum:保持99.9%純度的同時,硬度和強度比普通白金材料更高的田中貴金屬工業原創材料。
關於田中貴金屬集團
田中貴金屬集團自1885 年(明治18年)創業以來,營業範圍以貴金屬為中心,並以此展開廣泛活動。公司在日本國內擁有非常可觀的貴金屬交易量,長年以來不遺餘力地進行工業用貴金屬製品的製造和銷售,以及提供作為寶石飾品及資產的貴金屬商品。並且,作為貴金屬相關的專家集團,日本國內外的各集團公司進行製造、銷售以及技術一體化,攜手合作提供產品及服務。2023年度(截至2023年12月)集團總營業額為6,111億日元,擁有5,355名員工。