高純度の鉄（99 . 9％Fe）および市販の鉄は、基本的に異なる材料であり、パフォーマンス、アプリケーション、および価値を決定する原子レベルの不純物プロファイルによって区切られています。これらが冶金のさまざまな宇宙に属している理由は次のとおりです。
1.原子アーキテクチャ：不純物制御がアイデンティティを定義します
- 高純度の鉄（HPI）：
- 重要な不純物のしきい値：酸素（10 ppm以下）、炭素（20 ppm以下）、硫黄（5 ppm以下）.
- 生産方法：電解精製、水素還元（DRI）、またはサブPPMレベルで非鉄原子を取り除くゾーン融解プロセス.
- 通常の鉄：
- 純度範囲：96–99 . 8％Fe（e . g {.、鋳鉄：96％、錬鉄：99.4％）。
- 支配的な不純物：炭素（鋳鉄で最大4％）、シリコン（1〜3％）、マンガン、硫黄、リン{.
- 生産尺度：爆発炉の製錬は、原子精度よりもボリュームを優先し、不純物をロックします.
2.パフォーマンスの発散：純度が行動をどのように決定するか
機械的特性
|
財産 |
高純度の鉄（5N） |
鋳鉄 |
科学的洞察 |
|
降伏強度 |
35〜50 MPa |
100〜300 MPa |
不純物の原子ピン脱臼、低純度の鉄の強化11. |
|
伸長 |
40–50% |
2–20% |
HPIの超低炭素は、無制限のクリスタルスリップを可能にします11. |
|
硬度 |
30〜40 hv |
200–1,180 HB |
硬度は、間質性原子の欠如による純度と反比例します |
機能特性
- 磁気挙動：
-HPIはほぼゼロの強制性を示します（<10 A/m) and high saturation magnetization-critical for MRI shields and soft magnetic cores.
- 鋳鉄のグラファイトフレークは磁束を破壊し、電子機器では役に立たない.
- 腐食抵抗：
-HPIはCRと合金化すると受動的な酸化物層を形成しますが、純粋なフォームは錆を避けるために制御された環境を必要とします.
- 鉄のマトリックスと炭化物包有物の間の微生物細胞により、通常の鉄は積極的に錆びます.
- 熱導電性/電気導電率：
-HPIは、80 W/M・K熱伝導率と96nω・M抵抗率が300％.抵抗性よりも抵抗率を達成します
- 通常の鉄散乱電子/フォノンの不純物、導電率を分解.
高純度の鉄は単に「洗練された通常の鉄」ではなく、原子スケール制御.から生まれた明確なエンジニアリング材料です{.は、その価値が不在である：重要なアプリケーションでの妨害能力の排除.} .} .}量子レベルの磁気精度を有効にすることから{.} .
