[科普中国]-钍熔铸

钍熔铸(melting and casting of thorium)是指将海绵钍或钍粉熔化制成致密钍锭的过程。钍熔铸的方法有真空感应熔铸、非自耗电极电阻-电弧熔铸、自耗电极电阻-电弧熔铸及电子束熔铸等。钍经过熔铸还能进一步提纯。熔铸钍锭的纯度一般为99.8%，布氏硬度达36，可加工成各种材料，用于核燃料试验等。

简介钍熔铸(melting and casting of thorium)是指将海绵钍或钍粉熔化制成致密钍锭的过程。钍熔铸的方法有真空感应熔铸、非自耗电极电阻-电弧熔铸、自耗电极电阻-电弧熔铸及电子束熔铸等。钍经过熔铸还能进一步提纯。熔铸钍锭的纯度一般为99.8%，布氏硬度达36，可加工成各种材料，用于核燃料试验等1。

发展简史钍熔铸的研究及工业化是在发现钍的核用途以后发展起来的。前苏联、美国和英国从20世纪50年代起，开展了大规模的实验研究工作，于60年代实现工业化。中国于1973年熔铸出核纯锭。

真空感应熔铸真空感应熔铸是把海绵钍置于氧化铍坩埚中，在真空下感应加热至2173K进行熔化，然后由底部流入石墨模中铸锭2。

非自耗电极电阻-电弧熔铸非自耗电极电阻-电弧熔铸是采用钨电极在水冷铜坩埚中进行的，一般用于熔铸少量金属钛及钛合金。

自耗电极电阻-电弧熔铸自耗电极电阻-电弧熔铸是采用冷压钛粉制成的自耗电极，在氩压力1333Pa的气氛下，用适当功率的电弧熔化此电极，可获得无缩孔及表面良好的铸件。经两次电阻-电弧熔铸，可把50. 8mm×50.8mm的钛自耗电极熔铸成直径为101.6-127mm的钍锭。自耗电极电阻-电弧熔铸法可除去钍中某些挥发性金属杂质。例如把钙含量降至30×10-4%，镁含量降至8×10-4%。经两次熔铸锌含量可降至128×10-4%，熔铸中挥发出来的钙、镁及228Ra、224Ra等，232Th衰变子体常沉积在炉子内壁。在生产过程中，要注意防火及防止放射性物料的扩散。

钍在熔点时的蒸气压很低，蒸发损失不显著，适于电子束熔铸。在熔铸过程中，通过杂质的挥发和钛的过热，钍得到显著提纯。钍的电子束熔铸操作平稳，所得钍锭纯度高，侧壁光滑3。

用自耗电极电阻-电弧熔铸及电子束熔铸的钛锭，其杂质含量及硬度列于表1。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学