鎢、鉭、鈮、錸和鉬等難熔金屬在原子能、航空航天、電子信息和醫(yī)學(xué)診療等涉及國家安全和國計(jì)民生的高科技領(lǐng)域具有極為重要的用途。以鎢為代表，我國在此金屬上具有突出的資源優(yōu)勢，約占世界鎢礦總儲(chǔ)量的60%以上，近十年來，鎢相關(guān)產(chǎn)品的產(chǎn)量已占全球總產(chǎn)量的80%~90%，即世界鎢工業(yè)所消耗大部分鎢資源來自中國，造成我國這類優(yōu)質(zhì)戰(zhàn)略資源的儲(chǔ)藏量大幅下降?；诖耍y熔金屬的應(yīng)用及二次資源利用受到了高度重視。
據(jù)科技日?qǐng)?bào)消息，北京理工大學(xué)、中國船舶重工集團(tuán)公司第七一八研究所、中國原子能科學(xué)研究院和昆明理工大學(xué)組成的項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，在基于二次資源利用的難熔金屬高端產(chǎn)品制造成套技術(shù)及應(yīng)用研究取得重大突破。
六氟化鎢圖片
項(xiàng)目組負(fù)責(zé)人北京理工大學(xué)教授譚成文介紹，通過應(yīng)用基礎(chǔ)研究與產(chǎn)業(yè)化，項(xiàng)目組打通了從回收廢料，到電子級(jí)WF6氣體、超高純度鎢零部件等產(chǎn)品的全鏈條產(chǎn)業(yè)化技術(shù)，突破了WF6高效氟化制取及純化，高純度鎢靶材、鎢加熱體、異型鎢坩堝的常壓化學(xué)氣相沉積制造，基于尾氣利用的高純度超細(xì)鎢粉等離子化學(xué)法制備，副產(chǎn)物HF的F2/NF3和H2電解制取及其在WF6的制取和還原中的應(yīng)用等關(guān)鍵技術(shù)。
歷經(jīng)約10年努力，項(xiàng)目組研發(fā)出高純WF6、超高純鎢靶材、離子注入機(jī)用高純鎢部件、高性能鎢加熱體、高純異型鎢坩堝等系列高端產(chǎn)品。其中，高純WF6純度達(dá)99.999%，滿足了半導(dǎo)體行業(yè)對(duì)于特種氣體的高純度要求，在英特爾、東芝、臺(tái)積電、中芯國際等國內(nèi)外知名半導(dǎo)體企業(yè)獲得廣泛應(yīng)用，國內(nèi)市場占有率80%，國際市場占有率近25%，僅3年時(shí)間即實(shí)現(xiàn)單一產(chǎn)品年產(chǎn)值過億元，利潤率大于20%。隨著技術(shù)不斷改進(jìn)，產(chǎn)品在相關(guān)企業(yè)的用量大幅提高，打破國外壟斷。超高純鎢靶材、離子注入機(jī)用高純鎢部件、鎢加熱體、異型鎢坩堝純度達(dá)99.999999%。
鎢坩堝圖片
截至目前，離子注入機(jī)用高純鎢部件已在最終用戶開始試用，較奧地利普蘭西公司提供的同類產(chǎn)品使用壽命提高約1/3；高性能鎢加熱體在核工業(yè)某重大工程核心元件的考核中得到應(yīng)用，保證了高溫長時(shí)考核實(shí)驗(yàn)的可靠進(jìn)行；高純異型鎢坩堝在晶體行業(yè)如中國科學(xué)院上海光機(jī)所等單位得以應(yīng)用，將極大提高了晶體的生長質(zhì)量并大幅度降低長晶成本；超高純度鎢靶材正由國際上最具代表性的半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)Applied Materials 進(jìn)行考核實(shí)驗(yàn)；與中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所聯(lián)合研制的核聚變用新型結(jié)構(gòu)鎢偏濾器模塊研制進(jìn)展順利，得到了科技部的連續(xù)資助。據(jù)了解，各類產(chǎn)品顯示了極好的市場前景，將極大提升我國半導(dǎo)體等高技術(shù)領(lǐng)域的國際競爭力。相關(guān)技術(shù)，還在鎢以外其他難熔金屬上得以推廣應(yīng)用，如鉭、鈮和錸等。
譚成文表示，該項(xiàng)目利用WF6的合成與分解反應(yīng)，通過完整的循環(huán)過程實(shí)現(xiàn)了鎢等戰(zhàn)略性難熔金屬二次資源的充分、高端利用，形成了特種電子氣體WF6、超高純度鎢部件以及高純度鎢粉等高技術(shù)產(chǎn)品，應(yīng)用范圍涉及半導(dǎo)體、原子能、航天以及醫(yī)學(xué)診療等多個(gè)領(lǐng)域。并且，整個(gè)工藝過程無有害排放，環(huán)境友好，克服了以往二次資源利用過程中的環(huán)境問題。
