近日，由西北工业大学材料学院陈忠伟教授团队与陕西有色榆林新材料集团有限责任公司联合研发的“超高纯铝区域熔炼提纯设备及方法”取得突破。基于自主研发的专利技术（一种区域熔炼提纯铝的设备和方法(No.2026105058571)；一种铝提纯设备和方法(No.2026104070487)），研究人员成功将工业高纯铝锭稳定提纯至超高纯99.9998%以上（5N8级），单次提纯获得的高纯段长度达到10cm，是传统提纯工艺的3.3倍。这一成果标志着在超高纯铝靶材制备核心技术领域迈出了自主可控的关键一步，为半导体溅射靶材、液晶面板、高端存储芯片等战略性产业用超高纯铝的国产化提供了有力保障。

破解提纯难题：从熔区控制到径向均匀性的系统性创新

超高纯铝（≥5N5级）长期依赖进口，区域熔炼法虽是主流技术，但传统区域熔炼设备存在三大弊端：传统电阻加热方式热响应慢，熔区长度与温度梯度难以精准控制，导致固液界面不稳定；铝固液相密度差异引发熔体定向迁移，成品径向均匀性差；熔融铝液与坩埚极易发生粘连，污染成品纯度，降低坩埚使用寿命。针对上述瓶颈，研究团队历时近一年联合攻关，在设备结构、加热方式、石墨舟构型及涂层防护等方面形成了多项原创性技术成果，实现了从熔区控制到径向均匀性的系统性创新。采用辉光放电质谱法（GDMS）检测其杂质含量及纯度，制备样品的首端纯度最高可达99.99988%、稳定段纯度≥99.9998%（5N8级）。该项技术显著提高了区域熔炼提纯效果，获得了更长的超高纯段长度，工艺稳定性大幅提升。

区域熔炼提纯后样品

产学研深度融合：从实验室到中试示范线

该成果依托西北工业大学与陕西有色榆林新材料集团有限责任公司签署的“超高纯铝靶材成套制备技术开发及应用项目”技术开发合同（合同编号：YSXC2025-YFZX-010）。项目旨在完成5N5级以上超高纯铝靶材的成套制备技术研发，并建成中试示范线。目前，超高纯铝区域熔炼提纯设备及方法已经提前完成并远超预期——纯度达到5N8级，高纯段长度达10 cm，为后续重熔控杂、变形—再结晶工艺及靶材全流程制备奠定了坚实基础。

展望：推动我国超高纯铝产业迈向高端

“超高纯铝区域熔炼提纯设备的成功研制，不仅大幅降低了超高纯铝的制备成本，更重要的是探索出了一条‘企业出题、高校答题’的产学研深度融合路径。”陈忠伟教授表示。榆林新材料研发中心负责人曾毅介绍，双方将继续在重熔工序对杂质含量的影响、高纯铝变形—再结晶织构演变机理以及铝靶材全程制备工艺规范等方面展开深度合作，推动陕西从基础铝材大省向高端铝材强省跨越。

随着5N8级高纯铝区域熔炼设备的自主化，我国在半导体靶材用超高纯铝领域的“卡脖子”风险将进一步降低。下一步，研究团队将聚焦大尺寸铝靶材的轧制与热处理工艺稳定，力争早日建成具有完全自主知识产权的区域熔炼提纯示范线，为我国高端制造业提供关键材料支撑。

（图文：陈忠伟 审核：苏海军、禹亮）