L-applikazzjoni ta 'art rariFl-ikkastjar tal-aluminju liga saret aktar kmieni barra. Għalkemm iċ-Ċina bdiet ir-riċerka u l-applikazzjoni ta 'dan l-aspett biss fis-snin 1960, hija żviluppat malajr. Sar ħafna xogħol minn riċerka tal-mekkaniżmu għal applikazzjoni prattika, u saru xi kisbiet Materjali tal-ħażna tal-idroġenu, eċċ.
◆ ◆ Mekkaniżmu ta 'azzjoni ta' art rari fl-aluminju u liga tal-aluminju ◆ ◆
Dinja rari għandha attività kimika għolja, potenzjal baxx u arranġament speċjali ta 'saff ta' elettroni, u tista 'tinteraġixxi ma' kważi l-elementi kollha.Lanthanum), CE (cerium), Y (yttrium) u SC (Skandju). Ħafna drabi huma miżjuda fil-likwidu tal-aluminju bil-modifikaturi, aġenti nukleati u aġenti ta 'tneħħija, li jistgħu jippurifikaw id-dewweb, itejbu l-istruttura, jirfinaw il-qamħ, eċċ.
01Purifikazzjoni ta 'art rari
Bħala ammont kbir ta 'inklużjonijiet ta' gass u ossidu (prinċipalment idroġenu, ossiġenu u nitroġenu) se jinġiebu waqt it-tidwib u l-ikkastjar ta 'liga tal-aluminju, pinholes, xquq, inklużjonijiet, inklużjonijiet u difetti oħra se jseħħu fl-ikkastjar (ara l-Figura 1A), tnaqqas is-saħħa tal-liga tal-aluminju. aluminju mdut, it-tnaqqis tar-rata tal-pinhole u l-porożità (ara l-Figura 1b), u t-tnaqqis ta 'inklużjonijiet u elementi ta' ħsara. Ir-raġuni ewlenija hija li d-Dinja rari għandha affinità kbira ma 'l-idroġenu, li tista' tassorbi u tinħall l-idroġenu fi kwantitajiet kbar u tifforma komposti stabbli mingħajr ma tifforma bżieżaq, b'mod sinifikanti l-kontenut ta 'l-alummum; Komposti refrattarji, li huma l-aktar imneħħija fil-forma ta 'gagazza fil-proċess ta' tidwib, sabiex jinkisbu l-iskop li jippurifika l-likwidu tal-aluminju.
Il-prattika wriet li art rari għandha l-effett li tnaqqas il-kontenut ta 'idroġenu, ossiġnu u kubrit f'ligi ta' l-aluminju u l-aluminju. Iż-żieda ta '0.1% ~ 0.3% RE fil-likwidu tal-aluminju huwa ta' għajnuna biex jitneħħew aħjar l-impuritajiet ta 'ħsara, jirfinaw l-impuritajiet jew ibiddlu l-morfoloġija tagħhom, sabiex jirfinaw u jqassmu b'mod uniformi l-ħbub; barra minn hekk, ri u impuritajiet ta' ħsara b'punt ta 'tidwib baxx jiffurmaw komposti binarji bħal Res, REAS, u REPB, li huma kkaratterizzati minn punt ta' tidwib għoli, densità baxxa, u l-proprjetajiet kimiċi stabbli, u jistgħu jiġu mqabbla. imneħħi, u b'hekk jippurifika l-likwidu tal-aluminju; il-partiċelli fini li jifdal isiru nuklei eteroġenji ta 'l-aluminju biex jirfinaw il-ħbub.
Fig. 1 Morfoloġija SEM ta 'liga 7075 mingħajr Re u W (Re) = 0.3%
a. RE mhix miżjuda; b. Żid w (re) = 0.3%
02Metamorfiżmu tad-Dinja Rari
Il-modifika rari tad-dinja hija prinċipalment manifestata fir-raffinar tal-ħbub u d-dendriti, li tinibixxi d-dehra tal-fażi lamellari oħxon, li telimina l-fażi massiva oħxon imqassma fil-kristall primarju u tifforma fażi sferika, tant li l-istrixxa u l-framment tal-komposti fil-konfini tal-qamħ huma mnaqqsa b'mod sinifikanti (ara l-figura 2). Il-proprjetajiet huma relattivament attivi. It-tidwib fil-likwidu tal-aluminju huwa faċli ħafna biex timla d-difetti fil-wiċċ tal-fażi tal-liga, li tnaqqas it-tensjoni tal-wiċċ fuq l-interface bejn fażijiet ġodda u qodma, u ttejjeb ir-rata ta 'tkabbir tan-nukleu tal-kristall; fl-istess ħin, tista' wkoll tifforma film attiv tal-wiċċ bejn il-ħbub u l-likwidu mdewweb biex tipprevjeni t-tkabbir tal-ħbub iġġenerati u l-istruttura tal-liga (ara l-Figura 2B).
Fig. 2 mikrostruttura ta 'ligi b'żieda differenti
a. Id-dożaġġ mill-ġdid huwa 0; b. Żieda mill-ġdid hija 0.3%; c. Żieda mill-ġdid hija 0.7%
Wara li żied elementi tad-Dinja rari α, il-ħbub tal-fażi (Al) bdew isiru iżgħar, li kellhom rwol fl-irfinar tal-ħbub (Al) trasformati f'forma żgħira ta 'warda jew virga, meta l-kontenut ta' art rari huwa ta '0.3% αThe d-daqs tal-qamħ ta' (Al) fażi tal-fażi (AL) huwa l-iżgħar, u jiżdied gradwalment biż-żieda ulterjuri ta 'kontenut ta' art rari. miżmum f'temperatura għolja għal ċertu perjodu ta 'żmien, id-Dinja rari se jkollha l-akbar rwol fil-metamorfiżmu. Barra minn hekk, in-numru ta' nuklei tal-kristall tal-komposti ffurmati mill-aluminju u l-art rari jiżdied ħafna meta l-metall jikkristalizza, li jagħmel ukoll l-istruttura tal-liga raffinata. Ir-riċerka turi li l-art rari għandha effett ta 'modifika tajba fuq il-liga tal-aluminju.
03 Effett Mikroalloying tad-Dinja Rari
Dinja rari teżisti prinċipalment fil-ligi tal-aluminju u l-aluminju fi tliet forom: soluzzjoni solida fil-matrixα (AL); segregazzjoni fil-konfini tal-fażi, il-konfini tal-qamħ u l-konfini tad-dendrite; soluzzjoni solida fi jew fil-forma ta 'kompodi. L-effetti ta' tisħiħ ta 'art rari f'ligi ta' l-aluminju prinċipalment jinkludu r-raffinament tal-qamħ, soluzzjoni ta 'soluzzjoni ta' qamħ, soluzzjoni ta 'fażi u t-tieni fażi ta' tisħiħ ta 'l-art rari.
Il-forma ta 'eżistenza ta' art rari fl-aluminju u l-liga tal-aluminju hija relatata mill-qrib ma 'l-ammont ta' żieda tagħha. Ġeneralment, meta l-kontenut mill-ġdid huwa inqas minn 0.1%, ir-rwol ta 'RE huwa prinċipalment it-tisħiħ tal-qamħ fin u t-tisħiħ tas-soluzzjoni finita; meta l-kontenut mill-ġdid huwa 0.25% ~ 0.30%, RE u Al jiffurmaw numru kbir ta' komposti sferiċi jew qosra bħal komposti intermetalliċi, li huma mqassma fil-qamħ jew il-limitu tal-qamħ, u numru kbir ta 'strutturi spiroidizzati fini u disperti Effetti ta 'liga mikro bħat-tisħiħ tat-tieni fażi.
◆ ◆ Effett ta 'art rari fuq proprjetajiet ta' aluminju u liga tal-aluminju ◆◆
01 Effett ta 'art rari fuq proprjetajiet mekkaniċi komprensivi ta' liga
Is-saħħa, l-ebusija, it-titwil, l-ebusija tal-ksur, ir-reżistenza għall-ilbies u proprjetajiet mekkaniċi komprensivi oħra tal-liga jistgħu jitjiebu billi jiżdiedu ammont xieraq ta 'art rari.0.3% RE huwa miżjud ma' l-aluminju tal-aluminju ZL10 Serje Alloyσbmill-205.9 MPa sa 274 MPa, u Hb minn 80 sa 108; żieda ta '0.42% SC għal 7005 Alloyσbżdied minn 314MPa għal 414MPa, σ0.2Żdied minn 282MPa għal 378MPa, il-plastiċità żdiedet minn 6.8% għal 10.1%, u l-istabbiltà ta 'temperatura għolja ġiet imsaħħa b'mod sinifikanti; LA u CE jistgħu jtejbu b'mod sinifikanti s-superplastiċità tal-liga. Iż-żieda ta '0.14% ~ 0.64% LA ma' liga al-6mg-0.5mn iżżid is-superplastiċità minn 430% għal 800% ~ 1000%; studju sistematiku tal-liga Al Si juri li s-saħħa tar-rendiment u s-saħħa tat-tensjoni aħħarija tal-liga jistgħu jitjiebu ħafna billi jiżdiedu ammont xieraq ta 'SC.Fig. 3 juri d-dehra SEM ta 'ksur tat-tensjoni ta' al-si7-mg0.8Alloy, li jindika li huwa ksur tipiku ta 'qsim fraġli mingħajr RE, filwaqt li wara 0.3% RE hija miżjuda, struttura dimple ovvja tidher fil-frattura, li tindika li għandha ebusija tajba u duttilità.
Fig. 3 Morfoloġija tal-ksur tat-tensjoni
a. Ma ngħaqadx mill-ġdid; b. Żid 0.3% mill-ġdid
02Effett ta 'art rari fuq proprjetajiet ta' temperatura għolja ta 'ligi
Żieda ta 'ċertu ammont ta'art rarif'liga tal-aluminju tista 'ttejjeb b'mod effettiv ir-reżistenza ta' ossidazzjoni ta 'temperatura għolja ta' liga ta 'l-aluminum. ADDING 1% ~ 1.5% MIXTAT TA' DINJA RARA MAL-ALOY ETETTIKA TAL-AL SI IBDI L-QAWWA TAT-TEMPERATIMENT GĦOLJA Il-ligi ta 'Al Cu jistgħu jtejbu l-proprjetajiet ta' temperatura għolja tal-ligi; il-liga CE-8.4% Solidifikata ta 'Fe-3.4% tista' taħdem għal żmien twil taħt l-400 ℃, ittejjeb ħafna t-temperatura tax-xogħol tal-liga tal-aluminju; SC hija miżjuda mal-liga tal-AL Mg Si biex tifforma AL3Partiċelli SC li mhumiex faċli biex jinħakru f'temperatura għolja u jikkooperaw mal-matriċi biex iwaqqfu l-konfini tal-qamħ, sabiex il-liga żżomm struttura mhux kristallizzata waqt l-ittemprar, u ttejjeb ħafna l-proprjetajiet ta 'temperatura għolja tal-liga.
03 Effett ta 'art rari fuq proprjetajiet ottiċi ta' ligi
Iż-żieda ta 'art rari f'liga tal-aluminju tista' tbiddel l-istruttura tal-film tal-ossidu tal-wiċċ tagħha, u tagħmel il-wiċċ aktar qawwi u sabiħ. Meta 0.12% ~ 0.25% RE huwa miżjud mal-liga tal-aluminju, ir-riflettività tal-profil 6063 ossidizzat u kkulurit hija sa 92%; meta 0.1% ~ 0.3% RE hija miżjuda mal-alloy tal-aluminju tal-kast AL Mg, il-alloy jista 'jikseb il-finitura tal-wiċċ.
04 Effett ta 'art rari fuq proprjetajiet elettriċi ta' ligi
Iż-żieda ta 'ri għall-aluminju ta' purità għolja hija ta 'ħsara għall-konduttività tal-liga, iżda l-konduttività tista' titjieb sa ċertu punt billi żżid RE xierqa ma 'l-aluminju pur industrijali u l-ligi konduttivi ta' Al Mg Si. Il-liga, li ġiet adottata mill-biċċa l-kbira tal-fabbriki tal-wajer domestiċi; żid traċċa ta 'art rari ma' aluminju ta 'purità għolja biex tagħmel il-kapaċitatur tal-fojl mill-ġdid. Meta jintuża fi prodotti 25kV, l-indiċi tal-kapaċitanza huwa rduppjat, il-kapaċità għal kull volum ta 'unità tiżdied b'5 darbiet, il-piż jitnaqqas b'47%, u l-volum tal-kapaċitatur jitnaqqas b'mod sinifikanti.
05Effett ta 'art rari fuq ir-reżistenza għall-korrużjoni tal-liga
F’xi ambjenti ta ’servizz, speċjalment fil-preżenza ta’ joni tal-klorur, il-ligi huma vulnerabbli għall-korrużjoni, korrużjoni ta ’xquq, korrużjoni tal-istress u għeja tal-korrużjoni. Sabiex titjieb ir-reżistenza għall-korrużjoni ta’ ligi tal-aluminju, saru bosta studji. Jinstab li ż-żieda ta 'ammont xieraq ta' art rari ma 'ligi tal-aluminju tista' ttejjeb b'mod effettiv ir-reżistenza għall-korrużjoni tagħhom. Il-kampjuni magħmula billi jżidu ammonti differenti ta 'art rari mħallta (0.1% ~ 0.5%) mal-aluminju kienu mxarrba fis-salmura u l-ilma baħar artifiċjali għal tliet snin konsekuttivi. Ir-riżultati juru li ż-żieda ta 'ammont żgħir ta' art rari ma 'l-aluminju tista' ttejjeb ir-reżistenza għall-korrużjoni ta 'l-aluminju, u r-reżistenza għall-korrużjoni fl-ilma baħar tas-salmura u artifiċjali hija ta' 24% u 32% ogħla minn dik ta 'l-aluminju, rispettivament; bl-użu ta' metodu ta 'fwar kimiku u żżid il-film ta' konverżjoni ta 'l-art b'ħafna art rari (CE, eċċ. Li tagħmel il-potenzjal tal-elettrodu tal-wiċċ tal-liga tal-aluminju għandu tendenza li jkun uniformi, u ttejjeb ir-reżistenza għall-korrużjoni intergranulari u l-korrużjoni tal-istress; iżżid LA għal liga tal-aluminju MG għolja tista 'ttejjeb b'mod sinifikanti l-abilità tal-korrużjoni anti-maritti Użat ħafna bħala materjali aerospazjali.
◆ ◆ Teknoloġija ta 'preparazzjoni ta' liga rari tad-dinja tal-aluminju ◆ ◆
Dinja rari hija l-aktar miżjuda fil-forma ta 'elementi ta' traċċa f'ligi tal-aluminju u ligi oħra. Dinja rari għandha attività kimika għolja, punt ta 'tidwib għoli, u huwa faċli biex tkun ossidizzat u maħruq f'temperaturi għoljin. Dan ikkawża ċerti diffikultajiet fil-preparazzjoni u l-applikazzjoni ta 'ligi tal-aluminju tad-dinja rari. Fir-riċerka sperimentali fit-tul, in-nies ikomplu jesploraw il-metodi ta' preparazzjoni ta 'liga tal-aluminju tad-Dinja rari.
01 Metodu ta 'taħlit
Metodu ta 'tidwib imħallat huwa li żżid art rari jew metall rari mħallat f'likwidu ta' l-aluminju b'temperatura għolja fi proporzjon biex tagħmel liga kaptan jew liga ta 'applikazzjoni, u mbagħad dewweb il-liga kaptan u l-aluminju li jifdal skond l-allowance ikkalkulata flimkien, ħawwad u tirfina għal kollox.
02 Elettroliżi
Il-metodu tal-elettroliżi tal-melħ imdewweb huwa li żżid ossidu rari tad-dinja jew melħ rari tad-dinja fiċ-ċellula elettrolitika tal-aluminju industrijali u elettroliz bl-ossidu tal-aluminju biex tipproduċi liga rari tal-aluminju tad-dinja. Metodu tal-elettroliżi tal-melħ żviluppa relattivament mgħaġġel fiċ-Ċina. Ġeneralment, hemm żewġ modi, jiġifieri, metodu tal-katodu likwidu u metodu eutectoid elettrolitiku. Fil-preżent, ġie żviluppat li komposti rari tad-dinja jistgħu jiġu miżjuda direttament maċ-ċelloli elettrolitiċi tal-aluminju industrijali, u ligi rari tal-aluminju tad-dinja jistgħu jiġu prodotti bl-elettroliżi tal-klorur li jdub bil-metodu eutectoid.
03 Metodu ta 'tnaqqis aluminotermiku
Minħabba li l-aluminju għandu abbiltà qawwija ta 'tnaqqis, u l-aluminju jista' jifforma varjetà ta 'komposti intermetalliċi ma' art rari, l-aluminju jista 'jintuża bħala aġent li jnaqqas biex iħejji liegi rari tal-aluminju tad-dinja. Ir-reazzjonijiet kimiċi ewlenin huma murija fil-formula li ġejja:
RE2O3+ 6al → 2real2+ Al2O3
Fost dawn, ossidu rari tad-dinja jew gagazza rikka rari tad-Dinja jistgħu jintużaw bħala materja prima rari tad-Dinja; l-aġent li jnaqqas jista 'jkun aluminju pur industrijali jew aluminju tas-silikon; it-temperatura tat-tnaqqis hija 1400 ℃ ~ 1600 ℃. Fl-istadju bikri, ġiet imwettqa taħt il-kundizzjoni ta' l-eżistenza ta 'aġent ta' tisħin u fluss, u fluss ta 'tnaqqis għoli jista' jikkawża ħafna problemi; fis-snin reċenti; F'temperatura aktar baxxa (780 ℃), ir-reazzjoni ta 'tnaqqis aluminotermiku titlesta fis-sistema ta' fluworidu tas-sodju u klorur tas-sodju, li tevita l-problemi kkawżati mit-temperatura għolja oriġinali.
◆ ◆ Applikazzjoni Progress ta 'liga rari tal-aluminju tad-dinja ◆ ◆
01 Applikazzjoni ta 'liga tal-aluminju tad-dinja rari fl-industrija tal-enerġija
Minħabba l-vantaġġi ta 'konduttività tajba, kapaċità kbira ta' ġarr kurrenti, saħħa għolja, reżistenza għall-ilbies, proċessar faċli u ħajja twila ta 'servizz, liga rari tad-dinja tista' tintuża biex timmanifattura kejbils, linji ta 'trasmissjoni ġenerali, qlub tal-wajer, wajers li jiżżerżqu u wajers irqaq għal skopijiet speċjali. Amministra Kontenut għoli, li għandu impatt akbar fuq il-proprjetajiet elettriċi. Iż-żieda ta 'ammont xieraq ta' art rari tista 'ttejjeb il-morfoloġija eżistenti u d-distribuzzjoni tas-silikon fil-liga, li tista' ttejjeb b'mod effettiv il-proprjetajiet elettriċi ta 'l-aluminju; iżżid ammont żgħir ta' art rari mħallta ta 'yttrium jew yttrium imħallta fil-wajer ta' liga ta 'l-aluminju reżistenti għas-sħana tista' mhux biss iżżomm il-prestazzjoni rari; Sistema ta 'liga tal-aluminju. Kejbils u kondutturi magħmula minn liga rari tal-aluminju tad-dinja jistgħu jżidu l-medda tat-torri tal-kejbil u jestendu l-ħajja tas-servizz tal-kejbils.
02Applikazzjoni ta 'liga tal-aluminju tad-dinja rari fl-industrija tal-kostruzzjoni
6063 liga tal-aluminju hija l-iktar użata ħafna fl-industrija tal-kostruzzjoni. Iż-żieda ta '0.15% ~ 0.25% Dinja rari tista' ttejjeb b'mod sinifikanti l-istruttura tal-fondut u l-istruttura tal-ipproċessar, u tista 'ttejjeb il-prestazzjoni tal-estrużjoni, l-effett tat-trattament tas-sħana, il-proprjetajiet mekkaniċi, ir-reżistenza tal-korrużjoni, il-prestazzjoni tat-trattament tal-wiċċ u t-ton tal-kulur. Jinstab li l-art rari hija prinċipalment imqassma f'6063 liga tal-aluminju tal-aluminju u l-alloyα-AL jinnewtralizza l-fażi, il-konfini tal-qamħ, u huma xolji Il-komposti biex jirfinaw l-istruttura u l-ħbub tad-dendrite, sabiex id-daqs ta 'l-ewtettiku mhux solvut u d-daqs tad-dimple fiż-żona tad-dimple jsiru sinifikament iżgħar, id-distribuzzjoni hija uniformi, u d-densità tiżdied, sabiex id-diversi proprjetajiet tal-liga jiġu mtejba fi gradi varji. Pereżempju, is-saħħa tal-profil tiżdied b'aktar minn 20%, it-titwil jiżdied b'50%, u r-rata ta 'korrużjoni hija mnaqqsa b'aktar minn darbtejn, il-ħxuna tal-film tal-ossidu tiżdied b'5% ~ 8%, u l-proprjetà tal-kulur tiżdied b'madwar 3%. Għalhekk, il-profili tal-bini tal-liga mill-ġdid huma użati b'mod wiesa'.
03Applikazzjoni ta 'liga tal-aluminju tad-dinja rari fi prodotti ta' kuljum
Iż-żieda ta 'traċċa rari tad-Dinja ma' l-aluminju pur u l-ligi tal-aluminju tas-serje AL MG għal prodotti ta 'l-aluminju ta' użu ta 'kuljum jistgħu jtejbu b'mod sinifikanti l-proprjetajiet mekkaniċi, tpinġija profonda ta' proprjetà u reżistenza għall-korrużjoni. Il-ħtiġijiet ta 'kuljum bħalma huma l-aluminju, pans tal-aluminju, pans tal-aluminju, pjanċi tal-aluminju, kaxxi tal-ikliet tal-aluminju, appoġġ tal-għamara tal-aluminju, biċikli tal-alumina, biċikli Liga mill-ġdid għandhom aktar mid-doppju tar-reżistenza għall-korrużjoni, 10% ~ 15% tnaqqis tal-piż, 10% ~ 20% żieda fir-rendiment, 10% ~ 15% tnaqqis fl-ispejjeż tal-produzzjoni, u tpinġija fil-fond aħjar u prestazzjoni fil-fond tal-ipproċessar meta mqabbla ma 'prodotti tal-liga tal-aluminju mingħajr art rari.
04 Applikazzjoni ta 'liga tal-aluminju tad-dinja rari f'aspetti oħra
Iż-żieda ta 'ftit eluf ta' art rari fil-liga tal-ikkastjar tas-serje AL SI l-iktar użata tista 'ttejjeb b'mod sinifikanti l-prestazzjoni tal-magni tal-liga. Bosta marki ta 'prodotti ntużaw f'ajruplani, vapuri, karozzi, magni diesel, muturi u vetturi armati (pistuni, gearbox, ċilindru, strumentazzjoni u partijiet oħra). Fir-riċerka u l-applikazzjoni, jinstab li l-SC huwa l-iktar element effettiv biex jottimizza l-istruttura u l-proprjetajiet ta' liga tal-aluminju. Għandu tisħiħ qawwi ta 'dispersjoni, tisħiħ ta' raffinament tal-qamħ, tisħiħ ta 'soluzzjoni u effetti ta' tisħiħ ta 'microalloy fuq l-aluminju, u jista' jtejjeb is-saħħa, ebusija, plastiċità, ebusija, reżistenza għall-korrużjoni, reżistenza għas-sħana, eċċ. Ta 'liga ta' liegi. Liga tal-aluminju scandium żviluppata min-NASA għandha saħħa għolja u temperatura għolja u stabbiltà tat-temperatura baxxa u ġiet applikata għal fuselage tal-ajru u partijiet strutturali tal-inġenji tal-ajru; il-liga 0146al cu li sc żviluppata mir-Russja ġiet applikata fuq it-tank tal-karburant krijoġeniku tal-vettura spazjali.
Mill-Volum 33, Ħarġa 1 tad-Dinja Rari minn Wang Hui, Yang An u Yun Qi
Ħin ta 'wara: Jul-05-2023