Сирәк Earthирнең алюминий һәм алюминий эретмәләренә тәэсире

Кулланусирәк җиралюминий эретмәсе кастингта элегрәк чит илләрдә башкарылган.Кытай бу аспектны тикшерүне һәм куллануны 1960-нчы елларда гына башласа да, ул тиз үсә.Механизм тикшеренүләреннән практик куллануга кадәр бик күп эш башкарылды, һәм кайбер казанышлар да булды. Сирәк җир элементлары кушылу белән, алюминий эретмәләренең механик үзлекләре, кастинг үзлекләре һәм электр үзлекләре бик яхшырды. яңа материаллар, сирәк җир элементларының оптик, электр һәм магнит үзлекләре шулай ук ​​сирәк җирнең даими магнит материаллары, сирәк җир яктылыгы чыгаручы материаллар, сирәк җир водород саклау материаллары һ.б. ясауда мөһим роль уйныйлар.

 

◆ al Алюминий һәм алюминий эретмәсендә сирәк җирнең эш механизмы ◆ ◆

Сирәк җир югары химик активлыкка, түбән потенциалга һәм махсус электрон катламга ия, һәм барлык элементлар белән диярлек үзара бәйләнештә булырга мөмкин. Алюминий һәм алюминий эретмәләрендә еш кулланыла торган сирәк җирләргә La (лантан), Ce (сериум), Y (yttrium) һәм Sc (скандиум).Алар еш кына алюминий сыеклыкка модификаторлар, нуклеяцион агентлар һәм дегассировкалаучы агентлар белән кушылалар, алар эретүне чистарта, структурасын яхшырта, ашлыкны чистарта һ.б.

01Сирәк җирне чистарту

Алюминий эритмәсе эретү һәм кастинг вакытында күп күләмдә газ һәм оксид кертүләре (нигездә водород, кислород һәм азот) китереләчәк, кастингта тишекләр, ярыклар, инклюзияләр һәм башка кимчелекләр барлыкка киләчәк (1а рәсемне карагыз). алюминий эритмәсе көче. Сирәк җирне чистарту эффекты, эретелгән алюминийдагы водород күләменең кимүендә, тишек тизлеген һәм порошитлыгын киметүдә күрсәтелә (1б рәсемне кара), кертү һәм зарарлы элементларның кимүе. Төп Сәбәбе - сирәк җирнең водород белән бик якынлыгы бар, ул водородны күп күләмдә үзләштерә һәм эретә һәм күперләр ясамыйча тотрыклы кушылмалар барлыкка китерә ала, шулай итеп алюминийның водород күләмен һәм порошитлыгын сизелерлек киметә; сирәк җир һәм азот отрядлы кушылмалар ясыйлар. алюминий сыеклыгын чистарту максатына ирешү өчен, эретү процессында шлак формасында алынды.

Практика исбатлады, сирәк җир алюминий һәм алюминий эретмәләрендә водород, кислород һәм күкерт күләмен киметү тәэсиренә ия.Алюминий сыеклыгына 0,1% ~ 0,3% RE өстәү зарарлы пычракларны яхшырак бетерергә, пычракларны чистартырга яки морфологиясен үзгәртергә ярдәм итә, бөртекләрне чистарту һәм тигез бүлү өчен; Моннан тыш, RE һәм аз эретү ноктасы булган зарарлы пычраклар икеләтә кушылмалар формалаштыралар. RES, REAs, һәм REPb, югары эрү ноктасы, түбән тыгызлык, тотрыклы химик үзлекләр белән аерылып торалар, һәм шлак формалаштырып йөзеп була, шулай итеп алюминий сыеклыгын чистарталар; калган нечкә кисәкчәләр чистарту өчен алюминийның гетероген ядрәләренә әйләнәләр. бөртеклеләр.

640

Рәсем 1 SEM морфологиясе 7075 эретмәсе RE һәм w (RE) = 0,3%

а.RE кушылмый; б.W (RE) = 0,3% өстәргә

02Сирәк җир метаморфизмы

Earthирнең сирәк модификациясе, нигездә, бөртеклеләрне һәм дендритларны эшкәртүдә, тупас лампель T2 фазасы күренешенә комачаулый, төп кристаллда таралган тупас массив фазаны бетерә һәм сферик фазаны формалаштыра, ашлык чикләрендә полоса һәм фрагмент кушылмалары сизелерлек кими. (2 нче рәсемне кара). Гомумән, сирәк җир атомының радиусы алюминий атомыннан зуррак, һәм аның характеристикалары чагыштырмача актив.Алюминий сыеклыкта эрү эритмәсе фазасының өслек җитешсезлекләрен тутыру бик җиңел, бу яңа һәм иске этаплар арасындагы интерфейстагы өслек киеренкелеген киметә, һәм кристалл ядрәсенең үсеш темпын яхшырта; Шул ук вакытта ул өслекне дә ясый ала. Бөртеклеләр һәм эретелгән сыеклык арасында актив пленка, барлыкка килгән бөртекләрнең үсүен булдырмас өчен һәм эретелгән структураны чистартыр өчен (рәсемне кара 2б).

微 信 图片 _20230705111148

2 нче рәсем

а.RE дозасы 0; б.RE өстәмәсе - 0,3%; с.RE өстәмә 0,7%

Сирәк җир элементларын кушканнан соң - (Al) фаза бөртекләре кечерәя башлады, ул бөртекләрне чистартуда роль уйнады (Al) кечкенә роза яки таяк формасына әверелде, сирәк җирнең эчтәлеге 0,3% αБер ашлык күләме (Al) ) фаза иң кечкенә, ә сирәк җирнең тагын да артуы белән акрынлап арта. Экспериментлар сирәк җир метаморфизмы өчен билгеле бер инкубация чоры барлыгын, һәм билгеле бер вакыт өчен югары температурада сакланган вакытта гына исбатладылар, метаморфизмда сирәк җир иң зур роль уйныйчак. Моннан тыш, алюминий һәм сирәк җир барлыкка килгән кушылмаларның кристалл ядрәләре металл кристалллашканда бик арта, бу эретү структурасын чистарта. Тикшеренүләр күрсәткәнчә, сирәк җир яхшы. алюминий эретмәсенә модификация эффекты.

 

03 Сирәк җирнең микроэлемент эффекты

Сирәк җир, нигездә, алюминий һәм алюминий эретмәләрендә өч формада бар: матрицада каты эремә; алюминий эретмәләре, нигездә, ашлыкны чистартуны, чикле эремәләрне ныгыту һәм сирәк җир кушылмаларының икенче этабын ныгыту.

Алюминий һәм алюминий эретмәсендә сирәк җирнең барлыгы аның кушылу күләме белән тыгыз бәйләнгән.Гадәттә, RE эчтәлеге 0,1% тан ким булмаганда, RE роле, нигездә, ашлыкны ныгыту һәм чикле чишелешне ныгыту; RE эчтәлеге 0,25% ~ 0,30% булганда, RE һәм Al күп санлы сферик яки кыска таякны интерметаль кушылмалар кебек ясыйлар. , ашлык яки ашлык чикләрендә таралган, һәм күп санлы дислокацияләр, яхшы ашлык сфероидлаштырылган корылмалар һәм таралган сирәк җир кушылмалары барлыкка килә, алар икенче этапны ныгыту кебек микро эретү эффектларын китерәчәк.

 

Rare rare сирәк җирнең алюминий һәм алюминий эритмәсе үзлекләренә тәэсире ◆

01 Сирәк җирнең эретелгән механик үзлекләренә тәэсире

Көч, каты, озынлык, сыну катылыгы, киемгә каршы тору һәм эретелгән эре механик үзлекләр сирәк җирне тиешле күләмдә кушып яхшыртыла ала.b205,9 MPa дан 274 MPa, һәм HB 80 дән 108гә кадәр; 7005 эретмәсенә 0,42% Sc өстәүb314МПадан 414МПага кадәр артты, σ0.2282МПадан 378МПага кадәр артты, пластиклылыгы 6,8% тан 10,1% ка кадәр артты, һәм югары температураның тотрыклылыгы сизелерлек күтәрелде; La һәм Ce эретмәнең суперпластиклыгын сизелерлек яхшырта ала.Al-6Mg-0.5Mn эретмәсенә 0,14% ~ 0,64% Ла кушылу суперпластикны 430% тан 800% ~ 1000% ка кадәр арттыра; Al Si эретмәсен системалы тикшерү шуны күрсәтә: эретмәнең уңыш көче һәм төп киеренкелеге зур булырга мөмкин. тиешле күләмдә Sc.Fig өстәп яхшыртылды.3 Al-Si7-Mg киеренке сынуның SEM күренешен күрсәтә0.8эретмә, бу RE-ның типик ватык ярылуы булуын күрсәтә, 0,3% RE кушылганнан соң, ватыкта ​​ачык төсле структура барлыкка килә, бу аның ныклыгы һәм сыгылмалы булуын күрсәтә.

640 (1)

3 нче рәсем

а.RE кушылмады; б.0,3% RE өстәргә

02Сирәк Earthирнең эретмәләрнең югары температурасына тәэсире

Билгеле күләмдә өстәүсирәк җиралюминий эретмәсе алюминий эретмәсе югары температуралы оксидлашуга каршы торуны эффектив рәвештә яхшырта ала. Al Si eutectic эретмәсе катнаш сирәгә 1% ~ 1,5% кушылса, югары температураның көче 33% ка, югары температураның ярылу көче (300 ℃, 1000 сәг. Fe-3,4% Ce эритмәсе 400 below астыннан озак эшли ала, алюминий эретмәсенең эш температурасын яхшырта; Sc Al Mg Si эретмәсенә Al кушыла;3Sc кисәкчәләре югары температурада кушылу җиңел түгел һәм ашлык чикләрен кадаклау өчен матрица белән кушылалар, шулай итеп эретү аннальизация вакытында кристаллланмаган структураны саклый, һәм эретмәнең югары температурасын яхшырта.

 

03 Сирәк Earthирнең эретмәләрнең оптик үзлекләренә йогынтысы

Алюминий эретмәсенә сирәк җир өстәү аның оксид пленкасының структурасын үзгәртә ала, өслеген тагын да яктырак һәм матур итә. Алюминий эретмәсенә 0,12% ~ 0,25% RE кушылгач, оксидлаштырылган һәм төсле 6063 профильнең чагылышы тора. 92%; Al Mg чуен алюминий эретмәсенә 0,1% ~ 0,3% RE кушылгач, эретмә иң яхшы өслек бетүен һәм ялтыравык ныклыгын ала ала.

 

04 Сирәк Earthирнең эретмәләрнең электр үзлекләренә йогынтысы

Highгары чисталыклы алюминийга RE өстәү эретмәнең үткәрүчәнлеге өчен зарарлы, ләкин үткәрүчәнлек билгеле күләмдә сәнәгать саф алюминийга һәм Al Mg Si үткәргеч эретмәләренә тиешле RE кушып яхшыртылырга мөмкин. Эксперимент нәтиҗәләре шуны күрсәтә: алюминийның үткәрүчәнлеге 0,2% RE кушып 2% ~ 3% яхшыртырга мөмкин. Al Zr эретмәсенә аз күләмдә йтрий бай сирәк җир кушылса, күпчелек чыбык заводлары кабул иткән эретмәнең үткәрүчәнлеген яхшырта ала; сирәк җир эзе өстәргә. Al RE фольга конденсаторы ясау өчен югары чисталыклы алюминийга.25кВ продуктларда кулланылганда, сыйдырышлык индексы икеләтә, берәмлек күләменә сыйдырышлык 5 тапкыр, авырлык 47% ка, конденсатор күләме сизелерлек кими.

 

05Сирәк Earthирнең эретүнең коррозиягә каршы торуы

Кайбер хезмәт шартларында, аеруча хлорид ионнары булганда, эретмәләр коррозиягә, кризис коррозиясенә, стресс коррозиясенә һәм коррозия аруына мохтаҗ. Алюминий эретмәләренең коррозиягә каршы торуын яхшырту өчен, күп тикшеренүләр үткәрелде.Алюминий эретмәләренә тиешле күләмдә сирәк җир өстәү аларның коррозиягә каршы торышын яхшырта ала. Алюминийга төрле күләмдә катнаш сирәк туфрак (0,1% ~ 0,5%) кушып ясалган үрнәкләр диңгез һәм ясалма диңгез суларына бер-бер артлы өч тапкыр баттылар. еллар.Нәтиҗә шуны күрсәтә: алюминийга сирәк җирләр аз кушылса, алюминийның коррозиягә каршы торуы яхшыра ала, һәм диңгез һәм ясалма диңгез суларындагы коррозиягә каршы тору, алюминийныкыннан 24% һәм 32% югарырак; химик пар ысулын куллану һәм өстәү сирәк җир күп компонентлы үтеп керүче (La, Ce һ.б.), 2024 эретмәсе өстендә сирәк җир конверсия пленкасы катламы барлыкка килергә мөмкин, алюминий эретмәсенең өслек электрод потенциалы бертөрле булырга һәм каршылыкны яхшыртырга мөмкин. трансгрануляр коррозия һәм стресс коррозиясе; югары Mg алюминий эретмәсенә La кушылу эретмәнең диңгез коррозиясенә каршы сәләтен сизелерлек яхшырта ала; алюминий эретмәләренә 1,5% ~ 2,5% Nd өстәү югары температураның эшләвен, һаваның тыгызлыгын һәм коррозиягә каршы торуын яхшырта ала. аэрокосмик материал буларак киң кулланыла торган эретмәләр.

 

Rare rare сирәк җир алюминий эритмәсе әзерләү технологиясе ◆ ◆

Сирәк җир күбесенчә алюминий эретмәләрендә һәм башка эретмәләрдә эз элементлары рәвешендә өстәлә.Сирәк җир югары химик активлыкка, эретү ноктасына ия, һәм югары температурада оксидлашу һәм яну җиңел.Бу сирәк җир алюминий эретмәләрен әзерләүдә һәм куллануда кайбер кыенлыклар тудырды. Озак вакытлы эксперименталь тикшеренүләрдә кешеләр сирәк җир алюминий эретмәләрен әзерләү ысулларын өйрәнүне дәвам итәләр. Хәзерге вакытта сирәк җир алюминий эретмәләрен әзерләү өчен төп җитештерү ысуллары. катнашу ысулы, эретелгән тоз электролизы ысулы һәм алюминотермик киметү ысулы.

 

01 Катнашу ысулы

Катнаш эретү ысулы - сирәк җир яки катнаш сирәк металлны югары температуралы алюминий сыеклыкка мастер эретмәсе яки куллану эретмәсе ясау өчен пропорциональ рәвештә өстәргә, аннары мастер эретмәсен һәм калган алюминийны исәпләнгән пособие буенча эретегез, тулысынча куегыз һәм чистартыгыз. .

 

02 Электролиз

Эретелгән тоз электролизы ысулы - сирәк җир оксиды яки сирәк туфракны сәнәгать алюминий электролитик күзәнәгенә кертү һәм сирәк җир алюминий эритмәсе җитештерү өчен алюминий оксиды белән электролиз ясау. Кытайда эретелгән тоз электролиз ысулы чагыштырмача тиз үсеш алган.Гадәттә, ике юл бар, алар - сыек катод ысулы һәм электролитик эвектоид ысулы.Хәзерге вакытта сирәк җир кушылмалары сәнәгать алюминий электролитик күзәнәкләренә турыдан-туры кушылырга мөмкин, һәм сирәк җир алюминий эретмәләре эвектоид ысулы белән хлорид эретү электролизы ярдәмендә ясалырга мөмкин.

 

03 Алюминотермик кыскарту ысулы

Алюминий көчле киметү сәләтенә ия, һәм алюминий сирәк җир белән төрле интерметаль кушылмалар барлыкка китерә алганга, алюминий сирәк җир алюминий эретмәләрен әзерләү өчен киметүче агент буларак кулланылырга мөмкин. Төп химик реакцияләр түбәндәге формулада күрсәтелгән:

RE2O3+ 6Al → 2REAl2+ Әл2O3

Алар арасында сирәк җир оксиды яки сирәк җиргә бай шлак сирәк җир чималы буларак кулланылырга мөмкин; киметүче агент сәнәгать саф алюминий яки кремний алюминий булырга мөмкин; киметү температурасы 1400 ℃ ~ 1600 ℃ .Беренче этапта ул алып барылды. җылыту агенты һәм агымы булган шартларда, һәм түбән температура күп проблемалар тудырырга мөмкин; соңгы елларда тикшерүчеләр яңа алюминотермик кыскарту ысулын уйлап таптылар.Түбән температурада (780 ℃), алюминотермик киметү реакциясе натрий фторы һәм натрий хлорид системасында тәмамлана, бу оригиналь югары температура аркасында килеп чыккан проблемалардан кача.

 

Rare rare сирәк җир алюминий эритмәсе куллану барышы ◆ ◆

01 Энергия тармагында сирәк җир алюминий эритмәсе куллану

Яхшы үткәрүчәнлек, зур ток үткәрү сыйфаты, югары көч, киемгә каршы тору, җиңел эшкәртү һәм озак хезмәт итү өстенлекләре аркасында сирәк җир алюминий эритмәсе кабельләр, өстәмә электр үткәргеч линияләре, чыбык үзәкләре, слайд чыбыклары һәм нечкә чыбыклар өчен кулланылырга мөмкин. махсус максатлар. Al Si эретмәсе системасына аз күләмдә RE кушылу үткәрүчәнлекне яхшырта ала, чөнки алюминий эретмәсендәге кремний югары эчтәлекле пычрак элемент, ул электр үзлекләренә зуррак йогынты ясый.Тиешле сирәк җирне өстәү, булган морфологияне һәм кремнийның эретүдә таралышын яхшырта ала, бу алюминийның электр үзлекләрен эффектив яхшырта ала; җылылыкка чыдам алюминий эритмәсе чыбыкларына аз күләмдә йтрий яки йтрий бай катнаш сирәк җир өстәү. яхшы температураның яхшы эшләвен саклап калмыйча, үткәрүчәнлекне дә яхшырта ала; сирәк җир киеренкелек көчен, җылылыкка каршы торуны һәм алюминий эретү системасының коррозиягә каршы торуын яхшырта ала.Сирәк җир алюминий эретмәсе белән эшләнгән кабельләр һәм үткәргечләр кабель манарасының озынлыгын арттырырга һәм кабельләрнең хезмәт срогын озайтырга мөмкин.

 

02Төзелеш тармагында сирәк җир алюминий эритмәсе куллану

6063 алюминий эритмәсе - төзелеш тармагында иң киң кулланылган.Сирәк җиргә 0,15% ~ 0,25% өстәү, чуен структурасы һәм эшкәртү структурасын сизелерлек яхшырта ала, һәм экструзия эффективлыгын, җылылык белән эшкәртү эффектын, механик үзлекләрен, коррозиягә каршы торуны, өслекне эшкәртү һәм төс тонын яхшырта ала. күбесенчә 6063 алюминий эритмәсе-Al фаза чикләрен, ашлык чикләрен һәм интердендритны нейтральләштерә, һәм алар кушылмаларда эриләр яки дендрит структурасын һәм бөртекләрен чистарту өчен кушылмалар формасында бар, шулай итеп чишелмәгән эвтектик зурлык һәм зурлык Димпл өлкәсендәге димпл сизелерлек кечерәя, тарату бертөрле, тыгызлыгы арта, шулай итеп эретүнең төрле үзлекләре төрле дәрәҗәләргә күтәрелә.Мәсәлән, профильнең көче 20% тан артыграк, озынлыгы 50% ка, коррозия дәрәҗәсе икеләтә артыграк, оксид пленкасының калынлыгы 5% ~ 8% ка арта, һәм буяу милеге якынча 3% ка арта .Шунлыктан RE-6063 эретелгән төзелеш профильләре киң кулланыла.

 

03Көндәлек продуктларда сирәк җир алюминий эритмәсе куллану

Алюминий продуктларын көн саен куллану өчен саф алюминий һәм Al Mg серияле алюминий эретмәләренә сирәк җир эзләү механик үзлекләрне, тирән сызу милеген һәм коррозиягә каршы торуны сизелерлек яхшырта ала. Алюминий чүлмәкләр, алюминий савытлар, алюминий тәлинкәләр, алюминий төшке тартмалар, алюминий җиһаз терәкләре, алюминий велосипедлары, һәм Al Mg RE эретмәсе белән эшләнгән көнкүреш приборлары коррозиягә каршы ике тапкырдан артык, 10% ~ 15% авырлыкны киметү, 10% ~ 20% уңышны арттыру, 10% ~ 15% җитештерү бәясен киметү, һәм сирәк җирсез алюминий эретмәсе продуктлары белән чагыштырганда яхшырак тирән рәсем ясау һәм тирән эшкәртү эше. Хәзерге вакытта сирәк җир алюминий эритмәсе көндәлек кирәк-яраклары киң кулланылды, һәм продуктлар сизелерлек артты, эчке һәм тышкы базарларда яхшы сатыла. .

 

04 Сирәк җир алюминий эритмәсе башка аспектларда куллану

Иң киң кулланылган Al Si серияле кастинг эретмәсенә сирәк җирнең берничә меңнән бер өлешен кушу эретү эшкәртү эшләрен сизелерлек яхшырта ала.Күпчелек маркалы продуктлар самолетларда, судноларда, автомобильләрдә, дизель двигательләрендә, мотоциклларда һәм бронялы машиналарда (поршень, тизлек тартмасы, цилиндр, приборлар һәм башка өлешләрдә) кулланылган. Тикшеренүләр һәм куллануларда Sc иң эффектив элемент булып табылган. алюминий эретмәләренең структурасын һәм үзлекләрен оптимальләштерү.Ул көчле дисперсияне ныгыту, ашлыкны чистарту, алюминийга эремәләрне ныгыту һәм микроаллой ныгыту эффектларына ия, һәм эретмәләрнең көчен, катылыгын, пластиклыгын, каты булуын, коррозиягә каршы торуны, җылылыкка каршы торуны h.б. яхшырта ала. аэрокосмос, суднолар, югары тизлекле поездлар, җиңел машиналар һ.б. кебек югары технологияле тармаклар. структур өлешләр; Россия тарафыннан эшләнгән 0146Al Cu Li Sc эретмәсе космик корабның криоген ягулык танкына кулланылган.

 

Ван Хуй, Ян Ан һәм Yunн iи сирәк 33-нче томнан

 


Пост вакыты: Июль-05-2023