Notkun sjaldgæfra jarðar í samsettum efnum

Umsókn umSjaldgæf jörðí samsettum efnum
Sjaldgæf jörð frumefni hafa einstaka 4f rafræna uppbyggingu, stórt atóm segulmagnaðir augnablik, sterka snúningstengingu og aðra eiginleika. Þegar fléttur myndast við önnur frumefni getur samhæfingartala þeirra verið breytileg frá 6 til 12. Sjaldgæf jarðefnasambönd hafa margvíslega kristalbyggingu. Sérstakir eðlis- og efnafræðilegir eiginleikar sjaldgæfra jarða gera þær mikið notaðar við bræðslu á hágæða stáli og járnlausum málmum, sérstöku gleri og hágæða keramik, varanleg segulefni, vetnisgeymsluefni, lýsandi og leysiefni, kjarnorkuefni. , og öðrum sviðum. Með stöðugri þróun samsettra efna hefur notkun sjaldgæfra jarðefna einnig stækkað á sviði samsettra efna, sem vakið mikla athygli í að bæta viðmótareiginleika milli ólíkra efna.

Helstu umsóknarform sjaldgæfra jarðar við gerð samsettra efna eru: ① að bæta viðsjaldgæfir jarðmálmartil samsettra efna; ② Bæta við í formisjaldgæf jörð oxíðvið samsetta efnið; ③ Fjölliður dópaðar eða tengdar sjaldgæfum jarðmálmum í fjölliðum eru notaðar sem fylkisefni í samsettum efnum. Meðal ofangreindra þriggja forma af sjaldgæfum jarðvegi er fyrstu tveimur formunum að mestu bætt við málmfylkissamsett efni, en það þriðja er aðallega notað á fjölliða fylkissamsett efni, og keramikfylkissamsettu efninu er aðallega bætt við í öðru formi.

Sjaldgæf jörðVirkar aðallega á málmgrunn og keramik fylki samsett í formi aukefna, sveiflujöfnunar og hertuaukefna, bætir verulega afköst þeirra, dregur úr framleiðslukostnaði og gerir iðnaðarnotkun þess mögulega.

Viðbót á sjaldgæfum jarðefnum sem aukefnum í samsett efni gegnir aðallega hlutverki í að bæta viðmótsframmistöðu samsettra efna og stuðla að betrumbót á málmfylkikornum. Verkunarháttur er sem hér segir.

① Bættu vætanleika milli málmfylkis og styrkingarfasa. Rafneikvæðni sjaldgæfra jarðefnaþátta er tiltölulega lág (því minni sem rafneikvæðni málma er, því virkari er rafneikvæðni málmlausra). Til dæmis er La 1,1, Ce er 1,12 og Y er 1,22. Rafneikvæðni sameiginlegs grunnmálms Fe er 1,83, Ni er 1,91 og Al er 1,61. Þess vegna munu sjaldgæf jarðefni frumefni helst aðsogast á kornamörk málmfylkis og styrkingarfasa meðan á bræðsluferlinu stendur, draga úr viðmótorku þeirra, auka viðloðun vinnu viðmótsins, draga úr bleytingarhorni og þar með bæta vætanleika milli fylkisins. og styrkingarfasa. Rannsóknir hafa sýnt að það að bæta La frumefni við álgrunnið bætir á áhrifaríkan hátt vætanleika AlO og álvökva og bætir örbyggingu samsettra efna.

② Stuðla að því að betrumbæta málmfylkiskorn. Leysni sjaldgæfra jarðar í málmkristalli er lítill, vegna þess að atómradíus sjaldgæfra jarðarþátta er stór og atómradíus málmfylkis er tiltölulega lítill. Innkoma sjaldgæfra jarðar frumefna með stærri radíus inn í fylki grindurnar mun valda grindaraflögun, sem mun auka orku kerfisins. Til að viðhalda sem minnstu fríorku geta sjaldgæf jarðaratóm aðeins auðgað í átt að óreglulegum kornamörkum, sem hindrar að einhverju leyti frjálsan vöxt fylkikorna. Á sama tíma munu auðguðu sjaldgæfu jarðar þættirnir einnig aðsogast aðra álþætti, auka styrkhlutfall álþætta, valda staðbundinni undirkælingu og auka misleitan kjarnaáhrif fljótandi málmfylkis. Að auki getur undirkælingin af völdum frumefnaaðskilnaðar einnig stuðlað að myndun aðskilinna efnasambanda og orðið að áhrifaríkum ólíkum kjarnaagnum og stuðlað þar með að fágun málmfylkiskornanna.

③ Hreinsaðu kornmörk. Vegna mikillar skyldleika frumefna sjaldgæfra jarðar og frumefna eins og O, S, P, N, o.s.frv., er hefðbundin frjáls myndunarorka fyrir oxíð, súlfíð, fosfíð og nítríð lág. Þessi efnasambönd hafa hátt bræðslumark og lítinn eðlismassa, sum þeirra er hægt að fjarlægja með því að fljóta upp úr málmblönduvökvanum, en önnur dreifast jafnt innan kornsins, sem dregur úr aðskilnaði óhreininda við kornmörkin og hreinsar þar með kornmörkin og að bæta styrk sinn.

Það skal tekið fram að vegna mikillar virkni og lágs bræðslumarks sjaldgæfra jarðmálma, þegar þeim er bætt við samsett málmfylki, þarf að stýra snertingu þeirra við súrefni sérstaklega meðan á íblöndunarferlinu stendur.

Mikill fjöldi aðferða hefur sannað að með því að bæta sjaldgæfum jarðefnaoxíðum sem sveiflujöfnun, sintunarhjálpum og lyfjabreytingum við mismunandi málmfylki og keramikfylkissamsett efni getur það bætt styrk og seigleika efna til muna, dregið úr sintunarhita þeirra og þannig dregið úr framleiðslukostnaði. Helstu verkunarháttur þess er sem hér segir.

① Sem hertuaukefni getur það stuðlað að sintun og dregið úr gropi í samsettum efnum. Viðbót á hertuaukefnum er að mynda fljótandi fasa við háan hita, draga úr sintunarhita samsettra efna, hindra háhita niðurbrot efna meðan á sintunarferlinu stendur og fá þétt samsett efni með vökvafasa sintrun. Vegna mikils stöðugleika, veikburða sveiflukenndar við háan hita og hás bræðslu- og suðumarks sjaldgæfra jarðefnaoxíða geta þau myndað glerfasa með öðrum hráefnum og stuðlað að sintrun, sem gerir þau að áhrifaríku aukefni. Á sama tíma getur sjaldgæfa jörð oxíð einnig myndað fasta lausn með keramik fylkinu, sem getur myndað kristalgalla inni, virkjað grindurnar og stuðlað að sintun.

② Bættu örbyggingu og fínstilltu kornastærð. Vegna þeirrar staðreyndar að viðbættu sjaldgæfu jarðaroxíðin eru aðallega til staðar á kornamörkum fylkisins, og vegna mikils rúmmáls þeirra, hafa sjaldgæf jörð oxíð mikla flæðiþol í byggingunni og hindra einnig flæði annarra jóna og dregur þannig úr flutningshraði kornmarka, hamlar kornvexti og hindrar óeðlilegan vöxt korns við háhita sintrun. Þeir geta fengið lítil og einsleit korn, sem stuðlar að myndun þéttra mannvirkja; Á hinn bóginn, með því að dópa sjaldgæf jörð oxíð, fara þau inn í kornamörk glerfasans, bæta styrk glerfasans og ná þannig því markmiði að bæta vélræna eiginleika efnisins.

Sjaldgæf jörð frumefni í samsettum fjölliða fylki hafa aðallega áhrif á þá með því að bæta eiginleika fjölliða fylkisins. Sjaldgæf jörð oxíð geta aukið varma niðurbrotshitastig fjölliða, en sjaldgæf jörð karboxýlöt geta bætt hitastöðugleika pólývínýlklóríðs. Með því að dópa pólýstýren með sjaldgæfum jarðefnasamböndum getur það bætt stöðugleika pólýstýren og aukið höggstyrk þess og beygjustyrk verulega.