Η εφαρμογή τουσπάνια γηστη χύτευση κράματος αλουμινίου πραγματοποιήθηκε νωρίτερα στο εξωτερικό. Αν και η Κίνα ξεκίνησε την έρευνα και την εφαρμογή αυτής της πτυχής μόλις στη δεκαετία του 1960, έχει αναπτυχθεί γρήγορα. Έχει γίνει πολλή δουλειά από την έρευνα μηχανισμών έως την πρακτική εφαρμογή και έχουν σημειωθεί ορισμένα επιτεύγματα. Με την προσθήκη στοιχείων σπανίων γαιών, οι μηχανικές ιδιότητες, οι ιδιότητες χύτευσης και οι ηλεκτρικές ιδιότητες των κραμάτων αλουμινίου έχουν βελτιωθεί σημαντικά. Στον τομέα της νέα υλικά, οι πλούσιες οπτικές, ηλεκτρικές και μαγνητικές ιδιότητες των στοιχείων σπάνιων γαιών παίζουν επίσης σημαντικό ρόλο στη δημιουργία μόνιμων μαγνητικών υλικών σπάνιων γαιών, υλικών εκπομπής φωτός σπάνιων γαιών, υλικών αποθήκευσης υδρογόνου σπάνιων γαιών κ.λπ.
◆ ◆ Μηχανισμός δράσης σπάνιων γαιών σε αλουμίνιο και κράμα αλουμινίου ◆ ◆
Οι σπάνιες γαίες έχουν υψηλή χημική δραστηριότητα, χαμηλό δυναμικό και ειδική διάταξη στοιβάδας ηλεκτρονίων και μπορούν να αλληλεπιδράσουν με όλα σχεδόν τα στοιχεία. Οι σπάνιες γαίες που χρησιμοποιούνται συνήθως στο αλουμίνιο και τα κράματα αλουμινίου περιλαμβάνουν το La (λανθάνιο), Ce (δημήτριο), Υ (ύττριο) και Sc (σκάνδιο). Συχνά προστίθενται σε υγρό αλουμινίου με τροποποιητές, παράγοντες πυρηνοποίησης και παράγοντες απαέρωσης, οι οποίοι μπορούν να καθαρίσουν το τήγμα, να βελτιώσουν τη δομή, να τελειοποιήσουν τον κόκκο κ.λπ.
01Καθαρισμός σπάνιων γαιών
Καθώς μια μεγάλη ποσότητα εγκλεισμάτων αερίου και οξειδίου (κυρίως υδρογόνο, οξυγόνο και άζωτο) θα εισαχθεί κατά τη διάρκεια της τήξης και χύτευσης του κράματος αλουμινίου, θα εμφανιστούν οπές, ρωγμές, εγκλείσματα και άλλα ελαττώματα στη χύτευση (βλ. Εικόνα 1α), μειώνοντας η αντοχή του κράματος αλουμινίου. Το αποτέλεσμα καθαρισμού των σπάνιων γαιών εκδηλώνεται κυρίως με την προφανή μείωση της περιεκτικότητας σε υδρογόνο στο λιωμένο αλουμίνιο, τη μείωση του ρυθμού και του πορώδους των οπών (βλ. Εικόνα 1β) και τη μείωση των εγκλεισμάτων και των επιβλαβών στοιχείων. Ο λόγος είναι ότι οι σπάνιες γαίες έχουν μεγάλη συγγένεια με το υδρογόνο, το οποίο μπορεί να απορροφήσει και να διαλύσει το υδρογόνο σε μεγάλες ποσότητες και να σχηματίσει σταθερές ενώσεις χωρίς να σχηματίσει φυσαλίδες, μειώνοντας έτσι σημαντικά την περιεκτικότητα σε υδρογόνο και το πορώδες του αλουμινίου. αφαιρείται κυρίως με τη μορφή σκωρίας στη διαδικασία τήξης, έτσι ώστε να επιτευχθεί ο σκοπός του καθαρισμού του υγρού αλουμινίου.
Η πρακτική έχει αποδείξει ότι οι σπάνιες γαίες έχουν ως αποτέλεσμα τη μείωση της περιεκτικότητας σε υδρογόνο, οξυγόνο και θείο στο αλουμίνιο και τα κράματα αλουμινίου. Η προσθήκη 0,1%~0,3% RE σε υγρό αλουμινίου είναι χρήσιμη για την καλύτερη απομάκρυνση των επιβλαβών ακαθαρσιών, τον καθαρισμό των ακαθαρσιών ή την αλλαγή της μορφολογίας τους, ώστε να εξευγενιστούν και να κατανεμηθούν ομοιόμορφα οι κόκκοι. Επιπλέον, οι RE και οι επιβλαβείς ακαθαρσίες με χαμηλό σημείο τήξης σχηματίζουν δυαδικές ενώσεις όπως RES, REAs και REPb, τα οποία χαρακτηρίζονται από υψηλό σημείο τήξης, χαμηλή πυκνότητα και σταθερές χημικές ιδιότητες και μπορούν να επιπλέουν για να σχηματίσουν σκωρία και να αφαιρεθούν, καθαρίζοντας έτσι το υγρό αλουμινίου. Τα υπόλοιπα λεπτά σωματίδια γίνονται ετερογενείς πυρήνες αλουμινίου προς διύλιση δημητριακά.
Εικ. 1 Μορφολογία SEM κράματος 7075 χωρίς RE και w (RE)=0,3%
ένα. RE δεν προστίθεται·β. Προσθήκη w (RE)=0,3%
02Μεταμόρφωση σπάνιων γαιών
Η τροποποίηση των σπάνιων γαιών εκδηλώνεται κυρίως στον εξευγενισμό κόκκων και δενδριτών, αναστέλλοντας την εμφάνιση της χονδροειδής φάσης Τ2, εξαλείφοντας τη χονδροειδή μαζική φάση που κατανέμεται στον πρωτεύοντα κρύσταλλο και σχηματίζοντας σφαιρική φάση, έτσι ώστε οι ενώσεις λωρίδων και θραυσμάτων στο όριο των κόκκων να μειώνονται σημαντικά (βλ. Εικόνα 2). Γενικά, η ακτίνα του ατόμου σπανίων γαιών είναι μεγαλύτερη από αυτή του ατόμου του αλουμινίου και οι ιδιότητές του είναι σχετικά ενεργές. Η τήξη σε υγρό αλουμινίου είναι πολύ εύκολο να γεμίσει τα επιφανειακά ελαττώματα της φάσης κράματος, η οποία μειώνει την επιφανειακή τάση στη διεπιφάνεια μεταξύ νέων και παλαιών φάσεων και βελτιώνει τον ρυθμό ανάπτυξης του κρυσταλλικού πυρήνα. Ταυτόχρονα, μπορεί επίσης να σχηματίσει μια επιφάνεια ενεργό φιλμ μεταξύ των κόκκων και του τηγμένου υγρού για να αποτραπεί η ανάπτυξη των δημιουργούμενων κόκκων και να τελειοποιηθεί η δομή του κράματος (βλ. Εικόνα 2β).
Εικ. 2 Μικροδομή κραμάτων με διαφορετική προσθήκη RE
ένα. Η δόση RE είναι 0;b. Η προσθήκη RE είναι 0,3%· γ. Η προσθήκη RE είναι 0,7%
Μετά την προσθήκη στοιχείων σπανίων γαιών οι κόκκοι της φάσης (Al) άρχισαν να γίνονται μικρότεροι, οι οποίοι έπαιξαν ρόλο στον καθαρισμό των κόκκων α(Al) που μεταμορφώθηκαν σε σχήμα μικρού τριαντάφυλλου ή ράβδου, όταν η περιεκτικότητα σε σπάνιες γαίες είναι 0,3%αΤο μέγεθος κόκκου του (Al ) η φάση είναι η μικρότερη και σταδιακά αυξάνεται με την περαιτέρω αύξηση της περιεκτικότητας σε σπάνιες γαίες. Πειράματα απέδειξαν ότι υπάρχει μια ορισμένη περίοδος επώασης για τη μεταμόρφωση των σπάνιων γαιών και μόνο όταν διατηρείται σε υψηλή θερμοκρασία για ορισμένο χρονικό διάστημα, Οι σπάνιες γαίες θα παίξουν τον μεγαλύτερο ρόλο στη μεταμόρφωση.Επιπλέον, ο αριθμός των κρυσταλλικών πυρήνων των ενώσεων που σχηματίζονται από το αλουμίνιο και τις σπάνιες γαίες αυξάνεται πολύ όταν κρυσταλλώνεται το μέταλλο, γεγονός που καθιστά επίσης τη δομή του κράματος εκλεπτυσμένη. Η έρευνα δείχνει ότι οι σπάνιες γαίες έχουν καλό επίδραση τροποποίησης στο κράμα αλουμινίου.
03 Μικροκράμα επίδραση σπάνιων γαιών
Οι σπάνιες γαίες υπάρχουν κυρίως στο αλουμίνιο και τα κράματα αλουμινίου σε τρεις μορφές: στερεό διάλυμα στη μήτρα α(Al)· Διαχωρισμός στο όριο φάσης, όριο κόκκων και όριο δενδρίτη· Στερεό διάλυμα σε ή με τη μορφή ένωσης. Τα ενισχυτικά αποτελέσματα της σπάνιας γαίας σε Τα κράματα αλουμινίου περιλαμβάνουν κυρίως την ενίσχυση διύλισης κόκκων, την ενίσχυση πεπερασμένων διαλυμάτων και την ενίσχυση της δεύτερης φάσης των ενώσεων σπάνιων γαιών.
Η ύπαρξη σπάνιας γαίας σε αλουμίνιο και κράμα αλουμινίου σχετίζεται στενά με την ποσότητα προσθήκης της. Γενικά, όταν η περιεκτικότητα σε RE είναι μικρότερη από 0,1%, ο ρόλος του RE είναι κυρίως η ενίσχυση των λεπτών κόκκων και η ενίσχυση πεπερασμένων διαλυμάτων. Όταν η περιεκτικότητα σε RE είναι 0,25%~0,30%, το RE και το Al σχηματίζουν μεγάλο αριθμό διαμεταλλικών ενώσεων σφαιρικών ή κοντών ράβδων. , που κατανέμονται στο όριο του κόκκου ή του κόκκου και εμφανίζονται μεγάλος αριθμός εξαρθρώσεων, σφαιροειδείς δομές με λεπτόκοκκο και διάσπαρτες ενώσεις σπάνιων γαιών, οι οποίες θα παράγουν μικροκράματα όπως η ενίσχυση δεύτερης φάσης.
◆ ◆ Επίδραση σπάνιων γαιών στις ιδιότητες του αλουμινίου και του κράματος αλουμινίου ◆◆
01 Επίδραση σπάνιων γαιών στις περιεκτικές μηχανικές ιδιότητες του κράματος
Η αντοχή, η σκληρότητα, η επιμήκυνση, η αντοχή στη θραύση, η αντοχή στη φθορά και άλλες ολοκληρωμένες μηχανικές ιδιότητες του κράματος μπορούν να βελτιωθούν με την προσθήκη κατάλληλης ποσότητας σπάνιων γαιών. Προστίθεται 0,3% RE στο χυτό κράμα αλουμινίου της σειράς ZL10σbαπό 205,9 MPa έως 274 MPa και HB από 80 έως 108, Προσθήκη 0,42% Sc σε κράμα 7005bαυξήθηκε από 314MPa σε 414MPa,σ0.2αυξήθηκε από 282MPa σε 378MPa, η πλαστικότητα αυξήθηκε από 6,8% σε 10,1%, και η σταθερότητα σε υψηλή θερμοκρασία ενισχύθηκε σημαντικά· τα La και Ce μπορούν να βελτιώσουν σημαντικά την υπερπλαστικότητα του κράματος. Η προσθήκη 0,14%~0,64% La στο κράμα Al-6Mg-0,5Mn αυξάνει την υπερπλαστικότητα από 430% σε 800%~1000%. Μια συστηματική μελέτη του κράματος Al Si δείχνει ότι η αντοχή διαρροής και η τελική αντοχή εφελκυσμού του κράματος μπορεί να είναι πολύ βελτιώθηκε με την προσθήκη κατάλληλης ποσότητας Sc.Εικ. Το σχήμα 3 δείχνει την εμφάνιση SEM του θραύματος εφελκυσμού του Al-Si7-Mg0,8κράμα, που δείχνει ότι πρόκειται για τυπικό εύθραυστο κάταγμα διάσπασης χωρίς RE, ενώ μετά την προσθήκη 0,3% RE, εμφανίζεται εμφανής δομή λακκών στο κάταγμα, γεγονός που δείχνει ότι έχει καλή σκληρότητα και ολκιμότητα.
Εικ. 3 Μορφολογία εφελκυσμού κατάγματος
ένα. Δεν είναι μέλος RE;b. Προσθέστε 0,3% RE
02Επίδραση της σπάνιας γης στις ιδιότητες των κραμάτων σε υψηλή θερμοκρασία
Προσθέτοντας μια ορισμένη ποσότητασπάνια γησε κράμα αλουμινίου μπορεί να βελτιώσει αποτελεσματικά την αντοχή στην οξείδωση σε υψηλή θερμοκρασία του κράματος αλουμινίου. Προσθέτοντας 1%~1,5% μικτές σπάνιες γαίες στο χυτό ευτηκτικό κράμα Al Si αυξάνει την αντοχή σε υψηλή θερμοκρασία κατά 33%, την αντοχή σε ρήξη σε υψηλή θερμοκρασία (300 ℃, 1000 ώρες) κατά 44% και η αντοχή στη φθορά και η σταθερότητα σε υψηλή θερμοκρασία βελτιώνονται σημαντικά. Η προσθήκη La, Ce, Y και mischmetal στα χυτά κράματα Al Cu μπορεί να βελτιώσει τις ιδιότητες των κραμάτων σε υψηλή θερμοκρασία. Το ταχέως στερεοποιημένο Al-8,4% Το κράμα Fe-3,4% Ce μπορεί να λειτουργήσει για μεγάλο χρονικό διάστημα κάτω από 400 ℃, βελτιώνοντας σημαντικά τη θερμοκρασία εργασίας του κράματος αλουμινίου. Το Sc προστίθεται στο κράμα Al Mg Si για να σχηματίσει Al3Τα σωματίδια Sc που δεν είναι εύκολο να τραχύνονται σε υψηλή θερμοκρασία και συνδέονται με τη μήτρα για να καρφώσουν το όριο των κόκκων, έτσι ώστε το κράμα να διατηρεί μια μη ανακρυσταλλωμένη δομή κατά τη διάρκεια της ανόπτησης και να βελτιώνει σημαντικά τις ιδιότητες του κράματος σε υψηλή θερμοκρασία.
03 Επίδραση της σπάνιας γης στις οπτικές ιδιότητες των κραμάτων
Η προσθήκη σπάνιων γαιών σε κράμα αλουμινίου μπορεί να αλλάξει τη δομή της επιφανειακής του μεμβράνης οξειδίου, κάνοντας την επιφάνεια πιο φωτεινή και όμορφη. Όταν προστίθεται 0,12%~0,25% RE στο κράμα αλουμινίου, η ανακλαστικότητα του οξειδωμένου και έγχρωμου προφίλ 6063 είναι μέχρι 92%;Όταν προστίθεται 0,1%~0,3% RE στο κράμα χυτού αλουμινίου Al Mg, το κράμα μπορεί να αποκτήσει το καλύτερο φινίρισμα επιφάνειας και ανθεκτικότητα γυαλάδας.
04 Επίδραση της σπάνιας γης στις ηλεκτρικές ιδιότητες των κραμάτων
Η προσθήκη RE σε αλουμίνιο υψηλής καθαρότητας είναι επιβλαβής για την αγωγιμότητα του κράματος, αλλά η αγωγιμότητα μπορεί να βελτιωθεί σε κάποιο βαθμό με την προσθήκη κατάλληλου RE σε βιομηχανικό καθαρό αλουμίνιο και αγώγιμα κράματα Al Mg Si. Τα πειραματικά αποτελέσματα δείχνουν ότι η αγωγιμότητα του αλουμινίου μπορεί να βελτιωθεί κατά 2%~3% προσθέτοντας 0,2% RE. Η προσθήκη μικρής ποσότητας σπάνιων γαιών πλούσιας σε ύττριο στο κράμα Al Zr μπορεί να βελτιώσει την αγωγιμότητα του κράματος, η οποία έχει υιοθετηθεί από τα περισσότερα εγχώρια εργοστάσια καλωδίων. Προσθήκη ίχνους σπάνιων γαιών σε αλουμίνιο υψηλής καθαρότητας για την κατασκευή πυκνωτή αλουμινίου Al RE. Όταν χρησιμοποιείται σε προϊόντα 25kV, ο δείκτης χωρητικότητας διπλασιάζεται, η χωρητικότητα ανά μονάδα όγκου αυξάνεται κατά 5 φορές, το βάρος μειώνεται κατά 47% και ο όγκος του πυκνωτή μειώνεται σημαντικά.
05Επίδραση της σπάνιας γης στην αντοχή στη διάβρωση του κράματος
Σε ορισμένα περιβάλλοντα εξυπηρέτησης, ειδικά με την παρουσία ιόντων χλωρίου, τα κράματα είναι ευάλωτα στη διάβρωση, τη διάβρωση ρωγμών, τη διάβρωση λόγω τάσης και την κόπωση από τη διάβρωση. Προκειμένου να βελτιωθεί η αντοχή στη διάβρωση των κραμάτων αλουμινίου, έχουν πραγματοποιηθεί πολλές μελέτες. Διαπιστώθηκε ότι η προσθήκη κατάλληλης ποσότητας σπάνιων γαιών σε κράματα αλουμινίου μπορεί να βελτιώσει αποτελεσματικά την αντοχή τους στη διάβρωση. Τα δείγματα που έγιναν με την προσθήκη διαφορετικών ποσοτήτων μικτών σπάνιων γαιών (0,1%~0,5%) σε αλουμίνιο εμποτίστηκαν σε άλμη και τεχνητό θαλασσινό νερό για τρεις συνεχόμενες χρόνια. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η προσθήκη μικρής ποσότητας σπάνιων γαιών στο αλουμίνιο μπορεί να βελτιώσει την αντίσταση στη διάβρωση του αλουμινίου και η αντίσταση στη διάβρωση στην άλμη και το τεχνητό θαλασσινό νερό είναι 24% και 32% υψηλότερη από αυτή του αλουμινίου, αντίστοιχα. Χρησιμοποιώντας τη μέθοδο χημικών ατμών και προσθέτοντας διεισδυτικό πολλαπλών συστατικών σπάνιων γαιών (La, Ce, κ.λπ.), ένα στρώμα μεμβράνης μετατροπής σπάνιων γαιών μπορεί να σχηματιστεί στην επιφάνεια του κράματος 2024, κάνοντας το δυναμικό επιφανειακών ηλεκτροδίων του κράματος αλουμινίου να τείνει να είναι ομοιόμορφο και βελτιώνοντας την αντίσταση σε διακοκκώδης διάβρωση και διάβρωση λόγω καταπόνησης. Η προσθήκη La σε κράμα αλουμινίου με υψηλό Mg μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την αντιθαλάσσια ικανότητα διάβρωσης του κράματος. Η προσθήκη 1,5%~2,5% Nd σε κράματα αλουμινίου μπορεί να βελτιώσει την απόδοση σε υψηλή θερμοκρασία, την αεροστεγανότητα και την αντίσταση στη διάβρωση του κράματα, τα οποία χρησιμοποιούνται ευρέως ως αεροδιαστημικά υλικά.
◆ ◆ Τεχνολογία παρασκευής κράματος αλουμινίου σπάνιων γαιών ◆ ◆
Οι σπάνιες γαίες προστίθενται κυρίως με τη μορφή ιχνοστοιχείων σε κράματα αλουμινίου και άλλα κράματα. Οι σπάνιες γαίες έχουν υψηλή χημική δραστηριότητα, υψηλό σημείο τήξης και είναι εύκολο να οξειδωθούν και να καούν σε υψηλές θερμοκρασίες. Αυτό έχει προκαλέσει ορισμένες δυσκολίες στην παρασκευή και εφαρμογή κραμάτων αλουμινίου σπανίων γαιών.Στη μακροχρόνια πειραματική έρευνα, οι άνθρωποι συνεχίζουν να εξερευνούν τις μεθόδους παρασκευής κραμάτων αλουμινίου σπάνιων γαιών. Προς το παρόν, οι κύριες μέθοδοι παραγωγής για την παρασκευή κραμάτων αλουμινίου σπάνιων γαιών είναι η μέθοδος ανάμιξης, η μέθοδος ηλεκτρόλυσης τετηγμένου άλατος και η μέθοδος αλουμινοθερμικής αναγωγής.
01 Μέθοδος ανάμειξης
Η μέθοδος μικτής τήξης είναι η προσθήκη σπάνιων γαιών ή μικτών μετάλλων σπάνιων γαιών σε υγρό αλουμινίου υψηλής θερμοκρασίας σε αναλογία για να γίνει κύριο κράμα ή κράμα εφαρμογής, και στη συνέχεια λιώστε το κύριο κράμα και το υπόλοιπο αλουμίνιο σύμφωνα με την υπολογιζόμενη ποσότητα μαζί, ανακατέψτε πλήρως και καθαρίστε .
02 Ηλεκτρόλυση
Η μέθοδος ηλεκτρόλυσης λιωμένου άλατος είναι η προσθήκη οξειδίου σπάνιων γαιών ή άλατος σπανίων γαιών στο βιομηχανικό ηλεκτρολυτικό στοιχείο αλουμινίου και ηλεκτρολύση με οξείδιο αλουμινίου για την παραγωγή κράματος αλουμινίου σπάνιων γαιών. Η μέθοδος ηλεκτρόλυσης λιωμένου άλατος έχει αναπτυχθεί σχετικά γρήγορα στην Κίνα. Γενικά, υπάρχουν δύο τρόποι, δηλαδή η μέθοδος υγρής καθόδου και η μέθοδος ηλεκτρολυτικής ευτεκτοειδούς. Επί του παρόντος, έχει αναπτυχθεί ότι ενώσεις σπάνιων γαιών μπορούν να προστεθούν απευθείας σε βιομηχανικές ηλεκτρολυτικές κυψέλες αλουμινίου και κράματα αλουμινίου σπανίων γαιών μπορούν να παραχθούν με ηλεκτρόλυση τήγματος χλωρίου με ευτεκτοειδή μέθοδο.
03 Μέθοδος αλουμινοθερμικής αναγωγής
Επειδή το αλουμίνιο έχει ισχυρή ικανότητα αναγωγής και το αλουμίνιο μπορεί να σχηματίσει μια ποικιλία διαμεταλλικών ενώσεων με τις σπάνιες γαίες, το αλουμίνιο μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως αναγωγικός παράγοντας για την παρασκευή κραμάτων αλουμινίου σπάνιων γαιών. Οι κύριες χημικές αντιδράσεις φαίνονται στον ακόλουθο τύπο:
RE2O3+ 6Al→2REAL2+ Αλ2O3
Μεταξύ αυτών, οξείδιο σπάνιων γαιών ή σκωρία πλούσια σε σπάνιες γαίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως πρώτες ύλες σπάνιων γαιών. Ο αναγωγικός παράγοντας μπορεί να είναι βιομηχανικό καθαρό αλουμίνιο ή αλουμίνιο πυριτίου. Η θερμοκρασία μείωσης είναι 1400 ℃ ~ 1600 ℃. Στο πρώιμο στάδιο, μεταφέρθηκε έξω υπό την προϋπόθεση της ύπαρξης θερμαντικού παράγοντα και ροής, και η υψηλή θερμοκρασία μείωσης θα προκαλούσε πολλά προβλήματα· Τα τελευταία χρόνια, οι ερευνητές ανέπτυξαν μια νέα μέθοδο αλουμινοθερμικής αναγωγής. Σε χαμηλότερη θερμοκρασία (780 ℃), η αλουμινόθερμη αντίδραση αναγωγής ολοκληρώνεται στο σύστημα φθοριούχου νατρίου και χλωριούχου νατρίου, το οποίο αποφεύγει τα προβλήματα που προκαλούνται από την αρχική υψηλή θερμοκρασία.
◆ ◆ Πρόοδος εφαρμογής κράματος αλουμινίου σπάνιων γαιών ◆ ◆
01 Εφαρμογή κράματος αλουμινίου σπάνιων γαιών στη βιομηχανία ηλεκτρικής ενέργειας
Λόγω των πλεονεκτημάτων της καλής αγωγιμότητας, της μεγάλης ικανότητας μεταφοράς ρεύματος, της υψηλής αντοχής, της αντοχής στη φθορά, της εύκολης επεξεργασίας και της μεγάλης διάρκειας ζωής, το κράμα αλουμινίου σπανίων γαιών μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή καλωδίων, εναέριων γραμμών μετάδοσης, πυρήνων καλωδίων, συρμάτων και λεπτών συρμάτων για Η προσθήκη μικρής ποσότητας RE στο σύστημα κράματος Al Si μπορεί να βελτιώσει την αγωγιμότητα, γεγονός που οφείλεται στο ότι το πυρίτιο στο κράμα αλουμινίου είναι ένα στοιχείο ακαθαρσίας με υψηλή περιεκτικότητα, το οποίο έχει μεγαλύτερη επίδραση στις ηλεκτρικές ιδιότητες. Η προσθήκη κατάλληλης ποσότητας σπάνιων γαιών μπορεί να βελτιώσει την υπάρχουσα μορφολογία και κατανομή του πυριτίου στο κράμα, γεγονός που μπορεί να βελτιώσει αποτελεσματικά τις ηλεκτρικές ιδιότητες του αλουμινίου. Προσθήκη μικρής ποσότητας μικτής σπάνιας γαίας πλούσιας σε ύττριο στο ανθεκτικό στη θερμότητα σύρμα από κράμα αλουμινίου μπορεί όχι μόνο να διατηρήσει καλή απόδοση σε υψηλή θερμοκρασία αλλά και να βελτιώσει την αγωγιμότητα. Η σπάνια γη μπορεί να βελτιώσει την αντοχή σε εφελκυσμό, τη θερμική αντίσταση και την αντίσταση στη διάβρωση του συστήματος κράματος αλουμινίου. Τα καλώδια και οι αγωγοί από κράμα αλουμινίου σπάνιων γαιών μπορούν να αυξήσουν το άνοιγμα του πύργου καλωδίων και να παρατείνουν τη διάρκεια ζωής των καλωδίων.
02Εφαρμογή κράματος αλουμινίου σπάνιων γαιών στην κατασκευαστική βιομηχανία
Το κράμα αλουμινίου 6063 είναι το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο στον κατασκευαστικό κλάδο. Η προσθήκη 0,15%~0,25% σπάνιων γαιών μπορεί να βελτιώσει σημαντικά τη δομή χυτού και τη δομή επεξεργασίας και μπορεί να βελτιώσει την απόδοση εξώθησης, το φαινόμενο θερμικής επεξεργασίας, τις μηχανικές ιδιότητες, την αντίσταση στη διάβρωση, την απόδοση επεξεργασίας επιφάνειας και τον χρωματικό τόνο. Βρέθηκε ότι η σπάνια γη είναι διανέμεται κυρίως σε 6063 κράμα αλουμινίου α-Al εξουδετερώνει το όριο φάσης, το όριο των κόκκων και το μεσοδενδριτικό, και διαλύονται σε ενώσεις ή υπάρχουν με τη μορφή ενώσεων για τη βελτίωση της δομής και των κόκκων δενδρίτη, έτσι ώστε το μέγεθος της αδιάλυτης ευτηκτικής και το μέγεθος Το λακκάκι στην περιοχή του βαθουλώματος γίνεται σημαντικά μικρότερο, η κατανομή είναι ομοιόμορφη και η πυκνότητα αυξάνεται, έτσι ώστε οι διάφορες ιδιότητες του κράματος να βελτιώνονται σε διάφορους βαθμούς. Για παράδειγμα, η αντοχή του προφίλ αυξάνεται περισσότερο από 20%, η επιμήκυνση αυξάνεται κατά 50%, και ο ρυθμός διάβρωσης μειώνεται περισσότερο από δύο φορές, Το πάχος του φιλμ οξειδίου αυξάνεται κατά 5%~8% και η ιδιότητα χρωματισμού αυξάνεται κατά περίπου 3%. Ως εκ τούτου, τα προφίλ κτιρίων από κράμα RE-6063 χρησιμοποιούνται ευρέως.
03Εφαρμογή κράματος αλουμινίου σπάνιων γαιών σε καθημερινά προϊόντα
Η προσθήκη ιχνών σπάνιων γαιών σε καθαρό αλουμίνιο και κράματα αλουμινίου της σειράς Al Mg για προϊόντα αλουμινίου καθημερινής χρήσης μπορεί να βελτιώσει σημαντικά τις μηχανικές ιδιότητες, την ιδιότητα βαθιάς έλξης και την αντοχή στη διάβρωση. τα στηρίγματα επίπλων αλουμινίου, τα ποδήλατα αλουμινίου και τα εξαρτήματα οικιακών συσκευών από κράμα Al Mg RE έχουν περισσότερο από διπλάσια αντίσταση στη διάβρωση, μείωση βάρους 10%~15%, αύξηση απόδοσης 10%~20%, μείωση κόστους παραγωγής 10%~15%, και καλύτερη απόδοση σε βαθύ τράβηγμα και βαθιά επεξεργασία σε σύγκριση με προϊόντα από κράμα αλουμινίου χωρίς σπάνιες γαίες. Προς το παρόν, οι καθημερινές ανάγκες του κράματος αλουμινίου σπανίων γαιών έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως και τα προϊόντα έχουν αυξηθεί σημαντικά και πωλούνται καλά στην εγχώρια και ξένη αγορά .
04 Εφαρμογή κράματος αλουμινίου σπάνιων γαιών σε άλλες πτυχές
Η προσθήκη μερικών χιλιοστών σπάνιων γαιών στο πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο κράμα χύτευσης της σειράς Al Si μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την απόδοση κατεργασίας του κράματος. Πολλές μάρκες προϊόντων έχουν χρησιμοποιηθεί σε αεροσκάφη, πλοία, αυτοκίνητα, κινητήρες ντίζελ, μοτοσικλέτες και τεθωρακισμένα οχήματα (έμβολο, κιβώτιο ταχυτήτων, κύλινδρος, όργανα και άλλα μέρη). Στην έρευνα και την εφαρμογή, βρέθηκε ότι το Sc είναι το πιο αποτελεσματικό στοιχείο για βελτιστοποίηση της δομής και των ιδιοτήτων των κραμάτων αλουμινίου. Έχει ισχυρή ενίσχυση διασποράς, ενίσχυση καθαρισμού κόκκων, ενίσχυση διαλύματος και ενίσχυση μικροκράματος στο αλουμίνιο και μπορεί να βελτιώσει την αντοχή, τη σκληρότητα, την πλαστικότητα, τη σκληρότητα, την αντοχή στη διάβρωση, τη θερμική αντίσταση κ.λπ. των κραμάτων. Τα κράματα της σειράς Sc Al έχουν χρησιμοποιηθεί σε βιομηχανίες υψηλής τεχνολογίας όπως αεροδιαστημική, πλοία, τρένα υψηλής ταχύτητας, ελαφρά οχήματα κ.λπ. C557Al Mg Zr Sc κράμα αλουμινίου σειράς σκανδίου που αναπτύχθηκε από τη NASA έχει υψηλή αντοχή και υψηλή θερμοκρασία και σταθερότητα χαμηλής θερμοκρασίας και έχει εφαρμοστεί στην άτρακτο και αεροσκάφη δομικά μέρη Το κράμα 0146 Al Cu Li Sc που αναπτύχθηκε από τη Ρωσία έχει εφαρμοστεί στη δεξαμενή κρυογονικού καυσίμου του διαστημικού σκάφους.
Από τον τόμο 33, τεύχος 1 του Rare Earth των Wang Hui, Yang An και Yun Qi
Ώρα δημοσίευσης: Ιούλ-05-2023