ની અરજીદુર્લભ પૃથ્વીકાસ્ટિંગમાં એલ્યુમિનિયમ એલોય અગાઉ વિદેશમાં કરવામાં આવ્યું હતું. જો કે ચીને આ પાસા પર સંશોધન અને ઉપયોગ માત્ર 1960 ના દાયકામાં શરૂ કર્યો હતો, તે ઝડપથી વિકાસ પામ્યો છે. મિકેનિઝમ સંશોધનથી લઈને વ્યવહારિક ઉપયોગ સુધી ઘણું કામ કરવામાં આવ્યું છે, અને કેટલીક સિદ્ધિઓ પ્રાપ્ત થઈ છે. દુર્લભ પૃથ્વી તત્વોના ઉમેરા સાથે, એલ્યુમિનિયમ એલોય્સના યાંત્રિક ગુણધર્મો, કાસ્ટિંગ ગુણધર્મો અને વિદ્યુત ગુણધર્મોમાં ઘણો સુધારો થયો છે. નવી સામગ્રીઓ, દુર્લભ પૃથ્વી તત્વોના સમૃદ્ધ ઓપ્ટિકલ, વિદ્યુત અને ચુંબકીય ગુણધર્મો પણ દુર્લભ પૃથ્વીને કાયમી ચુંબકીય સામગ્રી, દુર્લભ પૃથ્વી પ્રકાશ ઉત્સર્જન કરતી સામગ્રી, દુર્લભ પૃથ્વી હાઇડ્રોજન સંગ્રહ સામગ્રી વગેરે બનાવવામાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે.
◆ ◆ એલ્યુમિનિયમ અને એલ્યુમિનિયમ એલોયમાં દુર્લભ પૃથ્વીની ક્રિયા પદ્ધતિ ◆ ◆
દુર્લભ પૃથ્વી ઉચ્ચ રાસાયણિક પ્રવૃત્તિ ધરાવે છે, ઓછી સંભવિત અને વિશેષ ઇલેક્ટ્રોન સ્તરની ગોઠવણી ધરાવે છે, અને લગભગ તમામ તત્વો સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરી શકે છે. સામાન્ય રીતે એલ્યુમિનિયમ અને એલ્યુમિનિયમ એલોય્સમાં ઉપયોગમાં લેવાતી દુર્લભ પૃથ્વીમાં લા (લેન્થેનમ), Ce (સેરિયમ), Y (યટ્રીયમ) અને એસસી (સ્કેન્ડિયમ). તેઓ ઘણીવાર એલ્યુમિનિયમ પ્રવાહીમાં મોડિફાયર, ન્યુક્લિએટિંગ એજન્ટ્સ અને ડિગાસિંગ એજન્ટો સાથે ઉમેરવામાં આવે છે, જે ઓગળેલાને શુદ્ધ કરી શકે છે, માળખું સુધારી શકે છે, અનાજને શુદ્ધ કરી શકે છે, વગેરે.
01દુર્લભ પૃથ્વીનું શુદ્ધિકરણ
એલ્યુમિનિયમ એલોયના ગલન અને કાસ્ટિંગ દરમિયાન મોટી માત્રામાં ગેસ અને ઓક્સાઇડનો સમાવેશ (મુખ્યત્વે હાઇડ્રોજન, ઓક્સિજન અને નાઇટ્રોજન) લાવવામાં આવશે, પિનહોલ્સ, તિરાડો, સમાવેશ અને અન્ય ખામીઓ કાસ્ટિંગમાં આવશે (આકૃતિ 1a જુઓ), ઘટાડો એલ્યુમિનિયમ એલોયની મજબૂતાઈ. દુર્લભ પૃથ્વીની શુદ્ધિકરણ અસર મુખ્યત્વે પીગળેલા એલ્યુમિનિયમમાં હાઈડ્રોજનની સામગ્રીમાં સ્પષ્ટ ઘટાડો, પિનહોલ રેટ અને છિદ્રાળુતામાં ઘટાડો (આકૃતિ 1b જુઓ), અને સમાવેશ અને હાનિકારક તત્વોના ઘટાડા દ્વારા પ્રગટ થાય છે. કારણ એ છે કે દુર્લભ પૃથ્વીનો હાઇડ્રોજન સાથે મોટો સંબંધ છે, જે મોટી માત્રામાં હાઇડ્રોજનને શોષી અને ઓગાળી શકે છે અને પરપોટા બનાવ્યા વિના સ્થિર સંયોજનો બનાવી શકે છે, આમ હાઇડ્રોજનની સામગ્રી અને એલ્યુમિનિયમની છિદ્રાળુતાને નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડે છે; દુર્લભ પૃથ્વી અને નાઇટ્રોજન પ્રત્યાવર્તન સંયોજનો છે, મોટે ભાગે સ્મેલ્ટિંગ પ્રક્રિયામાં સ્લેગના સ્વરૂપમાં દૂર કરવામાં આવે છે, જેથી એલ્યુમિનિયમ પ્રવાહીને શુદ્ધ કરવાના હેતુને પ્રાપ્ત કરી શકાય.
પ્રેક્ટિસ એ સાબિત કર્યું છે કે દુર્લભ પૃથ્વી એલ્યુમિનિયમ અને એલ્યુમિનિયમ એલોય્સમાં હાઇડ્રોજન, ઓક્સિજન અને સલ્ફરની સામગ્રીને ઘટાડવાની અસર ધરાવે છે. એલ્યુમિનિયમ પ્રવાહીમાં 0.1%~0.3% RE ઉમેરવાથી હાનિકારક અશુદ્ધિઓને વધુ સારી રીતે દૂર કરવા, અશુદ્ધિઓને શુદ્ધ કરવા અથવા તેમના આકારશાસ્ત્રને બદલવા માટે મદદરૂપ થાય છે, જેથી અનાજને શુદ્ધ અને સમાનરૂપે વિતરિત કરી શકાય; વધુમાં, નીચા ગલનબિંદુ સાથે RE અને હાનિકારક અશુદ્ધિઓ દ્વિસંગી સંયોજનો બનાવે છે જેમ કે RES, REAs અને REPb, જે ઉચ્ચ ગલનબિંદુ, ઓછી ઘનતા અને સ્થિર રાસાયણિક ગુણધર્મો દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે, અને તેને સ્લેગ બનાવવા અને દૂર કરવા માટે ફ્લોટ કરી શકાય છે, આમ એલ્યુમિનિયમ પ્રવાહીને શુદ્ધ કરે છે; બાકીના સૂક્ષ્મ કણો શુદ્ધ કરવા માટે એલ્યુમિનિયમના વિજાતીય ન્યુક્લી બની જાય છે. અનાજ
ફિગ. 1 RE અને w (RE) વિના 7075 એલોયનું SEM મોર્ફોલોજી = 0.3%
a RE ઉમેરાયેલ નથી;b. w (RE) = 0.3% ઉમેરો
02દુર્લભ પૃથ્વીનું મેટામોર્ફિઝમ
દુર્લભ પૃથ્વી ફેરફાર મુખ્યત્વે અનાજ અને ડેંડ્રાઈટ્સના શુદ્ધિકરણમાં પ્રગટ થાય છે, બરછટ લેમેલર T2 તબક્કાના દેખાવને અટકાવે છે, પ્રાથમિક સ્ફટિકમાં વિતરિત બરછટ મોટા તબક્કાને દૂર કરે છે અને ગોળાકાર તબક્કા બનાવે છે, જેથી અનાજની સીમા પર સ્ટ્રીપ અને ટુકડાના સંયોજનો નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડે છે. (જુઓ આકૃતિ 2).સામાન્ય રીતે, દુર્લભ પૃથ્વી પરમાણુની ત્રિજ્યા એલ્યુમિનિયમના અણુ કરતા મોટી હોય છે, અને તેના ગુણધર્મો પ્રમાણમાં સક્રિય હોય છે. એલ્યુમિનિયમ પ્રવાહીમાં ઓગળવું એ એલોય તબક્કાની સપાટીની ખામીઓને ભરવા માટે ખૂબ જ સરળ છે, જે નવા અને જૂના તબક્કાઓ વચ્ચેના ઇન્ટરફેસ પર સપાટીના તણાવને ઘટાડે છે, અને ક્રિસ્ટલ ન્યુક્લિયસના વિકાસ દરમાં સુધારો કરે છે; તે જ સમયે, તે સપાટી પણ બનાવી શકે છે. અનાજ અને પીગળેલા પ્રવાહી વચ્ચેની સક્રિય ફિલ્મ પેદા થયેલા અનાજના વિકાસને અટકાવે છે અને એલોય માળખું રિફાઇન કરે છે (આકૃતિ 2b જુઓ).
ફિગ. 2 વિવિધ RE એડિશન સાથે એલોયનું માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર
a RE ડોઝ 0;b છે. RE ઉમેરણ 0.3%;c છે. RE ઉમેરણ 0.7% છે
દુર્લભ પૃથ્વી તત્વો ઉમેર્યા પછીα (Al) તબક્કાના અનાજ નાના થવા લાગ્યા, જેણે અનાજને શુદ્ધ કરવામાં ભૂમિકા ભજવી હતીα(Al) નાના ગુલાબ અથવા સળિયાના આકારમાં પરિવર્તિત થાય છે, જ્યારે દુર્લભ પૃથ્વીની સામગ્રી 0.3% હોય છે. ) તબક્કો સૌથી નાનો છે, અને દુર્લભ પૃથ્વી સામગ્રીના વધુ વધારા સાથે ધીમે ધીમે વધે છે. પ્રયોગોએ સાબિત કર્યું છે કે દુર્લભ પૃથ્વી મેટામોર્ફિઝમ માટે ચોક્કસ સેવન સમયગાળો હોય છે, અને માત્ર ત્યારે જ જ્યારે તે ચોક્કસ સમયગાળા માટે ઊંચા તાપમાને રાખવામાં આવે છે, દુર્લભ પૃથ્વી મેટામોર્ફિઝમમાં સૌથી મોટી ભૂમિકા ભજવશે. વધુમાં, જ્યારે ધાતુ સ્ફટિકીકરણ કરે છે ત્યારે એલ્યુમિનિયમ અને દુર્લભ પૃથ્વી દ્વારા બનેલા સંયોજનોના ક્રિસ્ટલ ન્યુક્લિયસની સંખ્યામાં ઘણો વધારો થાય છે, જે એલોય માળખું પણ શુદ્ધ બનાવે છે. સંશોધન દર્શાવે છે કે દુર્લભ પૃથ્વી સારી છે. એલ્યુમિનિયમ એલોય પર ફેરફારની અસર.
03 દુર્લભ પૃથ્વીની માઇક્રોએલોયિંગ અસર
દુર્લભ પૃથ્વી મુખ્યત્વે એલ્યુમિનિયમ અને એલ્યુમિનિયમ એલોયમાં ત્રણ સ્વરૂપોમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે: મેટ્રિક્સα(અલ) માં નક્કર દ્રાવણ; તબક્કાની સીમા, અનાજની સીમા અને ડેંડ્રાઈટ સીમા પર વિભાજન; સંયોજનમાં અથવા સંયોજનના સ્વરૂપમાં ઘન દ્રાવણ. દુર્લભ પૃથ્વીની મજબૂત અસરો એલ્યુમિનિયમ એલોયમાં મુખ્યત્વે અનાજના શુદ્ધિકરણને મજબૂત બનાવવું, મર્યાદિત સોલ્યુશનને મજબૂત બનાવવું અને દુર્લભ પૃથ્વીના સંયોજનોને બીજા તબક્કાના મજબૂતીકરણનો સમાવેશ થાય છે.
એલ્યુમિનિયમ અને એલ્યુમિનિયમ એલોયમાં દુર્લભ પૃથ્વીનું અસ્તિત્વ તેના વધારાની રકમ સાથે ગાઢ રીતે સંબંધિત છે. સામાન્ય રીતે, જ્યારે RE સામગ્રી 0.1% કરતા ઓછી હોય છે, ત્યારે RE ની ભૂમિકા મુખ્યત્વે સૂક્ષ્મ અનાજને મજબૂત કરવાની અને મર્યાદિત સોલ્યુશનને મજબૂત કરવાની હોય છે; જ્યારે RE સામગ્રી 0.25%~0.30% હોય છે, ત્યારે RE અને Al મોટી સંખ્યામાં ગોળાકાર અથવા ટૂંકા સળિયા બનાવે છે જેમ કે ઇન્ટરમેટાલિક સંયોજનો , જે અનાજ અથવા અનાજની સીમામાં વિતરિત કરવામાં આવે છે, અને મોટી સંખ્યામાં અવ્યવસ્થા, ફાઇન ગ્રેઇન સ્ફેરોઇડાઇઝ્ડ સ્ટ્રક્ચર્સ અને વિખરાયેલા રેર અર્થ સંયોજનો દેખાય છે, જે બીજા તબક્કાના મજબૂતીકરણ જેવી માઇક્રો એલોયિંગ અસરો પેદા કરશે.
◆ ◆ એલ્યુમિનિયમ અને એલ્યુમિનિયમ એલોયના ગુણધર્મો પર દુર્લભ પૃથ્વીની અસર ◆◆
01 એલોયના વ્યાપક યાંત્રિક ગુણધર્મો પર દુર્લભ પૃથ્વીની અસર
એલોયની મજબૂતાઈ, કઠિનતા, વિસ્તરણ, અસ્થિભંગની કઠિનતા, વસ્ત્રો પ્રતિકાર અને અન્ય વ્યાપક યાંત્રિક ગુણધર્મોને યોગ્ય માત્રામાં દુર્લભ પૃથ્વી ઉમેરીને સુધારી શકાય છે. કાસ્ટ એલ્યુમિનિયમ ZL10 શ્રેણીના એલોયમાં 0.3% RE ઉમેરવામાં આવે છે.b205.9 MPa થી 274 MPa, અને HB 80 થી 108; 0.42% Sc માં 7005 એલોય σ ઉમેરવુંb314MPa થી વધીને 414MPa,σ0.2282MPa થી વધીને 378MPa, પ્લાસ્ટિસિટી 6.8% થી વધીને 10.1% થઈ, અને ઉચ્ચ-તાપમાનની સ્થિરતામાં નોંધપાત્ર વધારો થયો;La અને Ce એલોયની સુપરપ્લાસ્ટિસિટીને નોંધપાત્ર રીતે સુધારી શકે છે. Al-6Mg-0.5Mn એલોયમાં 0.14%~0.64% La ઉમેરવાથી સુપરપ્લાસ્ટિસિટી 430% થી વધીને 800%~1000% થાય છે; Al Si એલોયનો વ્યવસ્થિત અભ્યાસ દર્શાવે છે કે એલોયની ઉપજ શક્તિ અને અંતિમ તાણ શક્તિ મોટા પ્રમાણમાં હોઈ શકે છે. Sc.Fig ની યોગ્ય માત્રા ઉમેરીને સુધારો. 3 Al-Si7-Mg ના તાણયુક્ત અસ્થિભંગનો SEM દેખાવ દર્શાવે છે0.8એલોય, જે સૂચવે છે કે તે RE વગરનું લાક્ષણિક બરડ ક્લીવેજ ફ્રેક્ચર છે, જ્યારે 0.3% RE ઉમેર્યા પછી, અસ્થિભંગમાં સ્પષ્ટ ડિમ્પલ સ્ટ્રક્ચર દેખાય છે, જે સૂચવે છે કે તે સારી કઠિનતા અને નરમાઈ ધરાવે છે.
ફિગ. 3 ટેન્સાઇલ ફ્રેક્ચર મોર્ફોલોજી
a RE;b માં જોડાયા નથી. 0.3% RE ઉમેરો
02એલોયના ઉચ્ચ તાપમાન ગુણધર્મો પર દુર્લભ પૃથ્વીની અસર
ચોક્કસ રકમ ઉમેરી રહ્યા છેદુર્લભ પૃથ્વીએલ્યુમિનિયમ એલોયમાં એલ્યુમિનિયમ એલોયના ઉચ્ચ-તાપમાન ઓક્સિડેશન પ્રતિકારને અસરકારક રીતે સુધારી શકે છે. કાસ્ટ અલ સી યુટેક્ટિક એલોયમાં 1% ~ 1.5% મિશ્ર દુર્લભ પૃથ્વી ઉમેરવાથી ઉચ્ચ તાપમાન શક્તિ 33% વધે છે, ઉચ્ચ તાપમાન ભંગાણ શક્તિ (300 ℃, 1000 કલાક) 44% દ્વારા, અને વસ્ત્રોના પ્રતિકાર અને ઉચ્ચ તાપમાનની સ્થિરતામાં નોંધપાત્ર સુધારો થયો છે; અલ ક્યુ એલોયને કાસ્ટ કરવા માટે લા, સી, વાય અને મિશમેટલ ઉમેરવાથી એલોયના ઉચ્ચ-તાપમાન ગુણધર્મોમાં સુધારો થઈ શકે છે; ઝડપથી નક્કર Al-8.4% Fe-3.4% Ce એલોય 400 ℃ નીચે લાંબા સમય સુધી કામ કરી શકે છે, એલ્યુમિનિયમ એલોયના કાર્યકારી તાપમાનમાં મોટા પ્રમાણમાં સુધારો કરે છે; એસસી એ એલ બનાવવા માટે Al Mg Si એલોયમાં ઉમેરવામાં આવે છે.3એસસી કણો કે જે ઊંચા તાપમાને બરછટ કરવા માટે સરળ નથી અને અનાજની સીમાને પિન કરવા માટે મેટ્રિક્સ સાથે સુસંગત છે, જેથી એલોય એનિલિંગ દરમિયાન એક અપ્રક્રિયાકૃત માળખું જાળવી રાખે છે, અને એલોયના ઉચ્ચ-તાપમાન ગુણધર્મોને મોટા પ્રમાણમાં સુધારે છે.
03 એલોયની ઓપ્ટિકલ પ્રોપર્ટીઝ પર દુર્લભ પૃથ્વીની અસર
એલ્યુમિનિયમ એલોયમાં દુર્લભ પૃથ્વી ઉમેરવાથી તેની સપાટીની ઓક્સાઈડ ફિલ્મનું માળખું બદલાઈ શકે છે, જે સપાટીને વધુ તેજસ્વી અને સુંદર બનાવે છે. જ્યારે એલ્યુમિનિયમ એલોયમાં 0.12%~0.25% RE ઉમેરવામાં આવે છે, ત્યારે ઓક્સિડાઇઝ્ડ અને રંગીન 6063 પ્રોફાઇલની પરાવર્તનક્ષમતા વધે છે. 92%;જ્યારે Al Mg કાસ્ટ એલ્યુમિનિયમ એલોયમાં 0.1%~0.3% RE ઉમેરવામાં આવે છે, ત્યારે એલોય શ્રેષ્ઠ સપાટી પૂર્ણાહુતિ અને ગ્લોસ ટકાઉપણું મેળવી શકે છે.
04 એલોયના વિદ્યુત ગુણધર્મો પર દુર્લભ પૃથ્વીની અસર
ઉચ્ચ-શુદ્ધતાવાળા એલ્યુમિનિયમમાં RE ઉમેરવું એ એલોયની વાહકતા માટે હાનિકારક છે, પરંતુ ઔદ્યોગિક શુદ્ધ એલ્યુમિનિયમ અને Al Mg Si વાહક એલોયમાં યોગ્ય RE ઉમેરીને વાહકતાને અમુક હદ સુધી સુધારી શકાય છે. પ્રાયોગિક પરિણામો દર્શાવે છે કે એલ્યુમિનિયમની વાહકતા 0.2% RE ઉમેરીને 2%~3% સુધારી શકાય છે. Al Zr એલોયમાં યટ્રીયમ સમૃદ્ધ રેર અર્થનો થોડો જથ્થો ઉમેરવાથી એલોયની વાહકતા સુધારી શકાય છે, જે મોટાભાગની ઘરેલું વાયર ફેક્ટરીઓ દ્વારા અપનાવવામાં આવી છે; દુર્લભ પૃથ્વીનો ટ્રેસ ઉમેરો અલ આરઇ ફોઇલ કેપેસિટર બનાવવા માટે ઉચ્ચ શુદ્ધતા એલ્યુમિનિયમ. જ્યારે 25kV ઉત્પાદનોમાં ઉપયોગ થાય છે, ત્યારે કેપેસીટન્સ ઇન્ડેક્સ બમણું થાય છે, એકમ વોલ્યુમ દીઠ ક્ષમતા 5 ગણી વધે છે, વજન 47% ઘટે છે, અને કેપેસિટર વોલ્યુમ નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડે છે.
05એલોયના કાટ પ્રતિકાર પર દુર્લભ પૃથ્વીની અસર
કેટલાક સેવા વાતાવરણમાં, ખાસ કરીને ક્લોરાઇડ આયનોની હાજરીમાં, એલોય કાટ, તિરાડ કાટ, તાણ કાટ અને કાટ થાક માટે સંવેદનશીલ હોય છે. એલ્યુમિનિયમ એલોય્સના કાટ પ્રતિકારને સુધારવા માટે, ઘણા અભ્યાસો હાથ ધરવામાં આવ્યા છે. એવું જાણવા મળ્યું છે કે એલ્યુમિનિયમ એલોયમાં દુર્લભ પૃથ્વીની યોગ્ય માત્રા ઉમેરવાથી તેમના કાટ પ્રતિકારને અસરકારક રીતે સુધારી શકાય છે. એલ્યુમિનિયમમાં મિશ્ર દુર્લભ પૃથ્વી (0.1% ~ 0.5%) ની વિવિધ માત્રા ઉમેરીને બનાવેલા નમૂનાઓ સતત ત્રણ વખત ખારા અને કૃત્રિમ દરિયાઈ પાણીમાં પલાળેલા હતા. વર્ષ પરિણામો દર્શાવે છે કે એલ્યુમિનિયમમાં દુર્લભ પૃથ્વીની થોડી માત્રા ઉમેરવાથી એલ્યુમિનિયમના કાટ પ્રતિકારમાં સુધારો થઈ શકે છે, અને ખારા અને કૃત્રિમ દરિયાઈ પાણીમાં કાટ પ્રતિકાર એલ્યુમિનિયમ કરતા અનુક્રમે 24% અને 32% વધારે છે;રાસાયણિક બાષ્પ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને અને ઉમેરવાથી રેર અર્થ મલ્ટિ-કોમ્પોનન્ટ પેનિટ્રેન્ટ (લા, સી, વગેરે), 2024 એલોયની સપાટી પર રેર અર્થ કન્વર્ઝન ફિલ્મનું એક સ્તર રચી શકાય છે, જે એલ્યુમિનિયમ એલોયની સપાટીના ઇલેક્ટ્રોડ સંભવિતને સમાન બનાવે છે, અને પ્રતિકારમાં સુધારો કરે છે. ઇન્ટરગ્રેન્યુલર કાટ અને તાણ કાટ;ઉચ્ચ Mg એલ્યુમિનિયમ એલોયમાં લા ઉમેરવાથી એલોયની દરિયાઈ કાટ વિરોધી ક્ષમતામાં નોંધપાત્ર સુધારો થઈ શકે છે;એલ્યુમિનિયમ એલોયમાં 1.5%~2.5% Nd ઉમેરવાથી ઉચ્ચ-તાપમાનની કામગીરી, હવાની ચુસ્તતા અને કાટ પ્રતિકારમાં સુધારો થઈ શકે છે. એલોય, જે એરોસ્પેસ સામગ્રી તરીકે વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે.
◆ ◆ રેર અર્થ એલ્યુમિનિયમ એલોયની તૈયારી તકનીક ◆ ◆
દુર્લભ પૃથ્વી મોટે ભાગે એલ્યુમિનિયમ એલોય અને અન્ય એલોયમાં ટ્રેસ તત્વોના રૂપમાં ઉમેરવામાં આવે છે. દુર્લભ પૃથ્વીમાં ઉચ્ચ રાસાયણિક પ્રવૃત્તિ હોય છે, ઉચ્ચ ગલનબિંદુ હોય છે, અને તે ઊંચા તાપમાને ઓક્સિડાઇઝ્ડ અને બાળવામાં સરળ હોય છે. આના કારણે દુર્લભ પૃથ્વી એલ્યુમિનિયમ એલોયની તૈયારી અને ઉપયોગ કરવામાં કેટલીક મુશ્કેલીઓ ઊભી થઈ છે. લાંબા ગાળાના પ્રાયોગિક સંશોધનમાં, લોકો દુર્લભ પૃથ્વી એલ્યુમિનિયમ એલોય્સની તૈયારીની પદ્ધતિઓનું અન્વેષણ કરવાનું ચાલુ રાખે છે. હાલમાં, દુર્લભ પૃથ્વી એલ્યુમિનિયમ એલોય તૈયાર કરવા માટેની મુખ્ય ઉત્પાદન પદ્ધતિઓ છે. મિશ્રણ પદ્ધતિ, પીગળેલા મીઠું વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ પદ્ધતિ અને એલ્યુમિનોથર્મિક રિડક્શન પદ્ધતિ છે.
01 મિશ્રણ પદ્ધતિ
મિશ્ર ગલન પદ્ધતિ એ છે કે માસ્ટર એલોય અથવા એપ્લિકેશન એલોય બનાવવાના પ્રમાણમાં ઉચ્ચ-તાપમાનના એલ્યુમિનિયમ પ્રવાહીમાં દુર્લભ પૃથ્વી અથવા મિશ્રિત દુર્લભ પૃથ્વી ધાતુ ઉમેરવા, અને પછી ગણતરી કરેલ ભથ્થા અનુસાર માસ્ટર એલોય અને બાકીના એલ્યુમિનિયમને એકસાથે ઓગળે, સંપૂર્ણપણે હલાવો અને શુદ્ધ કરો. .
02 ઇલેક્ટ્રોલિસિસ
પીગળેલા મીઠાનું વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ પદ્ધતિ રેર અર્થ ઓક્સાઈડ અથવા રેર અર્થ સોલ્ટને ઔદ્યોગિક એલ્યુમિનિયમ ઈલેક્ટ્રોલાઈટીક કોષમાં ઉમેરવા અને દુર્લભ પૃથ્વી એલ્યુમિનિયમ એલોય બનાવવા માટે એલ્યુમિનિયમ ઓક્સાઈડ સાથે ઈલેક્ટ્રોલાઈઝ કરવાની છે. ચીનમાં પીગળેલા મીઠાના વિદ્યુત વિચ્છેદનની પદ્ધતિ પ્રમાણમાં ઝડપથી વિકસિત થઈ છે. સામાન્ય રીતે, ત્યાં બે રીતો છે, એટલે કે, લિક્વિડ કેથોડ પદ્ધતિ અને ઇલેક્ટ્રોલિટીક યુટેક્ટોઇડ પદ્ધતિ. હાલમાં, તે વિકસાવવામાં આવ્યું છે કે દુર્લભ પૃથ્વી સંયોજનોને ઔદ્યોગિક એલ્યુમિનિયમ ઇલેક્ટ્રોલિટીક કોષોમાં સીધા જ ઉમેરી શકાય છે, અને દુર્લભ પૃથ્વી એલ્યુમિનિયમ એલોયને યુટેક્ટોઇડ પદ્ધતિ દ્વારા ક્લોરાઇડ મેલ્ટના વિદ્યુત વિચ્છેદન દ્વારા ઉત્પન્ન કરી શકાય છે.
03 એલ્યુમિનોથર્મિક ઘટાડો પદ્ધતિ
કારણ કે એલ્યુમિનિયમમાં મજબૂત ઘટાડો કરવાની ક્ષમતા છે, અને એલ્યુમિનિયમ દુર્લભ પૃથ્વી સાથે વિવિધ પ્રકારના આંતરમેટાલિક સંયોજનો બનાવી શકે છે, એલ્યુમિનિયમનો ઉપયોગ દુર્લભ પૃથ્વી એલ્યુમિનિયમ એલોય તૈયાર કરવા માટે ઘટાડનાર એજન્ટ તરીકે થઈ શકે છે. મુખ્ય રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ નીચેના સૂત્રમાં દર્શાવવામાં આવી છે:
RE2O3+ 6Al→2REAl2+અલ2O3
તેમાંથી, રેર અર્થ ઓક્સાઇડ અથવા રેર અર્થ રિચ સ્લેગનો ઉપયોગ દુર્લભ પૃથ્વી કાચા માલ તરીકે થઈ શકે છે; ઘટાડનાર એજન્ટ ઔદ્યોગિક શુદ્ધ એલ્યુમિનિયમ અથવા સિલિકોન એલ્યુમિનિયમ હોઈ શકે છે; ઘટાડાનું તાપમાન 1400 ℃~1600 ℃ છે. પ્રારંભિક તબક્કામાં, તે વહન કરવામાં આવ્યું હતું. હીટિંગ એજન્ટ અને ફ્લક્સના અસ્તિત્વની શરત હેઠળ અને ઊંચા ઘટાડાનું તાપમાન ઘણી સમસ્યાઓનું કારણ બનશે;તાજેતરના વર્ષોમાં, સંશોધકોએ નવી એલ્યુમિનોથર્મિક ઘટાડો પદ્ધતિ વિકસાવી છે. નીચા તાપમાને (780 ℃), સોડિયમ ફ્લોરાઈડ અને સોડિયમ ક્લોરાઈડની સિસ્ટમમાં એલ્યુમિનોથર્મિક રિડક્શન રિએક્શન પૂર્ણ થાય છે, જે મૂળ ઊંચા તાપમાનને કારણે થતી સમસ્યાઓને ટાળે છે.
◆ ◆ રેર અર્થ એલ્યુમિનિયમ એલોયની એપ્લિકેશન પ્રગતિ ◆ ◆
01 પાવર ઉદ્યોગમાં દુર્લભ પૃથ્વી એલ્યુમિનિયમ એલોયનો ઉપયોગ
સારી વાહકતા, મોટી વર્તમાન વહન ક્ષમતા, ઉચ્ચ શક્તિ, વસ્ત્રો પ્રતિકાર, સરળ પ્રક્રિયા અને લાંબી સેવા જીવનના ફાયદાઓને લીધે, દુર્લભ પૃથ્વી એલ્યુમિનિયમ એલોયનો ઉપયોગ કેબલ, ઓવરહેડ ટ્રાન્સમિશન લાઇન, વાયર કોર, સ્લાઇડ વાયર અને પાતળા વાયર બનાવવા માટે કરી શકાય છે. વિશેષ હેતુઓ. અલ સી એલોય સિસ્ટમમાં થોડી માત્રામાં RE ઉમેરવાથી વાહકતામાં સુધારો થઈ શકે છે, જેનું કારણ એ છે કે એલ્યુમિનિયમ એલોયમાં સિલિકોન ઉચ્ચ સામગ્રી સાથેનું અશુદ્ધ તત્વ છે, જે વિદ્યુત ગુણધર્મો પર વધુ અસર કરે છે. દુર્લભ પૃથ્વીની યોગ્ય માત્રા ઉમેરવાથી એલોયમાં સિલિકોનના હાલના મોર્ફોલોજી અને વિતરણમાં સુધારો થઈ શકે છે, જે એલ્યુમિનિયમના વિદ્યુત ગુણધર્મોને અસરકારક રીતે સુધારી શકે છે; ગરમી-પ્રતિરોધક એલ્યુમિનિયમ એલોય વાયરમાં થોડી માત્રામાં યટ્રીયમ અથવા યટ્રીયમ સમૃદ્ધ મિશ્ર દુર્લભ પૃથ્વી ઉમેરવાથી ઉચ્ચ-તાપમાનની સારી કામગીરી જ જાળવી શકતી નથી પણ વાહકતા પણ સુધારી શકે છે; દુર્લભ પૃથ્વી તાણ શક્તિ, ગરમી પ્રતિકાર અને એલ્યુમિનિયમ એલોય સિસ્ટમના કાટ પ્રતિકારને સુધારી શકે છે. રેર અર્થ એલ્યુમિનિયમ એલોયથી બનેલા કેબલ્સ અને કંડક્ટર કેબલ ટાવરના ગાળામાં વધારો કરી શકે છે અને કેબલ્સની સર્વિસ લાઇફ વધારી શકે છે.
02બાંધકામ ઉદ્યોગમાં દુર્લભ પૃથ્વી એલ્યુમિનિયમ એલોયનો ઉપયોગ
6063 એલ્યુમિનિયમ એલોય બાંધકામ ઉદ્યોગમાં સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાય છે. 0.15%~0.25% રેર અર્થ ઉમેરવાથી કાસ્ટ સ્ટ્રક્ચર અને પ્રોસેસિંગ સ્ટ્રક્ચર તરીકે નોંધપાત્ર રીતે સુધારી શકાય છે, અને એક્સટ્રુઝન પર્ફોર્મન્સ, હીટ ટ્રીટમેન્ટ ઇફેક્ટ, યાંત્રિક ગુણધર્મો, કાટ પ્રતિકાર, સપાટી સારવાર કામગીરી અને રંગ ટોનને સુધારી શકે છે. એવું જાણવા મળ્યું છે કે દુર્લભ પૃથ્વી છે. મુખ્યત્વે 6063 માં વિતરિત એલ્યુમિનિયમ એલોયα-Al તબક્કાની સીમા, અનાજની સીમા અને ઇન્ટરડેન્ડ્રીટિકને નિષ્ક્રિય કરે છે, અને તેઓ સંયોજનોમાં ઓગળી જાય છે અથવા ડેંડ્રાઇટ માળખું અને અનાજને શુદ્ધ કરવા માટે સંયોજનોના સ્વરૂપમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે, જેથી વણ ઓગળેલા યુટેક્ટિક અને કદના કદમાં વધારો થાય. ડિમ્પલ એરિયામાં ડિમ્પલ નોંધપાત્ર રીતે નાનું બને છે, વિતરણ એકસરખું થાય છે, અને ઘનતા વધે છે, જેથી એલોયના વિવિધ ગુણધર્મોમાં વિવિધ અંશે સુધારો થાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, પ્રોફાઇલની મજબૂતાઈ 20% થી વધુ વધી છે, વિસ્તરણ 50% વધ્યું છે, અને કાટ દર બે ગણાથી વધુ ઘટ્યો છે, ઓક્સાઇડ ફિલ્મની જાડાઈ 5% ~ 8% વધે છે, અને કલરિંગ પ્રોપર્ટી લગભગ 3% વધે છે. તેથી, RE-6063 એલોય બિલ્ડિંગ પ્રોફાઇલ્સનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે.
03દૈનિક ઉત્પાદનોમાં દુર્લભ પૃથ્વી એલ્યુમિનિયમ એલોયનો ઉપયોગ
દૈનિક ઉપયોગના એલ્યુમિનિયમ ઉત્પાદનો માટે શુદ્ધ એલ્યુમિનિયમ અને Al Mg શ્રેણીના એલ્યુમિનિયમ એલોયમાં દુર્લભ પૃથ્વીનો ટ્રેસ ઉમેરવાથી યાંત્રિક ગુણધર્મો, ઊંડા ચિત્રકામ અને કાટ પ્રતિકારમાં નોંધપાત્ર સુધારો થઈ શકે છે. દૈનિક જરૂરિયાતો જેમ કે એલ્યુમિનિયમ પોટ્સ, એલ્યુમિનિયમ પેન, એલ્યુમિનિયમ પ્લેટ્સ, એલ્યુમિનિયમ લંચ બોક્સ, એલ્યુમિનિયમ ફર્નિચર સપોર્ટ, એલ્યુમિનિયમ સાયકલ, અને Al Mg RE એલોયથી બનેલા હોમ એપ્લાયન્સ પાર્ટ્સમાં બમણા કરતાં વધુ કાટ પ્રતિકાર, 10%~15% વજન ઘટાડો, 10%~20% ઉપજ વધારો, 10%~15% ઉત્પાદન ખર્ચમાં ઘટાડો, અને દુર્લભ પૃથ્વી વગરના એલ્યુમિનિયમ એલોય ઉત્પાદનોની તુલનામાં વધુ સારી ડીપ ડ્રોઇંગ અને ડીપ પ્રોસેસિંગ કામગીરી. હાલમાં, રેર અર્થ એલ્યુમિનિયમ એલોયની દૈનિક જરૂરિયાતો વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે, અને ઉત્પાદનો નોંધપાત્ર રીતે વધ્યા છે, અને સ્થાનિક અને વિદેશી બજારોમાં સારી રીતે વેચાય છે. .
04 અન્ય પાસાઓમાં દુર્લભ પૃથ્વી એલ્યુમિનિયમ એલોયનો ઉપયોગ
સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતા અલ સી શ્રેણીના કાસ્ટિંગ એલોયમાં દુર્લભ પૃથ્વીના થોડાક હજારમા ભાગનો ઉમેરો કરવાથી એલોયના મશીનિંગ પ્રભાવમાં નોંધપાત્ર સુધારો થઈ શકે છે. એરક્રાફ્ટ, જહાજો, ઓટોમોબાઈલ, ડીઝલ એન્જિન, મોટરસાઈકલ અને બખ્તરબંધ વાહનો (પિસ્ટન, ગિયરબોક્સ, સિલિન્ડર, ઈન્સ્ટ્રુમેન્ટેશન અને અન્ય ભાગો) માં ઘણી બ્રાન્ડની પ્રોડક્ટ્સનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો છે. સંશોધન અને એપ્લિકેશનમાં, એવું જાણવા મળ્યું છે કે Sc સૌથી અસરકારક તત્વ છે. એલ્યુમિનિયમ એલોયની રચના અને ગુણધર્મોને ઑપ્ટિમાઇઝ કરો. તે એલ્યુમિનિયમ પર મજબૂત વિક્ષેપ મજબૂત, અનાજ શુદ્ધિકરણ મજબૂત, ઉકેલ મજબૂત અને માઇક્રોએલોય મજબૂતીકરણની અસરો ધરાવે છે, અને એલોયની મજબૂતાઈ, કઠિનતા, પ્લાસ્ટિસિટી, કઠિનતા, કાટ પ્રતિકાર, ગરમી પ્રતિકાર, વગેરેમાં સુધારો કરી શકે છે. એસસી અલ શ્રેણીના એલોયનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો છે. ઉચ્ચ તકનીકી ઉદ્યોગો જેમ કે એરોસ્પેસ, જહાજો, હાઇ-સ્પીડ ટ્રેનો, હળવા વાહનો વગેરે. નાસા દ્વારા વિકસિત C557Al Mg Zr Sc શ્રેણીના સ્કેન્ડિયમ એલ્યુમિનિયમ એલોયમાં ઉચ્ચ શક્તિ અને ઉચ્ચ તાપમાન અને નીચા તાપમાનની સ્થિરતા છે અને તે એરક્રાફ્ટ ફ્યુઝલેજ અને એરક્રાફ્ટ પર લાગુ કરવામાં આવે છે. માળખાકીય ભાગો;રશિયા દ્વારા વિકસિત 0146Al Cu Li Sc એલોય અવકાશયાનની ક્રાયોજેનિક ઇંધણ ટાંકીમાં લાગુ કરવામાં આવી છે.
વોલ્યુમ 33, વાંગ હુઇ, યાંગ એન અને યુન ક્વિ દ્વારા રેર અર્થનો અંક 1
પોસ્ટ સમય: જુલાઈ-05-2023