Magnezijeva legura ima karakteristike male težine, visoke specifične krutosti, visokog prigušenja, smanjenja vibracija i buke, otpornosti na elektromagnetsko zračenje, nema zagađenja tijekom obrade i recikliranja itd., a izvori magnezija su bogati, što se može koristiti za održivi razvoj. Zbog toga je legura magnezija poznata kao "lagani i zeleni strukturni materijal u 21. stoljeću". Otkriva da u plimi male težine, uštede energije i smanjenja emisija u proizvodnoj industriji u 21. stoljeću, trend da će legure magnezija igrati važniju ulogu također ukazuje da će se industrijska struktura globalnih metalnih materijala, uključujući Kinu, promijeniti. Međutim, tradicionalne legure magnezija imaju neke slabosti, kao što su laka oksidacija i sagorijevanje, nepostojanje otpornosti na koroziju, loša otpornost na puzanje pri visokim temperaturama i niska čvrstoća pri visokim temperaturama.
Teorija i praksa pokazuju da je rijetka zemlja najučinkovitiji, najpraktičniji i najperspektivniji legirajući element za prevladavanje ovih slabosti. Stoga je od velike važnosti iskoristiti bogate kineske izvore magnezija i rijetkih zemalja, razviti ih i znanstveno iskoristiti te razviti niz legura magnezija rijetkih zemalja s kineskim karakteristikama i pretvoriti prednosti resursa u tehnološke prednosti i ekonomske prednosti.
Primjenjujući koncept znanstvenog razvoja, idući putem održivog razvoja, prakticirajući novu industrijalizaciju koja štedi resurse i ekološki prihvatljivu, te osigurava lagane, napredne i jeftine materijale od legure magnezija rijetke zemlje za zrakoplovstvo, zrakoplovstvo, transport, "Tri C" industrije i sve proizvodne industrije postale su žarišta i ključne zadaće zemlje, industrije i mnogih istraživača. Očekuje se da će legura magnezija rijetke zemlje s naprednim performansama i niskom cijenom postati točka proboja i razvojna snaga za proširenje primjene legura magnezija.
Humphrey Davey je 1808. prvi put frakcionirao živu i magnezij iz amalgama, a 1852. Bunsen je prvi put elektrolizirao magnezij iz magnezijevog klorida. Od tada su magnezij i njegove legure na povijesnoj pozornici kao novi materijal. Magnezij i njegove legure razvijali su se velikom brzinom tijekom Drugog svjetskog rata. Međutim, zbog niske čvrstoće čistog magnezija, teško ga je koristiti kao strukturni materijal za industrijsku primjenu. Jedna od glavnih metoda za poboljšanje čvrstoće metalnog magnezija je legiranje, odnosno dodavanje drugih vrsta legirajućih elemenata za poboljšanje čvrstoće metalnog magnezija kroz čvrstu otopinu, taloženje, pročišćavanje zrna i ojačavanje disperzije, tako da može zadovoljiti zahtjeve datog radnog okruženja.
To je glavni legirajući element legure magnezija rijetke zemlje, a većina razvijenih legura magnezija otpornih na toplinu sadrži elemente rijetke zemlje. Legura magnezija rijetke zemlje ima karakteristike otpornosti na visoke temperature i visoke čvrstoće. Međutim, u početnom istraživanju legure magnezija, rijetka zemlja se koristi samo u određenim materijalima zbog svoje visoke cijene. Magnezijeva legura rijetke zemlje uglavnom se koristi u vojnim i zrakoplovnim poljima. Međutim, s razvojem društvene ekonomije, postavljaju se veći zahtjevi za performanse legure magnezija, a sa smanjenjem troškova rijetke zemlje, legura magnezija rijetke zemlje uvelike je napredovala proširena u vojnim i civilnim područjima kao što su zrakoplovstvo, projektili, automobili, elektronička komunikacija, instrumentacija i tako dalje. Općenito govoreći, razvoj legure magnezija rijetke zemlje može se podijeliti u četiri faze:
Prva faza: U 1930-ima, otkriveno je da dodavanje elemenata rijetke zemlje leguri Mg-Al može poboljšati performanse legure na visokim temperaturama.
Druga faza: Sauerwarld je 1947. otkrio da se dodavanjem Zr leguri Mg-RE može učinkovito pročistiti zrno legure. Ovo otkriće riješilo je tehnološki problem legure magnezija rijetke zemlje i stvarno je postavilo temelje za istraživanje i primjenu legure magnezija rijetke zemlje otporne na toplinu.
Treća faza: Godine 1979. Drits i drugi otkrili su da dodavanje Y ima vrlo povoljan učinak na leguru magnezija, što je bilo još jedno važno otkriće u razvoju legure magnezija rijetke zemlje otporne na toplinu. Na toj osnovi razvijena je serija legura tipa WE otpornih na toplinu i visoke čvrstoće. Među njima, vlačna čvrstoća, čvrstoća na zamor i otpornost na puzanje legure WE54 usporedivi su s onima legure lijevanog aluminija na sobnoj temperaturi i visokoj temperaturi.
Četvrta faza: uglavnom se odnosi na istraživanje legure Mg-HRE (teška rijetka zemlja) od 1990-ih kako bi se dobila legura magnezija s vrhunskim performansama i zadovoljila potrebe polja visoke tehnologije. Za teške elemente rijetke zemlje, osim Eu i Yb, maksimalna kruta topljivost u magneziju je oko 10%~28%, a maksimum može doseći 41%. U usporedbi s lakim elementima rijetke zemlje, teški elementi rijetke zemlje imaju veću topljivost u čvrstom stanju. Štoviše, topljivost u čvrstom stanju brzo opada s padom temperature, što ima dobre učinke jačanja čvrste otopine i jačanja taloženja.
Postoji veliko tržište primjene za legure magnezija, posebno u pozadini sve većeg nedostatka metalnih izvora kao što su željezo, aluminij i bakar u svijetu, prednosti resursa i prednosti proizvoda magnezija bit će u potpunosti iskorištene, a legura magnezija postat će brzo rastući inženjerski materijal. Suočena s brzim razvojem magnezijskih metalnih materijala u svijetu, Kina, kao veliki proizvođač i izvoznik magnezijevih izvora, posebno je važno provesti dubinsko teoretsko istraživanje i razvoj primjene legure magnezija. Međutim, trenutno su mali prinos uobičajenih proizvoda od legure magnezija, slaba otpornost na puzanje, slaba otpornost na toplinu i otpornost na koroziju još uvijek uska grla koja ograničavaju veliku primjenu legure magnezija.
Elementi rijetkih zemalja imaju jedinstvenu ekstranuklearnu elektronsku strukturu. Stoga, kao važan legirajući element, elementi rijetke zemlje igraju jedinstvenu ulogu u metalurgiji i materijalima, kao što je pročišćavanje taline legure, rafiniranje strukture legure, poboljšanje mehaničkih svojstava legure i otpornosti na koroziju, itd. Kao legirajući elementi ili mikrolegirajući elementi, rijetke zemlje naširoko se koriste u čeliku i legurama obojenih metala. U području legure magnezija, posebno u području legura magnezija otpornih na toplinu, ljudi postupno prepoznaju izvanredna svojstva pročišćavanja i jačanja rijetke zemlje. Rijetke zemlje smatraju se legirajućim elementom s najvećom uporabnom vrijednošću i najvećim razvojnim potencijalom u leguri magnezija otpornoj na toplinu, a njezinu jedinstvenu ulogu ne mogu zamijeniti drugi legirajući elementi.
Posljednjih godina, istraživači u zemlji i inozemstvu proveli su opsežnu suradnju, koristeći resurse magnezija i rijetkih zemalja za sustavno proučavanje legura magnezija koje sadrže rijetke zemlje. Istodobno, Changchun Institute of Applied Chemistry, Kineska akademija znanosti posvećen je istraživanju i razvoju novih magnezijevih legura rijetkih zemalja niske cijene i visokih performansi, te je postigao određene rezultate. Promovirajte razvoj i korištenje materijala od legura magnezija rijetkih zemalja .
Vrijeme objave: 4. ožujka 2022