La lega di magnesio ha le caratteristiche di leggerezza, elevata rigidità specifica, elevato smorzamento, riduzione delle vibrazioni e del rumore, resistenza alle radiazioni elettromagnetiche, nessun inquinamento durante la lavorazione e il riciclaggio, ecc., e le risorse di magnesio sono abbondanti, che possono essere utilizzate per lo sviluppo sostenibile. Pertanto, la lega di magnesio è conosciuta come "materiale strutturale leggero ed ecologico nel 21° secolo". Rivela che nell’ondata di leggerezza, risparmio energetico e riduzione delle emissioni nell’industria manifatturiera nel 21° secolo, la tendenza secondo cui la lega di magnesio svolgerà un ruolo più importante indica anche che la struttura industriale dei materiali metallici globali, inclusa la Cina, cambierà. Tuttavia, le leghe di magnesio tradizionali presentano alcuni punti deboli, come la facile ossidazione e combustione, l'assenza di resistenza alla corrosione, la scarsa resistenza al creep alle alte temperature e la bassa resistenza alle alte temperature.
La teoria e la pratica dimostrano che le terre rare sono l'elemento di lega più efficace, pratico e promettente per superare queste debolezze. Pertanto, è di grande importanza sfruttare le abbondanti risorse cinesi di magnesio e terre rare, svilupparle e utilizzarle scientificamente e sviluppare una serie di leghe di magnesio di terre rare con caratteristiche cinesi e trasformare i vantaggi delle risorse in vantaggi tecnologici e vantaggi economici.
Praticare il concetto di sviluppo scientifico, intraprendere la strada dello sviluppo sostenibile, praticare la nuova strada dell'industrializzazione a risparmio di risorse e rispettosa dell'ambiente e fornire materiali di supporto in lega di magnesio di terre rare leggeri, avanzati e a basso costo per l'aviazione, l'aerospaziale, i trasporti, "Tre Le industrie C" e tutte le industrie manifatturiere sono diventate i punti caldi e i compiti chiave del paese, dell'industria e di molti ricercatori. Si prevede che la lega di magnesio delle terre rare con prestazioni avanzate e prezzo basso diventerà il punto di svolta e il potere di sviluppo per espandere l'applicazione di lega di magnesio.
Nel 1808, Humphrey Davey frazionò per la prima volta il mercurio e il magnesio dall'amalgama e nel 1852 Bunsen elettrolizzò il magnesio dal cloruro di magnesio per la prima volta. Da allora il magnesio e le sue leghe sono entrati nella scena storica come nuovo materiale. Il magnesio e le sue leghe si svilupparono a passi da gigante durante la Seconda Guerra Mondiale. Tuttavia, a causa della bassa resistenza del magnesio puro, è difficile utilizzarlo come materiale strutturale per applicazioni industriali. Uno dei metodi principali per migliorare la resistenza del magnesio metallico è la lega, ovvero l'aggiunta di altri tipi di elementi di lega per migliorare la resistenza del magnesio metallico attraverso la soluzione solida, la precipitazione, l'affinamento del grano e il rafforzamento della dispersione, in modo che possa soddisfare i requisiti di un dato ambiente lavorativo.
È il principale elemento di lega della lega di magnesio delle terre rare e la maggior parte delle leghe di magnesio resistenti al calore sviluppate contengono elementi delle terre rare. La lega di magnesio delle terre rare ha le caratteristiche di resistenza alle alte temperature e elevata resistenza. Tuttavia, nella ricerca iniziale sulla lega di magnesio, la terra rara viene utilizzata solo in materiali specifici a causa del suo prezzo elevato. La lega di magnesio delle terre rare viene utilizzata principalmente nei campi militare e aerospaziale. Tuttavia, con lo sviluppo dell'economia sociale, vengono proposti requisiti più elevati per le prestazioni della lega di magnesio e, con la riduzione del costo delle terre rare, la lega di magnesio delle terre rare è stata notevolmente ampliato in campi militari e civili come quello aerospaziale, missilistico, automobilistico, delle comunicazioni elettroniche, della strumentazione e così via. In generale, lo sviluppo della lega di magnesio delle terre rare può essere suddiviso in quattro fasi:
La prima fase: negli anni '30 si scoprì che l'aggiunta di elementi di terre rare alla lega Mg-Al poteva migliorare le prestazioni della lega alle alte temperature.
La seconda fase: nel 1947 Sauerwarld scoprì che l'aggiunta di Zr alla lega Mg-RE può affinare efficacemente il grano della lega. Questa scoperta ha risolto il problema tecnologico della lega di magnesio delle terre rare e ha gettato davvero le basi per la ricerca e l'applicazione della lega di magnesio delle terre rare resistente al calore.
La terza fase: nel 1979, Drits e altri scoprirono che l'aggiunta di Y aveva un effetto molto benefico sulla lega di magnesio, che fu un'altra scoperta importante nello sviluppo di leghe di magnesio di terre rare resistenti al calore. Su questa base sono state sviluppate una serie di leghe di tipo WE con resistenza al calore ed elevata resistenza. Tra questi, la resistenza alla trazione, alla fatica e alla resistenza allo scorrimento viscoso della lega WE54 sono paragonabili a quelle della lega di alluminio pressofuso a temperatura ambiente e ad alta temperatura.
La quarta fase: si riferisce principalmente all'esplorazione della lega Mg-HRE (terre rare pesanti) a partire dagli anni '90 al fine di ottenere una lega di magnesio con prestazioni superiori e soddisfare le esigenze dei settori ad alta tecnologia. Per gli elementi pesanti delle terre rare, ad eccezione di Eu e Yb, la massima solubilità solida nel magnesio è di circa il 10%~28% e il massimo può raggiungere il 41%. Rispetto agli elementi leggeri delle terre rare, gli elementi pesanti delle terre rare hanno una maggiore solubilità solida. Inoltre, la solubilità solida diminuisce rapidamente con la diminuzione della temperatura, il che ha buoni effetti di rafforzamento della soluzione solida e di rafforzamento delle precipitazioni.
Esiste un enorme mercato applicativo per la lega di magnesio, soprattutto in un contesto di crescente carenza di risorse metalliche come ferro, alluminio e rame nel mondo, i vantaggi in termini di risorse e di prodotto del magnesio saranno pienamente sfruttati e la lega di magnesio diventerà un materiale tecnico in rapida crescita. Di fronte al rapido sviluppo dei materiali metallici di magnesio nel mondo, la Cina, in quanto principale produttore ed esportatore di risorse di magnesio, è particolarmente importante svolgere una ricerca teorica approfondita e lo sviluppo applicativo della lega di magnesio. Tuttavia, al momento, la bassa resa dei comuni prodotti in lega di magnesio, la scarsa resistenza al creep, la scarsa resistenza al calore e alla corrosione rappresentano ancora i colli di bottiglia che limitano l'applicazione su larga scala della lega di magnesio.
Gli elementi delle terre rare hanno una struttura elettronica extranucleare unica. Pertanto, in quanto importante elemento di lega, gli elementi delle terre rare svolgono un ruolo unico nei campi della metallurgia e dei materiali, come purificare la fusione della lega, affinare la struttura della lega, migliorare le proprietà meccaniche della lega e la resistenza alla corrosione, ecc. Come elementi di lega o elementi di microlega, Terre rare sono stati ampiamente utilizzati nell'acciaio e nelle leghe di metalli non ferrosi. Nel campo della lega di magnesio, in particolare nel campo della lega di magnesio resistente al calore, le eccezionali proprietà di purificazione e rafforzamento delle terre rare vengono gradualmente riconosciute dalle persone. Le terre rare sono considerate l'elemento legante con il maggior valore d'uso e il maggior potenziale di sviluppo nella lega di magnesio resistente al calore e il suo ruolo unico non può essere sostituito da altri elementi leganti.
Negli ultimi anni, ricercatori in patria e all’estero hanno portato avanti un’ampia cooperazione, utilizzando risorse di magnesio e terre rare per studiare sistematicamente le leghe di magnesio contenenti terre rare. Allo stesso tempo, l'Istituto di Chimica Applicata di Changchun, l'Accademia Cinese delle Scienze, è impegnato nell'esplorazione e nello sviluppo di nuove leghe di magnesio delle terre rare a basso costo e con prestazioni elevate e ha ottenuto determinati risultati. Promuovere lo sviluppo e l'utilizzo di materiali in lega di magnesio delle terre rare .
Orario di pubblicazione: 04-marzo-2022