იშვიათი დედამიწის მასალა იშვიათი დედამიწა მაგნიუმის შენადნობი

მაგნიუმის შენადნობს აქვს მსუბუქი წონა, მაღალი სპეციფიკური სიმტკიცე, მაღალი აორთქლება, ვიბრაცია და ხმაურის შემცირება, ელექტრომაგნიტური გამოსხივების წინააღმდეგობა, დამუშავების და გადამუშავების დროს დაბინძურების გარეშე და ა.შ. ამიტომ, მაგნიუმის შენადნობი ცნობილია, როგორც "მსუბუქი და მწვანე სტრუქტურული მასალა 21-ე საუკუნეში". იგი ცხადყოფს, რომ 21-ე საუკუნეში საწარმოო ინდუსტრიაში მსუბუქი წონის, ენერგიის დაზოგვისა და ემისიის შემცირების ტალღაზე, ტენდენცია, რომ მაგნიუმის შენადნობი უფრო მნიშვნელოვან როლს შეასრულებს, ასევე მიუთითებს, რომ შეიცვლება გლობალური ლითონის მასალების ინდუსტრიული სტრუქტურა, ჩინეთის ჩათვლით. თუმცა, მაგნიუმის ტრადიციულ შენადნობებს აქვთ გარკვეული სისუსტეები, როგორიცაა მარტივი დაჟანგვა და წვა, არ არის კოროზიის წინააღმდეგობა, დაბალი მაღალი ტემპერატურის მცოცავი წინააღმდეგობა და დაბალი მაღალი ტემპერატურის სიძლიერე.

თეორია და პრაქტიკა აჩვენებს, რომ იშვიათი დედამიწა არის ყველაზე ეფექტური, პრაქტიკული და პერსპექტიული შენადნობის ელემენტი ამ სისუსტეების დასაძლევად. ამიტომ, დიდი მნიშვნელობა აქვს ჩინეთის უხვი მაგნიუმის და იშვიათი დედამიწის რესურსების გამოყენებას, მათ მეცნიერულად განვითარებას და გამოყენებას, ჩინეთის მახასიათებლების მქონე იშვიათი დედამიწის მაგნიუმის შენადნობების სერიის შემუშავებას და რესურსების უპირატესობების ტექნოლოგიურ და ეკონომიკურ უპირატესობებად გადაქცევას.

მეცნიერული განვითარების კონცეფციის პრაქტიკა, მდგრადი განვითარების გზაზე გატარება, რესურსების დაზოგვისა და ეკოლოგიურად სუფთა ახალი ინდუსტრიალიზაციის გზის პრაქტიკა და მსუბუქი, მოწინავე და დაბალფასიანი იშვიათი დედამიწის მაგნიუმის შენადნობის დამხმარე მასალების მიწოდება ავიაციის, აერონავტიკის, ტრანსპორტისთვის, "სამი C" მრეწველობა და ყველა საწარმოო ინდუსტრია გახდა ქვეყნის, მრეწველობისა და მრავალი მკვლევარის ცხელი წერტილები და ძირითადი ამოცანები. იშვიათი დედამიწის მაგნიუმის შენადნობი მოწინავე ეფექტურობითა და დაბალი ფასით, მოსალოდნელია, რომ გახდეს გარღვევის წერტილი და განვითარების ძალა გამოყენების გაფართოებისთვის. მაგნიუმის შენადნობი.

1808 წელს ჰემფრი დეივიმ პირველად გაანაწილა ვერცხლისწყალი და მაგნიუმი ამალგამიდან, ხოლო 1852 წელს ბუნსენმა პირველად მოახდინა მაგნიუმის ელექტროლიზება მაგნიუმის ქლორიდიდან. მას შემდეგ მაგნიუმი და მისი შენადნობი ისტორიულ ასპარეზზეა, როგორც ახალი მასალა. მაგნიუმი და მისი შენადნობები განვითარდა ნახტომებით მეორე მსოფლიო ომის დროს. თუმცა, სუფთა მაგნიუმის დაბალი სიმტკიცის გამო, ძნელია მისი გამოყენება, როგორც სტრუქტურული მასალა სამრეწველო გამოყენებისთვის. მაგნიუმის ლითონის სიმტკიცის გაუმჯობესების ერთ-ერთი მთავარი მეთოდია შენადნობა, ანუ სხვა სახის შენადნობი ელემენტების დამატება მაგნიუმის ლითონის სიძლიერის გასაუმჯობესებლად მყარი ხსნარის, ნალექების, მარცვლების დახვეწის და დისპერსიული გამაგრების გზით, რათა მან დააკმაყოფილოს მოთხოვნები. მოცემულ სამუშაო გარემოზე.

ეს არის იშვიათი დედამიწის მაგნიუმის შენადნობის მთავარი შენადნობი ელემენტი და განვითარებული სითბოს მდგრადი მაგნიუმის შენადნობების უმეტესობა შეიცავს იშვიათი დედამიწის ელემენტებს. იშვიათი დედამიწის მაგნიუმის შენადნობას აქვს მაღალი ტემპერატურის წინააღმდეგობის და მაღალი სიმტკიცის მახასიათებლები. თუმცა, მაგნიუმის შენადნობის თავდაპირველ კვლევაში იშვიათი დედამიწა გამოიყენება მხოლოდ კონკრეტულ მასალებში მისი მაღალი ფასის გამო. იშვიათი დედამიწის მაგნიუმის შენადნობი ძირითადად გამოიყენება სამხედრო და საჰაერო კოსმოსურ სფეროებში. თუმცა, სოციალური ეკონომიკის განვითარებასთან ერთად, უფრო მაღალი მოთხოვნებია დაყენებული მაგნიუმის შენადნობის მუშაობისთვის, ხოლო იშვიათი დედამიწის ღირებულების შემცირებით, იშვიათი დედამიწის მაგნიუმის შენადნობი მნიშვნელოვნად გაიზარდა. გაფართოვდა სამხედრო და სამოქალაქო სფეროებში, როგორიცაა აერონავტიკა, რაკეტები, ავტომობილები, ელექტრონული კომუნიკაციები, ხელსაწყოები და ა.შ. ზოგადად რომ ვთქვათ, იშვიათი დედამიწის მაგნიუმის შენადნობის განვითარება შეიძლება დაიყოს ოთხ ეტაპად:

პირველი ეტაპი: 1930-იან წლებში გაირკვა, რომ Mg-Al შენადნობში იშვიათი მიწიერი ელემენტების დამატებამ შეიძლება გააუმჯობესოს შენადნობის მაღალ ტემპერატურაზე მუშაობა.

მეორე ეტაპი: 1947 წელს ზაუერვარლდმა აღმოაჩინა, რომ Mg-RE შენადნობზე Zr-ის დამატებით შეიძლება ეფექტურად დახვეწოს შენადნობის მარცვალი. ამ აღმოჩენამ გადაჭრა იშვიათი დედამიწის მაგნიუმის შენადნობის ტექნოლოგიური პრობლემა და მართლაც ჩაუყარა საფუძველი თერმორეზისტული იშვიათი დედამიწის მაგნიუმის შენადნობის კვლევასა და გამოყენებას.

მესამე ეტაპი: 1979 წელს დრიტსმა და სხვებმა დაადგინეს, რომ Y-ის დამატებას ჰქონდა ძალიან სასარგებლო ეფექტი მაგნიუმის შენადნობზე, რაც კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი აღმოჩენა იყო თერმორეზისტული იშვიათი დედამიწის მაგნიუმის შენადნობის შემუშავებაში. ამის საფუძველზე შეიქმნა WE ტიპის შენადნობების სერია სითბოს წინააღმდეგობით და მაღალი სიმტკიცით. მათ შორის, WE54 შენადნობის დაჭიმვის სიძლიერე, დაღლილობის სიმტკიცე და ცოცვის წინააღმდეგობა შედარებულია თუჯის ალუმინის შენადნობისა ოთახის ტემპერატურაზე და მაღალ ტემპერატურაზე.

მეოთხე ეტაპი: ძირითადად ეხება Mg-HRE (მძიმე იშვიათი დედამიწის) შენადნობის კვლევას 1990-იანი წლებიდან, რათა მივიღოთ მაგნიუმის შენადნობი უმაღლესი ეფექტურობით და დააკმაყოფილოს მაღალტექნოლოგიური დარგების საჭიროებები. მძიმე იშვიათი მიწიერი ელემენტების, გარდა Eu და Yb, მაქსიმალური მყარი ხსნადობა მაგნიუმში არის დაახლოებით 10%~28%, ხოლო მაქსიმუმი შეიძლება მიაღწიოს 41%. მსუბუქ იშვიათ მიწიერ ელემენტებთან შედარებით, მძიმე იშვიათ მიწიერ ელემენტებს აქვთ უფრო მაღალი მყარი ხსნადობა. უფრო მეტიც, მყარი ხსნადობა სწრაფად მცირდება ტემპერატურის კლებასთან ერთად, რაც კარგი ეფექტი აქვს მყარი ხსნარის გაძლიერებისა და ნალექების გაძლიერების მხრივ.

მაგნიუმის შენადნობის გამოყენების უზარმაზარი ბაზარია, განსაკუთრებით მსოფლიოში ლითონის რესურსების მზარდი დეფიციტის ფონზე, როგორიცაა რკინა, ალუმინი და სპილენძი. სწრაფად მზარდი საინჟინრო მასალა. მსოფლიოში მაგნიუმის ლითონის მასალების სწრაფი განვითარების პირისპირ, ჩინეთი, როგორც მაგნიუმის რესურსების ძირითადი მწარმოებელი და ექსპორტიორი, განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია მაგნიუმის შენადნობის სიღრმისეული თეორიული კვლევისა და გამოყენების განვითარება. თუმცა, ამჟამად, ჩვეულებრივი მაგნიუმის შენადნობის პროდუქტების დაბალი მოსავლიანობა, ცუდი მცოცავი წინააღმდეგობა, ცუდი სითბოს წინააღმდეგობა და კოროზიის წინააღმდეგობა კვლავ არის ის, რაც ზღუდავს მაგნიუმის შენადნობის ფართომასშტაბიან გამოყენებას.

იშვიათი დედამიწის ელემენტებს აქვთ უნიკალური ექსტრაბირთვული ელექტრონული სტრუქტურა. ამიტომ, როგორც მნიშვნელოვანი შენადნობის ელემენტი, იშვიათი დედამიწის ელემენტები თამაშობენ უნიკალურ როლს მეტალურგიისა და მასალების სფეროებში, როგორიცაა შენადნობის დნობის გამწმენდი, შენადნობის სტრუქტურის დახვეწა, შენადნობის მექანიკური თვისებების გაუმჯობესება და კოროზიის წინააღმდეგობა და ა.შ. როგორც შენადნობის ელემენტები ან მიკროშენადნობი ელემენტები ფართოდ გამოიყენება ფოლადისა და ფერადი ლითონების შენადნობებში. მაგნიუმის შენადნობის სფეროში, განსაკუთრებით სითბოს მდგრადი მაგნიუმის შენადნობის სფეროში, იშვიათი დედამიწის გამორჩეული გამწმენდი და გამაძლიერებელი თვისებები თანდათანობით აღიარებულია ხალხის მიერ. იშვიათი დედამიწა განიხილება, როგორც შენადნობი ელემენტი, რომელსაც აქვს ყველაზე მეტი გამოყენება და განვითარების პოტენციალი სითბოს მდგრადი მაგნიუმის შენადნობაში და მისი უნიკალური როლი არ შეიძლება შეიცვალოს სხვა შენადნობი ელემენტებით.

ბოლო წლების განმავლობაში, მკვლევარებმა სახლში და მის ფარგლებს გარეთ აწარმოეს ფართო თანამშრომლობა, გამოიყენეს მაგნიუმი და იშვიათი დედამიწის რესურსები, რათა სისტემატიურად შეისწავლონ მაგნიუმის შენადნობები, რომლებიც შეიცავს იშვიათი დედამიწას. ამავდროულად, ჩანგჩუნის გამოყენებითი ქიმიის ინსტიტუტი, ჩინეთის მეცნიერებათა აკადემია მოწოდებულია შეისწავლოს და განავითაროს ახალი იშვიათი დედამიწის მაგნიუმის შენადნობები დაბალი ფასით და მაღალი ეფექტურობით, და მიაღწია გარკვეულ შედეგებს. ხელი შეუწყოს იშვიათი დედამიწის მაგნიუმის შენადნობის მასალების განვითარებას და გამოყენებას. .