적용희토류캐스팅에서 알루미늄 합금은 해외에서 이전에 수행되었습니다. 중국은 1960 년대에만이 측면의 연구와 적용을 시작했지만 빠르게 발전했습니다. 메커니즘 연구에서 실용적인 응용에 이르기까지 많은 작업이 이루어졌으며 일부 성과가 이루어졌으며, 희토류 요소를 추가하면 알루미늄 합금의 기계적 특성, 캐스팅 특성 및 전기 특성이 크게 개선되었습니다. 새로운 재료의 분야에서 풍부한 지구의 전기 및 자력 특성은 희귀 한 지구의 재료를 만드는 역할을합니다. 수소 저장 재료 등
◆ ◆ 알루미늄 및 알루미늄 합금의 희토류 메커니즘 ◆ ◆ ◆
희토류는 높은 화학 활동, 낮은 잠재력 및 특수 전자층 배열을 가지고 있으며 거의 모든 원소와 상호 작용할 수 있습니다. 알루미늄 및 알루미늄 합금에는 일반적으로 사용되는 지구를 LA (LA) ()란탄), CE (세륨), y (이트륨) 및 sc (스칸듐). 그것들은 종종 조절제, 핵 생성 제 및 탈기제를 갖는 알루미늄 액체에 첨가되며, 이는 용융물을 정화하고 구조를 개선하며 곡물을 개선 할 수 있습니다.
01희토류의 정화
많은 양의 가스 및 산화물 내포물 (주로 수소, 산소 및 질소)이 알루미늄 합금, 핀홀, 균열, 포함 및 기타 결함의 녹고 캐스팅에서 발생하는 동안 (도 1A 참조) 알루미늄 합금의 강도를 감소시키는 동안 발생할 것입니다. 핀홀 속도와 다공성의 감소 (그림 1B 참조) 및 포함 및 유해 요소의 감소. 주된 이유는 희토류가 수소와 큰 친화력을 가지고 있는데, 이는 거품을 형성하지 않고 수소 함량과 안정적인 화합물을 흡수하고 용해시킬 수 있기 때문에, 알루미늄의 수소 함량과 유의하게 감소 된 형태를 감소시킨다. 알루미늄 액체를 정제하는 목적을 달성하기위한 제련 공정.
실습은 희토류가 알루미늄 및 알루미늄 합금에서 수소, 산소 및 황의 함량을 감소시키는 효과가 있음을 증명했습니다. 알루미늄 액체에 0.1% ~ 0.3% RE를 추가하면 유해한 불순물을 더 잘 제거하거나 불순물을 세분화하거나 형태를 개선하여 곡물을 개선하고 균일하게 분배하는 데 도움이됩니다. 또한, 저지대, 재구성 및 REES와 같은 낮은 용융점 형태의 이진 화합물을 갖는 RE 및 유해한 불순물은 높은 융점, 저축 화학, 안정적인 화학적 특성으로 특성화됩니다. 따라서 제거되어 알루미늄 액체를 정제하고 나머지 미세 입자는 알루미늄의 이종 핵이되어 곡물을 정제한다.
그림 1 RE 및 W (RE)가없는 7075 합금의 SEM 형태 = 0.3%
에이. Re가 추가되지 않습니다. b. w (re) = 0.3% 추가
02희토류의 변성
희토류 변형은 주로 정제 곡물과 수상 돌기에서 나타나고, 거친 라멜라 T2 단계의 출현을 억제하여 일차 결정에 분포 된 거친 대량 위상을 제거하고 구형 단계를 형성하여 구형 단계를 형성하여 곡물 경계의 스트립과 조각 화합물이 상당히 감소되도록합니다 (그림 2 참조). 속성은 비교적 활성입니다. 알루미늄 액체에서의 용융은 합금상의 표면 결함을 채우는 것이 매우 쉽다.이 단계는 신규 및 기존 단계 사이의 계면의 표면 장력을 감소시키고 결정 핵의 성장 속도를 향상시킨다. 동시에, 곡물과 용융 액체 사이의 표면 활성 필름을 형성하여 생성 된 곡물의 성장을 방지 할 수있다 (도 2B 참조).
그림 2 RE 첨가가 다른 합금의 미세 구조
에이. 재배량은 0; b입니다. RE 첨가는 0.3%; c. RE 첨가는 0.7%입니다.
희토류 요소 α를 추가 한 후 (Al) 단계의 곡물이 작아지기 시작했는데, 이는 작은 장미 또는 막대 모양으로 변형 된 입자 α (al)를 정제하는 데 역할을했는데, 희토류의 함량이 0.3%α 일 때 (al) 단계의 곡물 크기는 가장 작은 지구의 함량이 더 작으며, 희토류의 증가 기간이 점차적으로 증가하고 있음을 입증했습니다. 일정 기간 동안, 희토류는 변성에서 가장 큰 역할을 할 것입니다. 추가로, 알루미늄과 희토류에 의해 형성된 화합물의 결정 핵의 수는 금속 구조가 결정화 될 때 크게 증가하여 합금 구조를 개선시킬 수 있습니다.
03 희토류의 미세 합금 효과
희토류는 주로 알루미늄 및 알루미늄 합금에 세 가지 형태로 존재합니다. 매트릭스 α (AL)의 고체 용액; 상 경계, 입자 경계 및 덴 드라이트 경계에서의 분리; 화합물 형태 또는 형태의 고체 용액. 알루미늄 합금에서 희토류의 강화 효과는 주로 입자 세련 강화 및 희망성 강화를 포함합니다.
알루미늄 및 알루미늄 합금에 희토류의 존재 형태는 추가 양과 밀접한 관련이 있습니다. 일반적으로 RE 함량이 0.1%미만인 경우, RE의 역할은 주로 미세한 곡물 강화 및 유한 솔루션 강화입니다. RE 함량은 0.25%~ 0.30%일 때, RE 및 Al은 금속 간 화합물과 같은 구형 또는 짧은 막대를 형성하는 경우 곡물 또는 입자 경계에 분포되어 있으며, 많은 수의 혈관이 생성 된 유명한 구조 및 분산 된 수많은 구조를 생성 할 것입니다. 두 번째 단계 강화와 같은.
◆ ◆ 알루미늄 및 알루미늄 합금의 특성에 대한 희토류의 영향 ◆◆
01 합금의 포괄적 인 기계적 특성에 대한 희토류의 영향
적절한 양의 희토류를 추가하여 강도, 경도, 신장, 골절 강인함, 내마모성 및 기타 포괄적 인 기계적 특성을 개선 할 수 있습니다.b205.9 MPa에서 274 MPa, 80 ~ 108;b314mpa에서 414mpa, σ로 증가했습니다0.2282mpa에서 378mpa에서 378mpa로 증가하면 가소성은 6.8%에서 10.1%로 증가했으며, 고온 안정성은 상당히 향상되었습니다. LA와 CE는 합금의 초소성을 크게 향상시킬 수 있습니다. 0.14%~ 0.64%LA에 AL-6MG-0.5MN 합금을 추가하면 초소성이 430%에서 800%~ 1000%로 증가합니다. Al SI 합금의 체계적인 연구는 합금의 항복 강도와 궁극적 인 인장 강도가 적절한 양의 SC.Fig를 추가하여 크게 개선 될 수 있음을 보여줍니다. 3은 Al-SI7-MG의 인장 골절의 SEM 외관을 보여줍니다.0.8합금은 RE가없는 전형적인 취성 절단 골절임을 나타내는 반면, 0.3% RE가 첨가 된 후에는 파단에 명백한 딤플 구조가 나타나며, 이는 그것이 우수성과 연성이 좋음을 나타냅니다.
그림 3 인장 골절 형태
에이. Re; b. 0.3%를 추가하십시오
02합금의 고온 특성에 대한 희토류의 영향
일정량 추가희토류알루미늄 합금으로 알루미늄 합금의 고온 산화 저항성을 효과적으로 향상시킬 수 있습니다. 1%~ 1.5%혼합 희토류는 Cast Al Si Upectic 합금을 33%증가시키고, 고온 파열 강도 (300 ℃, 1000 시간)를 44%증가 시키며, 고온성 및 기온은 주로 향상됩니다. Cu 합금은 합금의 고온 특성을 향상시킬 수 있으며, 빠르게 고형 된 Al-8.4% Fe-3.4% CE 합금은 400 ℃ 이하로 오랫동안 작동하여 알루미늄 합금의 작동 온도를 크게 향상시켜 AL을 형성하여 AL을 형성합니다.3고온에서 조잡하지 않고 매트릭스와 코어를 조정하여 입자 경계를 고정시켜 합금이 어닐링하는 동안 조정되지 않은 구조를 유지하고 합금의 고온 특성을 크게 향상시킵니다.
03 합금의 광학적 특성에 대한 희토류의 영향
알루미늄 합금에 희토류를 추가하면 표면의 구조를 변화시켜 표면을 더 밝고 아름답게 만듭니다.
04 합금의 전기적 특성에 대한 희토류의 영향
고순도 알루미늄에 RE를 추가하는 것은 합금의 전도도에 유해하지만, 산업용 순수 알루미늄 및 Al MG SI 전도성 합금에 적절한 RE를 추가함으로써 전도도는 어느 정도 개선 될 수 있습니다. 실험 결과는 알루미늄의 전도도가 2% ~ 3%에 의해 개선 될 수 있음을 보여줍니다. 대부분의 국내 와이어 공장에서 채택한 합금; 고유 한 알루미늄에 미량 희토류를 추가하여 포일 커패시터를 만들어냅니다. 25KV 제품에 사용되면 커패시턴스 지수가 두 배가되고 단위 부피당 용량이 5 배 증가하고 중량이 47%감소하고 커패시터 부피가 크게 감소합니다.
05합금의 부식성에 대한 희토류의 영향
일부 서비스 환경, 특히 클로라이드 이온의 존재 하에서 합금은 부식, 틈새 부식, 응력 부식 및 부식 피로에 취약합니다. 알루미늄 합금의 부식 저항을 개선하기 위해 많은 연구가 수행되었습니다. 알루미늄 합금에 적절한 양의 희토류를 추가하면 부식성을 효과적으로 향상시킬 수 있습니다. 알루미늄에 다른 양의 혼합 희토류 (0.1%~ 0.5%)를 추가하여 만든 샘플은 소금물과 인공 해수에 3 년 연속으로 담그고 있습니다. 결과는 알루미늄에 소량의 희토류를 추가하면 알루미늄의 부식성을 향상시킬 수 있으며 소금물과 인공 해수의 부식성은 각각 알루미늄보다 24% 및 32% 높습니다. 화학 증기 방법을 사용하여 희토류의 다중 구성 요소 침투제 (LA, CE 등)를 추가 할 수 있습니다. 알루미늄 합금의 표면 전극을 만드는 합금, 균일 한 경향이 있고, 류 옆 부식 및 응력 부식에 대한 저항성을 향상 시키십시오. 높은 Mg 알루미늄 합금에 LA를 추가하면 합금의 방지 해양 부식 능력을 크게 향상시킬 수 있습니다. 1.5% ~ 2.5% nd는 Aluminum Alloy를 추가 할 수 있습니다. 항공 우주 재료로 널리 사용됩니다.
◆ ◆ 희토류 알루미늄 합금의 준비 기술 ◆ ◆ ◆
희토류는 주로 알루미늄 합금 및 기타 합금의 미량 원소 형태로 추가됩니다. 희토류는 높은 화학 활동, 높은 융점을 가지며 고온에서 산화되고 연소되기 쉽습니다. 이것은 희토류 알루미늄 합금의 준비 및 적용에 특정한 어려움을 일으켰습니다. 장기 실험 연구에서 사람들은 희토류 알루미늄 합금의 제조 방법을 계속 탐색하고 있습니다. 현재의 경우, 희토리 알루미늄 합금을 제조하기위한 주요 생산 방법은 혼합 방법, 용융 염 전기 분해 방법 및 오축론 적 감소 방법입니다.
01 믹싱 방법
혼합 용융 방법은 희토류 또는 혼합 희토류 금속을 고온 알루미늄 액체에 첨가하여 마스터 합금 또는 응용 합금을 만들고 계산 된 수당에 따라 마스터 합금과 나머지 알루미늄을 녹이고 정제하는 것입니다.
02 전기 분해
용융 소금 전기 분해 방법은 산업 알루미늄 전해 세포에 산화물 또는 희토류 소금을 산화 알루미늄으로 전해하여 희토류 알루미늄 합금을 생산하는 것입니다. 곰팡이 소금 전기 분해 방법은 중국에서 비교적 빠르게 개발되었습니다. 일반적으로, 액체 캐소드 방법과 전해성 에펙터토이드 방법의 두 가지 방법이있다. 현재, 희토류 화합물은 산업 알루미늄 전해 세포에 직접 첨가 될 수 있으며, 희토류 알루미늄 합금은 유럽선 방법에 의한 염화물 용융물의 전기 분해에 의해 생성 될 수있다.
03 알루미나온 성 감소 방법
알루미늄은 강한 환원 능력을 가지며 알루미늄은 희토류와 함께 다양한 금속 간 화합물을 형성 할 수 있기 때문에 알루미늄은 희토류 알루미늄 합금을 준비하기위한 환원제로 사용될 수 있습니다. 주요 화학 반응은 다음 공식으로 표시됩니다.
RE2O3+ 6AL → 2REAL2+ al2O3
그중에서도 희토류 산화물 또는 희토류 풍부 슬래그는 희토류 원료로 사용될 수 있습니다. 환원제는 산업용 순수 알루미늄 또는 실리콘 알루미늄 일 수 있습니다. 감소 온도는 1400 ℃ ~ 1600 ℃ 일 수 있습니다. 초기 단계에서는 가열제와 플럭스의 존재 조건 하에서 수행되었으며, 많은 문제가 발생했을 것입니다. 최근 몇 년 동안 연구자들은 새로운 영역의 감소 방법을 개발했습니다. 더 낮은 온도 (780 ℃)에서, 플루오 라이드 나트륨 및 염화나트륨 시스템에서 알루미네이체 감소 반응이 완료되며, 이는 원래의 고온으로 인한 문제를 피합니다.
◆ ◆ 희토류 알루미늄 합금의 적용 진행 ◆ ◆ ◆ ◆
01 전력 산업에서 희토류 알루미늄 합금의 적용
우수한 전도도, 대형 전류 운반 용량, 고강도, 내마모성, 손쉬운 가공 및 긴 서비스 수명, 희토류 알루미늄 합금의 장점으로 인해 케이블, 오버 헤드 전송 라인, 와이어 코어, 슬라이드 와이어 및 얇은 와이어가 특별한 목적을 위해 제조하는 데 사용할 수 있습니다. Al SI Alloy 시스템에서 소량의 RE를 개선 할 수 있습니다. 전기 특성에 더 큰 영향을 미칩니다. 적절한 양의 희토류를 추가하면 알루미늄의 전기적 특성을 효과적으로 향상시킬 수있는 합금에서 실리콘의 기존 형태와 분포를 향상시킬 수 있습니다. 소량의 이트륨 또는 이트륨 풍부한 혼합 희토류를 열 방해성 알루미늄 합금 와이어에 추가하면 전도도가 우수한 성능을 향상시킬 수있을뿐만 아니라 전도도를 향상시킬 수 있습니다. 알루미늄 합금 시스템. 희토류 알루미늄 합금으로 만든 케이블 및 도체는 케이블 타워의 범위를 늘리고 케이블의 서비스 수명을 연장 할 수 있습니다.
02건설 산업에서 희토류 알루미늄 합금의 적용
6063 알루미늄 합금은 건설 산업에서 가장 널리 사용됩니다. 0.15% ~ 0.25% 희토류는 AS 캐스트 구조 및 처리 구조를 상당히 향상시킬 수 있으며, 압출 성능, 열처리 효과, 기계적 특성, 표면 처리 성능 및 색조를 향상시킬 수 있습니다. 희토류는 주로 6063 알루미늄 합금으로 분포되어 있습니다. 수상 돌기 구조와 곡물을 개선하여 비 설득력이없는 공허의 크기와 딤플 영역의 딤플 크기가 상당히 작아지고 분포가 균일하고 밀도가 증가하여 합금의 다양한 특성이 다양한 정도로 향상되도록합니다. 예를 들어, 프로파일의 강도는 20%이상 증가하고 신장이 50%증가하고 부식 속도는 두 번 이상 감소하고, 산화물 필름의 두께는 5%~ 8%증가하고, 채색 특성은 약 3%증가하므로, RE6063 합금 건물 프로파일은 넓게 사용됩니다.
03일일 제품에서 희토류 알루미늄 합금의 적용
매일 사용하는 알루미늄 제품을위한 순수한 알루미늄 및 AL MG 시리즈 알루미늄 합금에 미량 희토류를 추가하는 데있어서 알루미늄 제품은 기계적 특성, 깊은 드로잉 속성 및 부식 저항성을 크게 향상시킬 수 있습니다. 알루미늄 냄비, 알루미늄 팬, 알루미늄 플레이트, 알루미늄 도시락, 고향 인 Aluminum Bicecles, Aluminum Bicecles, Aluminum Biscless와 같은 일일 필수품 합금은 두 배 이상의 부식성, 10% ~ 15%의 중량 감소, 10% ~ 20% 수율 증가, 10% ~ 15% 생산 비용 감소, 희토류가없는 알루미늄 합금 제품에 비해 10% ~ 15% 생산 비용 감소 및 더 나은 깊은 드로잉 및 깊은 도면 및 가공 성능을 가지고 있으며, 현재의 경우, 희토리 알루미늄 합금의 일일 필요성은 넓게 사용되었으며 제품은 국내 및 외국 마켓에서 상당히 판매되었습니다.
04 다른 측면에서 희토류 알루미늄 합금의 적용
가장 널리 사용되는 AL SI 시리즈 캐스팅 합금에 수천명의 희토류를 추가하면 합금의 가공 성능을 크게 향상시킬 수 있습니다. 많은 브랜드의 제품이 항공기, 선박, 자동차, 디젤 엔진, 오토바이 및 장갑차 (피스톤, 기어 박스, 실린더, 계측 및 기타 부품)에서 사용되었습니다. 연구 및 응용 분야에서 SC는 알루미늄 합금의 구조 및 특성을 최적화하는 가장 효과적인 요소라는 것이 밝혀졌습니다. 그것은 강력한 분산 강화, 곡물 정제 강화, 솔루션 강화 및 미세 합금 강화 효과를 가지고 있으며, 알루미늄에 대한 강화, 경도, 가소성, 강인성, 부식성, 내열성 등을 개선시킬 수 있습니다. SC AL 합금은 항공 우주, 선박, 하이 스피드 트레인 등과 같은 고 기술 산업에서 사용되어 왔습니다. NASA에 의해 개발 된 합금은 고강도 및 고온 및 저온 안정성을 가지며 항공기 동체 및 항공기 구조 부품에 적용되었습니다. 러시아가 개발 한 0146AL CU LI SC 합금은 우주선의 극저온 연료 탱크에 적용되었습니다.
Wang Hui, Yang An 및 Yun Qi의 희토류 1 권 33 권에서
후 시간 : 7 월 5 일 -202333 년