Stop magnezu charakteryzuje się lekkością, wysoką sztywnością właściwą, wysokim tłumieniem, redukcją wibracji i hałasu, odpornością na promieniowanie elektromagnetyczne, brakiem zanieczyszczeń podczas przetwarzania i recyklingu itp., A zasoby magnezu są obfite, które można wykorzystać do zrównoważonego rozwoju. Dlatego stop magnezu nazywany jest „lekkim i ekologicznym materiałem konstrukcyjnym XXI wieku”. Pokazuje, że w dobie lekkości, oszczędności energii i redukcji emisji w przemyśle wytwórczym w XXI wieku, tendencja, że stop magnezu będzie odgrywał ważniejszą rolę, wskazuje również, że zmieni się struktura przemysłowa światowych materiałów metalowych, w tym Chin. Jednak tradycyjne stopy magnezu mają pewne wady, takie jak łatwe utlenianie i spalanie, brak odporności na korozję, słaba odporność na pełzanie w wysokiej temperaturze i niska wytrzymałość w wysokiej temperaturze.
Teoria i praktyka pokazują, że pierwiastek ziem rzadkich jest najskuteczniejszym, praktycznym i obiecującym pierwiastkiem stopowym pozwalającym przezwyciężyć te słabości. Dlatego ogromne znaczenie ma wykorzystanie obfitych zasobów magnezu i pierwiastków ziem rzadkich w Chinach, ich rozwój i wykorzystanie naukowe oraz opracowanie serii stopów magnezu i pierwiastków ziem rzadkich o chińskiej charakterystyce oraz przekształcenie zalet zasobów w zalety technologiczne i ekonomiczne.
Praktykowanie koncepcji rozwoju naukowego, podążanie ścieżką zrównoważonego rozwoju, praktykowanie oszczędzającej zasoby i przyjaznej dla środowiska nowej drogi industrializacji oraz dostarczanie lekkich, zaawansowanych i tanich materiałów pomocniczych ze stopu magnezu ziem rzadkich dla lotnictwa, przemysłu lotniczego i transportu, „Trzy Przemysł C” i wszystkie gałęzie przemysłu produkcyjnego stały się gorącymi punktami i kluczowymi zadaniami kraju, przemysłu i wielu badaczy. Oczekuje się, że stop magnezu z pierwiastkami ziem rzadkich o zaawansowanych parametrach i niskiej cenie stanie się punktem przełomowym i siłą rozwojową dla rozszerzenia zastosowania stop magnezu.
W 1808 r. Humphrey Davey po raz pierwszy frakcjonował rtęć i magnez z amalgamatu, a w 1852 r. Bunsen po raz pierwszy elektrolizował magnez z chlorku magnezu. Od tego czasu magnez i jego stop weszły na scenę historyczną jako nowy materiał. Magnez i jego stopy rozwinęły się skokowo podczas drugiej wojny światowej. Jednak ze względu na niską wytrzymałość czystego magnezu, jest on trudny do stosowania jako materiał konstrukcyjny do zastosowań przemysłowych. Jedną z głównych metod poprawy wytrzymałości metalicznego magnezu jest tworzenie stopów, czyli dodawanie innych rodzajów pierwiastków stopowych w celu poprawy wytrzymałości metalicznego magnezu poprzez roztwory stałe, wytrącanie, rozdrobnienie ziarna i wzmacnianie dyspersyjne, tak aby mógł spełnić wymagania danego środowiska pracy.
Jest głównym pierwiastkiem stopowym stopu magnezu pierwiastków ziem rzadkich, a większość opracowanych żaroodpornych stopów magnezu zawiera pierwiastki ziem rzadkich. Stop magnezu ziem rzadkich charakteryzuje się odpornością na wysoką temperaturę i wysoką wytrzymałością. Jednak we wstępnych badaniach stopu magnezu pierwiastek ziem rzadkich jest stosowany tylko w określonych materiałach ze względu na jego wysoką cenę. Stop magnezu ziem rzadkich jest stosowany głównie w wojsku i przemyśle lotniczym. Jednakże wraz z rozwojem ekonomii społecznej stawiane są wyższe wymagania dotyczące wydajności stopu magnezu, a wraz z obniżeniem kosztów pierwiastków ziem rzadkich, stop magnezu ziem rzadkich został znacznie rozszerzony w dziedzinach wojskowych i cywilnych, takich jak lotnictwo, rakiety, samochody, komunikacja elektroniczna, oprzyrządowanie i tak dalej. Ogólnie rzecz biorąc, rozwój stopu magnezu pierwiastków ziem rzadkich można podzielić na cztery etapy:
Pierwszy etap: W latach trzydziestych XX wieku odkryto, że dodanie pierwiastków ziem rzadkich do stopu Mg-Al może poprawić odporność stopu na wysokie temperatury.
Drugi etap: W 1947 Sauerwarld odkrył, że dodanie Zr do stopu Mg-RE może skutecznie uszlachetnić ziarno stopu. Odkrycie to rozwiązało problem technologiczny stopu magnezu pierwiastków ziem rzadkich i naprawdę położyło podwaliny pod badania i zastosowanie żaroodpornego stopu magnezu pierwiastków ziem rzadkich.
Trzeci etap: W 1979 r. Drits i inni odkryli, że dodanie Y ma bardzo korzystny wpływ na stop magnezu, co było kolejnym ważnym odkryciem w procesie opracowywania żaroodpornego stopu magnezu z pierwiastkami ziem rzadkich. Na tej podstawie opracowano serię stopów typu WE charakteryzujących się żaroodpornością i dużą wytrzymałością. Wśród nich wytrzymałość na rozciąganie, wytrzymałość zmęczeniowa i odporność na pełzanie stopu WE54 są porównywalne z wytrzymałością odlewanego stopu aluminium w temperaturze pokojowej i wysokiej temperaturze.
Etap czwarty: odnosi się głównie do poszukiwań stopu Mg-HRE (ciężkich ziem rzadkich) od lat 90. XX wieku w celu uzyskania stopu magnezu o doskonałych parametrach i odpowiadającego potrzebom dziedzin zaawansowanych technologii. W przypadku ciężkich pierwiastków ziem rzadkich, z wyjątkiem Eu i Yb, maksymalna rozpuszczalność w postaci stałej w magnezie wynosi około 10% ~ 28%, a maksymalna może osiągnąć 41%. W porównaniu z lekkimi pierwiastkami ziem rzadkich, ciężkie pierwiastki ziem rzadkich mają wyższą rozpuszczalność w stanie stałym. Co więcej, rozpuszczalność w stanie stałym gwałtownie spada wraz ze spadkiem temperatury, co ma dobry wpływ na wzmocnienie roztworu stałego i wzmocnienie przez wytrącanie.
Istnieje ogromny rynek zastosowań stopu magnezu, szczególnie w kontekście rosnącego niedoboru zasobów metali, takich jak żelazo, aluminium i miedź na świecie, zalety zasobów i zalety produktu magnezu zostaną w pełni wykorzystane, a stop magnezu stanie się szybko rozwijający się materiał inżynieryjny. W obliczu szybkiego rozwoju materiałów metalicznych magnezu na świecie, Chiny, jako główny producent i eksporter zasobów magnezu, szczególnie ważne jest przeprowadzenie dogłębnych badań teoretycznych i rozwój zastosowań stopu magnezu. Jednak obecnie niska wydajność typowych produktów ze stopów magnezu, słaba odporność na pełzanie, słaba odporność na ciepło i odporność na korozję nadal stanowią wąskie gardła ograniczające zastosowanie stopu magnezu na dużą skalę.
Pierwiastki ziem rzadkich mają unikalną pozajądrową strukturę elektronową. Dlatego też, jako ważny pierwiastek stopowy, pierwiastki ziem rzadkich odgrywają wyjątkową rolę w metalurgii i materiałach, np. oczyszczanie stopu stopu, rafinacja struktury stopu, poprawa właściwości mechanicznych stopu i odporności na korozję itp. Jako pierwiastki stopowe lub pierwiastki mikrostopowe, pierwiastki ziem rzadkich są szeroko stosowane w stali i stopach metali nieżelaznych. W dziedzinie stopów magnezu, szczególnie w dziedzinie żaroodpornych stopów magnezu, ludzie stopniowo doceniają wyjątkowe właściwości oczyszczające i wzmacniające pierwiastków ziem rzadkich. Ziemię rzadką uważa się za pierwiastek stopowy o największej wartości użytkowej i największym potencjale rozwojowym w żaroodpornym stopie magnezu, a jej wyjątkowej roli nie mogą zastąpić inne pierwiastki stopowe.
W ostatnich latach badacze w kraju i za granicą prowadzili szeroką współpracę, wykorzystując zasoby magnezu i pierwiastków ziem rzadkich do systematycznych badań stopów magnezu zawierających pierwiastki ziem rzadkich. Jednocześnie Instytut Chemii Stosowanej Changchun Chińskiej Akademii Nauk angażuje się w badanie i rozwój nowych stopów magnezu z pierwiastkami ziem rzadkich przy niskich kosztach i wysokiej wydajności, co osiągnęło określone wyniki. Promowanie rozwoju i wykorzystania materiałów ze stopów magnezu ziem rzadkich .
Czas publikacji: 04 marca 2022 r