Matumizi ya ardhi adimu katika vifaa vyenye mchanganyiko

Matumizi yaDunia isiyo ya kawaidakatika vifaa vyenye mchanganyiko
Vitu vya kawaida vya Dunia vina muundo wa kipekee wa elektroniki wa 4F, wakati mkubwa wa atomiki, nguvu ya spin na sifa zingine. Wakati wa kuunda tata na vitu vingine, idadi yao ya uratibu inaweza kutofautiana kutoka 6 hadi 12. Misombo ya nadra ya ardhi ina aina ya miundo ya kioo. Tabia maalum ya mwili na kemikali ya ardhi adimu huwafanya kutumiwa sana katika kuyeyuka kwa chuma cha hali ya juu na isiyo ya feri, glasi maalum na kauri za utendaji wa juu, vifaa vya sumaku vya kudumu, vifaa vya kuhifadhi haidrojeni, vifaa vya luminescent na laser, vifaa vya nyuklia, na uwanja mwingine. Pamoja na maendeleo endelevu ya vifaa vyenye mchanganyiko, utumiaji wa Dunia adimu pia umepanuka hadi uwanja wa vifaa vyenye mchanganyiko, kuvutia umakini mkubwa katika kuboresha mali ya kiufundi kati ya vifaa vyenye nguvu.

Njia kuu za maombi ya ardhi adimu katika utayarishaji wa vifaa vyenye mchanganyiko ni pamoja na: ① KuongezaMetali za Dunia za Rarevifaa vyenye mchanganyiko; Ongeza katika mfumo waOksidi za Dunia za Rarekwa nyenzo za mchanganyiko; ③ Polymers zilizowekwa au kushikamana na metali za nadra za ardhi katika polima hutumiwa kama vifaa vya matrix katika vifaa vya mchanganyiko. Kati ya aina tatu hapo juu za matumizi ya nadra ya Dunia, fomu mbili za kwanza zinaongezwa zaidi kwa mchanganyiko wa matrix ya chuma, wakati ya tatu inatumika hasa kwa mchanganyiko wa matrix ya polymer, na mchanganyiko wa matrix ya kauri huongezwa hasa katika fomu ya pili.

Dunia isiyo ya kawaidaHasa hufanya juu ya matrix ya chuma na mchanganyiko wa kauri katika mfumo wa viongezeo, vidhibiti, na viongezeo vya kutengenezea, kuboresha sana utendaji wao, kupunguza gharama za uzalishaji, na kufanya matumizi yake ya viwanda iwezekane.

Kuongezewa kwa vitu adimu vya dunia kama viongezeo katika vifaa vyenye mchanganyiko huchukua jukumu la kuboresha utendaji wa vifaa vya mchanganyiko na kukuza uboreshaji wa nafaka za matrix za chuma. Utaratibu wa hatua ni kama ifuatavyo.

① Kuboresha uboreshaji kati ya matrix ya chuma na sehemu ya kuimarisha. Electronegativity ya vitu adimu vya ardhi ni ya chini (ndogo umeme wa metali, kazi zaidi ya umeme wa nonmetals). Kwa mfano, LA ni 1.1, CE ni 1.12, na Y ni 1.22. Electronegativity ya msingi wa kawaida wa chuma ni 1.83, Ni ni 1.91, na Al ni 1.61. Kwa hivyo, vitu adimu vya ardhini vitapendelea adsorb kwenye mipaka ya nafaka ya matrix ya chuma na sehemu ya kuimarisha wakati wa mchakato wa kuyeyuka, kupunguza nishati yao ya kiufundi, kuongeza kazi ya wambiso wa interface, kupunguza angle ya kunyonyesha, na kwa hivyo kuboresha uboreshaji kati ya sehemu ya matrix na uimarishaji. Utafiti umeonyesha kuwa kuongezwa kwa kipengee cha LA kwa matrix ya aluminium inaboresha vizuri wettability ya kioevu cha ALO na aluminium, na inaboresha muundo wa vifaa vya mchanganyiko.

② Kukuza uboreshaji wa nafaka za matrix za chuma. Umumunyifu wa ardhi adimu katika glasi ya chuma ni ndogo, kwa sababu radius ya atomiki ya vitu adimu vya ardhi ni kubwa, na radius ya atomiki ya matrix ya chuma ni ndogo. Kuingia kwa vitu adimu vya dunia na radius kubwa ndani ya kimiani ya matrix itasababisha kupotosha kwa kimiani, ambayo itaongeza nishati ya mfumo. Ili kudumisha nishati ya chini kabisa, atomi za nadra za ardhini zinaweza kutajirisha tu kuelekea mipaka ya nafaka isiyo ya kawaida, ambayo kwa kiasi fulani inazuia ukuaji wa bure wa nafaka za matrix. Wakati huo huo, vitu vyenye utajiri wa Dunia pia vitatangaza vitu vingine vya alloy, na kuongeza gradient ya mkusanyiko wa vitu vya alloy, na kusababisha sehemu ya ndani, na kuongeza athari ya nguvu ya matrix ya kioevu. Kwa kuongezea, utaftaji unaosababishwa na ubaguzi wa kimsingi unaweza pia kukuza malezi ya misombo iliyotengwa na kuwa chembe zenye nguvu za kiinitete, na hivyo kukuza uboreshaji wa nafaka za matrix za chuma.

③ Kusafisha mipaka ya nafaka. Kwa sababu ya ushirika wenye nguvu kati ya vitu adimu vya ardhi na vitu kama vile O, S, P, N, nk, nishati ya bure ya malezi ya oksidi, sulfidi, phosphides, na nitrides ni chini. Misombo hii ina kiwango cha juu cha kuyeyuka na wiani wa chini, ambayo inaweza kuondolewa kwa kuelea kutoka kwa kioevu cha alloy, wakati zingine zinasambazwa sawasawa ndani ya nafaka, kupunguza mgawanyiko wa uchafu katika mpaka wa nafaka, na hivyo kusafisha mpaka wa nafaka na kuboresha nguvu zake.

Ikumbukwe kwamba, kwa sababu ya shughuli kubwa na kiwango cha chini cha metali za ardhini, wakati zinaongezwa kwa mchanganyiko wa matrix ya chuma, mawasiliano yao na oksijeni yanahitaji kudhibitiwa haswa wakati wa mchakato wa kuongeza.

Idadi kubwa ya mazoea yamethibitisha kuwa kuongeza oksidi za nadra za ardhi kama vidhibiti, misaada ya kuteka, na modifiers za doping kwa matrix tofauti za chuma na mchanganyiko wa kauri inaweza kuboresha sana nguvu na ugumu wa vifaa, kupunguza joto lao, na kwa hivyo kupunguza gharama za uzalishaji. Utaratibu kuu wa hatua yake ni kama ifuatavyo.

① Kama nyongeza ya dharau, inaweza kukuza dharau na kupunguza uelekezaji katika vifaa vyenye mchanganyiko. Kuongezewa kwa viongezeo vya kufanya dhambi ni kutoa awamu ya kioevu kwa joto la juu, kupunguza joto la vifaa vyenye mchanganyiko, kuzuia mtengano wa joto la juu la vifaa wakati wa mchakato wa kufanya kazi, na kupata vifaa vyenye mchanganyiko kupitia awamu ya kioevu. Kwa sababu ya utulivu wa hali ya juu, hali dhaifu ya joto la juu, na kiwango cha juu na kiwango cha kuchemsha cha oksidi za ardhini, zinaweza kuunda awamu za glasi na malighafi zingine na kukuza dharau, na kuwafanya kuwa nyongeza nzuri. Wakati huo huo, oksidi adimu ya ardhi pia inaweza kuunda suluhisho thabiti na matrix ya kauri, ambayo inaweza kutoa kasoro za kioo ndani, kuamsha kimiani na kukuza kuteka.

② Boresha muundo wa kipaza sauti na safisha saizi ya nafaka. Kwa sababu ya ukweli kwamba oksidi zilizoongezwa za ardhini zipo hasa kwenye mipaka ya nafaka ya matrix, na kwa sababu ya kiasi chao kikubwa, oksidi adimu za ardhi zina upinzani mkubwa wa uhamiaji katika muundo, na pia huzuia uhamishaji wa ioni zingine, na hivyo kupunguza kiwango cha uhamiaji cha wakati wa ukuaji wa nguvu, na kuzuia ukuaji wa juu wa ukuaji wa nguvu. Wanaweza kupata nafaka ndogo na sawa, ambayo inafaa kwa malezi ya miundo mnene; Kwa upande mwingine, kwa kuweka oksidi za nadra za ardhini, huingia kwenye sehemu ya glasi ya nafaka, kuboresha nguvu ya awamu ya glasi na hivyo kufikia lengo la kuboresha mali ya mitambo ya nyenzo.

Vipengee vya kawaida vya ardhi katika polymer matrix composites huathiri sana kwa kuboresha mali ya matrix ya polymer. Oksidi za Dunia za Rare zinaweza kuongeza joto la joto la polima, wakati carboxylates adimu za ardhini zinaweza kuboresha utulivu wa mafuta ya kloridi ya polyvinyl. Doping polystyrene na misombo adimu ya dunia inaweza kuboresha utulivu wa polystyrene na kuongeza nguvu yake nguvu na nguvu ya kupiga.