UlanmakSeýrek Eartherbirleşdirilen materiallarda
Seýrek ýer elementleriniň özboluşly 4f elektron gurluşy, uly atom magnit pursaty, güýçli aýlaw birikmesi we beýleki aýratynlyklary bar.Beýleki elementler bilen toplumlar emele gelende, olaryň utgaşdyryş sany 6-dan 12-e çenli üýtgäp biler. Seýrek toprak birleşmeleri dürli kristal gurluşlara eýe.Seýrek topraklaryň aýratyn fiziki we himiki aýratynlyklary, ýokary hilli polat we reňkli metallary, ýörite aýna we ýokary öndürijilikli keramikany, hemişelik magnit materiallaryny, wodorod saklaýyş materiallaryny, lýumesent we lazer materiallaryny, ýadro materiallaryny eritmekde giňden ulanylýar. we beýleki meýdanlar.Birleşdirilen materiallaryň üznüksiz ösmegi bilen, seýrek topraklaryň ulanylmagy birmeňzeş materiallaryň arasynda giňelip, birmeňzeş materiallaryň arasyndaky interfeýs häsiýetlerini gowulandyrmakda giňden ünsi çekdi.
Birleşdirilen materiallary taýýarlamakda seýrek topragyň esasy ulanylyş görnüşleri: ① goşmakseýrek toprak metallarybirleşdirilen materiallara;② görnüşinde goşuňseýrek ýer oksidleribirleşdirilen materiallara;Poly Polimerlerde seýrek toprak metallary bilen dopirlenen ýa-da birleşdirilen polimerler birleşdirilen materiallarda matrisa materiallary hökmünde ulanylýar.Seýrek topragy ulanmagyň ýokardaky üç görnüşiniň arasynda ilkinji iki görnüş esasan metal matrisa kompozitine, üçünjisi esasan polimer matrisa kompozitlerine, keramiki matrisa kompozitine bolsa ikinji görnüşde goşulýar.
Seýrek ýeresasan metal matrisa we keramiki matrisa birleşmesi goşundylar, stabilizatorlar we sinterleýji goşundylar görnüşinde hereket edýär, öndürijiligini ep-esli gowulandyrýar, önümçilik çykdajylaryny azaldýar we senagat taýdan ulanylmagyny üpjün edýär.
Birleşdirilen materiallara goşundy hökmünde seýrek toprak elementleriniň goşulmagy, esasan, birleşdirilen materiallaryň interfeýsiniň işleýşini gowulandyrmakda we metal matrisa däneleriniň arassalanmagynda möhüm rol oýnaýar.Hereket mehanizmi aşakdaky ýaly.
The Metal matrisa bilen güýçlendiriji fazanyň arasyndaky çyglylygy gowulandyryň.Seýrek toprak elementleriniň elektronegatiwligi birneme pesdir (metallaryň elektronegatiwligi näçe kiçi bolsa, metallaryň elektronegatiwligi şonça-da işjeňdir).Mysal üçin, La 1,1, Ce 1,12, Y 1,22.Adaty esasy metal Fe-nyň elektronegatiwligi 1,83, Ni 1,91, Al 1,61.Şonuň üçin seýrek toprak elementleri eriş döwründe metal matrisanyň däne araçäklerine we berkitme fazasyna has gowy täsir eder, interfeýs energiýasyny azaldar, interfeýsiň ýelme işini artdyrar, çygly burçy azaldar we şeýlelik bilen matrisanyň arasyndaky çyglylygy ýokarlandyrar. we berkitme tapgyry.Gözlegler, alýumin matrisasyna La elementiniň goşulmagynyň AlO we alýumin suwuklygynyň çyglylygyny ýokarlandyrýandygyny we birleşdirilen materiallaryň mikrostrukturasyny gowulandyrýandygyny görkezdi.
Metal Metris matrisa däneleriniň arassalanmagyna kömek ediň.Seýrek topragyň metal kristalda çözülişi az, sebäbi seýrek toprak elementleriniň atom radiusy uly we metal matrisanyň atom radiusy birneme az.Uly radiusy bolan seýrek toprak elementleriniň matrisa panjara girmegi, ulgamyň energiýasyny ýokarlandyrjak panjara ýoýulmagyna sebäp bolar.Iň pes erkin energiýany saklamak üçin seýrek toprak atomlary diňe tertipsiz däne araçäklerini baýlaşdyryp biler, bu belli bir derejede matrisa däneleriniň erkin ösmegine päsgelçilik döredýär.Şol bir wagtyň özünde baýlaşdyrylan seýrek toprak elementleri beýleki garyndy elementlerini hem özleşdirer, garyndy elementleriniň konsentrasiýa gradiýentini ýokarlandyrar, ýerli komponentleriň sowamagyna sebäp bolar we suwuk metal matrisanyň birmeňzeş nukleasiýa täsirini güýçlendirer.Mundan başga-da, elementar bölünişigiň netijesinde ýüze çykýan sowuklama, bölünen birleşmeleriň emele gelmegine we täsirli birmeňzeş nukleasiýa bölejiklerine öwrülip biler we şeýlelik bilen metal matrisa däneleriniň arassalanmagyna kömek edip biler.
Grain Dänäniň araçäklerini arassalaň.Seýrek toprak elementleri bilen O, S, P, N we ş.m. ýaly elementleriň arasynda güýçli ýakynlyk sebäpli, oksidler, sulfidler, fosfidler we nitridler üçin adaty erkin emele geliş energiýasy pesdir.Bu birleşmeleriň ýokary ereýän nokady we pes dykyzlygy bar, olaryň käbiri garyndy suwuklygyndan ýüzüp aýrylyp bilner, beýlekileri dänäniň içinde deň paýlanýar, däne araçägindäki hapalaryň bölünmegini azaldýar we şeýlelik bilen däne araçägini arassalaýar we güýjüni ýokarlandyrmak.
Seýrek toprak metallarynyň ýokary işjeňligi we pes ereýän nokady sebäpli, metal matrisa birleşmesine goşulanda, goşma prosesinde kislorod bilen aragatnaşygynyň aýratyn gözegçilik edilmelidigini bellemelidiris.
Köp sanly tejribe, dürli metal matrisa we keramiki matrisa birleşmesine stabilizator, sinterleýji gurallar we doping üýtgeýjileri hökmünde seýrek toprak oksidlerini goşmagyň materiallaryň berkligini we berkligini ep-esli ýokarlandyryp, sinter temperaturasyny peseldip we önümçilik çykdajylaryny azaldyp biljekdigini subut etdi.Hereketiniň esasy mehanizmi aşakdaky ýaly.
Sin Süzgüç goşundysy hökmünde, süzgüçleri ösdürip, birleşdirilen materiallardaky gözenekleri azaldyp biler.Sinterleýji goşundylaryň goşulmagy, ýokary temperaturada suwuk fazany döretmek, birleşdirilen materiallaryň süzgüç temperaturasyny peseltmek, sintezleýiş döwründe materiallaryň ýokary temperaturasynyň dargamagyny saklamak we suwuk faza sinteriýasy arkaly dykyz birleşýän materiallary almakdyr.Stabilityokary durnuklylyk, gowşak ýokary temperaturanyň üýtgemegi we seýrek toprak oksidleriniň ýokary ereýän we gaýnadýan nokatlary sebäpli beýleki çig mal bilen aýna fazalaryny emele getirip, sinterlemegi ösdürip, täsirli goşundy edip biler.Şol bir wagtyň özünde, seýrek ýer oksidi keramiki matrisa bilen gaty ergin emele getirip biler, bu içerde kristal kemçilikleri döredip, panjarany işjeňleşdirip we sintezini ösdürip biler.
Mic Mikrostrukturany gowulandyrmak we däne ululygyny arassalamak.Goşulan seýrek toprak oksidleriniň esasan matrisanyň däne araçäklerinde barlygy we uly göwrümi sebäpli seýrek toprak oksidleriniň gurluşda ýokary göçme garşylygy bar we beýleki ionlaryň göçmegine päsgelçilik döredýär we şeýlelik bilen azalýar. däne araçäkleriniň göçüş tizligi, gallanyň ösmegini bökdeýär we ýokary temperaturaly süzgüç wagtynda däneleriň adaty ösmegine päsgelçilik döredýär.Dykyz gurluşlaryň emele gelmegine amatly ownuk we birmeňzeş däne alyp bilerler;Beýleki tarapdan, seýrek toprak oksidlerini doping edip, däne araçäk aýna fazasyna girýärler, aýna fazasynyň güýjüni ýokarlandyrýarlar we şeýlelik bilen materialyň mehaniki aýratynlyklaryny gowulandyrmak maksadyna ýetýärler.
Polimer matrisa kompozitlerinde seýrek ýer elementleri, esasan, polimer matrisanyň häsiýetlerini gowulandyrmak arkaly olara täsir edýär.Seýrek ýer oksidleri polimerleriň ýylylyk bölüniş temperaturasyny ýokarlandyryp biler, seýrek toprak karboksilatlary poliwinil hloridiň ýylylyk durnuklylygyny ýokarlandyryp biler.Seýrek toprak birleşmeleri bilen doping polistirol polistirolyň durnuklylygyny ýokarlandyryp, täsir güýjüni we egilmek güýjüni ep-esli ýokarlandyryp biler.
Iş wagty: 26-2023-nji aprel