КуллануСирәк .ирКомпозит материалларда
Сирәк җир элементлары уникаль 4f электрон структурага, зур атом магнит моментына, көчле әйләнешкә һәм башка үзенчәлекләргә ия. Башка элементлар белән комплекслар формалаштырганда, аларның координация саны 6дан 12гә кадәр булырга мөмкин. Сирәк җир кушылмалары төрле кристалл структураларга ия. Сирәк җирләрнең махсус физик һәм химик үзлекләре аларны югары сыйфатлы корыч һәм төсле металл эретүдә, махсус пыяла һәм югары җитештерүчән керамика, даими магнит материаллары, водород саклау материаллары, люминесцент һәм лазер материаллары, атом материаллары эретүдә киң кулланалар. , һәм башка кырлар. Композит материалларның өзлексез үсеше белән, сирәк җирләрне куллану композицион материаллар өлкәсенә дә киңәеп, гетероген материаллар арасындагы интерфейс үзлекләрен яхшыртуда киң игътибар җәлеп итте.
Композит материаллар әзерләгәндә сирәк җирнең төп куллану формалары: ① өстәүсирәк җир металлларысоставлы материалларга; ② формасында өстәргәсирәк җир оксидларысоставлы материалга; Poly Полимерларда сирәк җир металллары белән бәйләнгән яки бәйләнгән полимерлар композицион материалларда матрица материаллары буларак кулланыла. Rareирне сирәк куллануның югарыдагы өч формасы арасында беренче ике форма күбесенчә металл матрица композитына өстәлә, өченчесе нигездә полимер матрица композитларына, керамик матрица композиты нигездә икенче формада өстәлә.
Сирәк җирнигездә металл матрица һәм керамик матрица композиты өстәмәләр, стабилизаторлар һәм синтеринг өстәмәләр рәвешендә эш итә, аларның эшләвен яхшырта, җитештерү чыгымнарын киметә, һәм сәнәгатьтә куллану мөмкинлеген бирә.
Композит материалларга өстәмә буларак сирәк җир элементларының кушылуы, нигездә, композицион материалларның интерфейс эшләвен яхшыртуда һәм металл матрица бөртекләрен чистартуда ярдәм итә. Эш механизмы түбәндәгечә.
The Металл матрица белән ныгыту фазасы арасындагы дымлылыкны яхшырту. Сирәк җир элементларының электронегативлыгы чагыштырмача түбән (металлларның электронегативлыгы кечерәк булса, металл булмаганнарның электронегативлыгы шулкадәр актив). Мәсәлән, La - 1,1, Ce - 1,12, Y - 1,22. Гомуми металл Fe-ның электронегативлыгы 1,83, Ni 1,91, Al 1,61. Шуңа күрә, сирәк җир элементлары эретү процессында металл матрицаның ашлык чикләренә өстенлек бирәчәкләр, эретү процессында интерфейс энергиясен киметәләр, интерфейсның ябышу эшләрен арттыралар, дымлау почмагын киметәләр һәм шуның белән матрица арасындагы дымлылыкны яхшыртачаклар. һәм ныгыту этабы. Тикшеренүләр күрсәткәнчә, алюминий матрицага La элементының кушылуы AlO һәм алюминий сыеклыкның дымлылыгын эффектив рәвештә яхшырта, һәм композицион материалларның микроструктурасын яхшырта.
Metal металл матрица бөртекләрен чистартуга булышу. Металл кристаллда сирәк җирнең эрүчәнлеге кечкенә, чөнки сирәк җир элементларының атом радиусы зур, һәм металл матрицаның атом радиусы чагыштырмача кечкенә. Зур радиуслы сирәк җир элементларының матрица тактасына керүе тактаның бозылуына китерәчәк, бу система энергиясен арттырачак. Иң түбән ирекле энергияне саклап калу өчен, сирәк җир атомнары тәртипсез ашлык чикләренә баета ала, бу матрица бөртекләренең ирекле үсүенә ниндидер дәрәҗәдә комачаулый. Шул ук вакытта, баетылган сирәк җир элементлары шулай ук башка эретелгән элементларны үзләштерәчәк, эретелгән элементларның концентрация градиентын арттырачак, җирле компонентның суытуына китерәчәк, һәм сыек металл матрицаның гетероген нуклеяция эффектын көчәйтәчәк. Моннан тыш, элементлы сегрегация аркасында килеп чыккан суыту шулай ук сегрегацияләнгән кушылмаларның формалашуына һәм эффектив гетероген нуклеяция кисәкчәләренә әверелергә мөмкин, шуның белән металл матрица бөртекләрен чистартуга ярдәм итә.
Grain Ашлык чикләрен чистарту. Сирәк җир элементлары һәм O, S, P, N һ.б элементлар арасында нык бәйләнеш аркасында, оксидлар, сульфидлар, фосфидлар һәм нитридлар өчен формалашуның стандарт ирекле энергиясе түбән. Бу кушылмалар эретү ноктасына һәм түбән тыгызлыкка ия, аларның кайберләрен эретелгән сыеклыктан йөзеп чыгарып була, калганнары ашлык эчендә тигез бүленәләр, ашлык чикләрендә пычраклар сегрегациясен киметәләр, шулай итеп ашлык чикләрен чистарталар һәм көчен арттыру.
Әйтергә кирәк, сирәк җир металлларының активлыгы һәм түбән эрү ноктасы аркасында, алар металл матрица составына кушылгач, кислород белән контактны өстәмә процесс вакытында контрольдә тотарга кирәк.
Күп санлы тәҗрибә шуны раслады: сирәк җир оксидларын стабилизатор, синтеринг ярдәмчеләре, һәм допинг модификаторлары төрле металл матрицага һәм керамик матрица композитына өстәп, материалларның көчен һәм ныклыгын яхшырта, синтеринг температурасын киметә һәм шулай итеп җитештерү чыгымнарын киметә ала. Аның төп механизмы түбәндәгечә.
Sin Синтеринг өстәмәсе буларак, ул синтерингка ярдәм итә һәм композицион материалларда порошитлыкны киметә ала. Синтеринг өстәмәләрен өстәү - югары температурада сыек фаза тудыру, составлы материалларның синтеринг температурасын киметү, синтеринг процессында материалларның югары температурасы бозылуын тыю, һәм сыек фаза синтеринг аша тыгыз композицион материаллар алу. Stabilityгары тотрыклылык, зәгыйфь югары температураның үзгәрүчәнлеге, сирәк җир оксидларының эретү һәм кайнау нокталары аркасында, алар башка чимал белән пыяла фазалар ясый алалар, синтерингка ярдәм итәләр, аларны эффектив өстәмә итәләр. Шул ук вакытта, сирәк җир оксиды керамик матрица белән каты эремә ясый ала, ул эчендә кристалл җитешсезлекләр тудыра, тактаны активлаштыра һәм синтерингка ярдәм итә ала.
Mic Микроструктураны яхшырту һәм ашлык күләмен чистарту. Өстәлгән сирәк җир оксидлары матрицаның ашлык чикләрендә булганга, һәм аларның зурлыгы аркасында сирәк җир оксидлары структурада зур миграциягә каршы торалар, һәм башка ионнарның күченүенә комачаулыйлар, шуның белән ашлык чикләренең миграция темплары, ашлык үсешен тоткарлый, һәм югары температуралы синтеринг вакытында ашлыкның гадәти булмаган үсешенә комачаулый. Алар тыгыз структуралар формалаштыру өчен уңайлы булган кечкенә һәм бертөрле бөртекләр ала ала; Икенче яктан, сирәк җир оксидларын допинглап, алар ашлык чикләре пыяла фазасына керәләр, пыяла фазаның көчен яхшырталар һәм шулай итеп материалның механик үзлекләрен яхшырту максатына ирешәләр.
Полимер матрица композитларында сирәк җир элементлары, нигездә, полимер матрицаның үзлекләрен яхшыртып тәэсир итәләр. Сирәк җир оксидлары полимерларның җылылык таркалу температурасын арттырырга мөмкин, ә сирәк җир карбоксилатлары поливинил хлоридның җылылык тотрыклылыгын яхшырта ала. Сирәк җир кушылмалары белән полистиролны допинглау полистиролның тотрыклылыгын яхшырта һәм аның тәэсир көчен һәм бөкләү көчен сизелерлек арттырырга мөмкин.
Пост вакыты: 26-2023 апрель