Apliko deRara Teroen Komponitaj Materialoj
Elementoj de rara tero havas unikan elektronikan strukturon de 4f, grandan atoman magnetan momenton, fortan spinkupladon kaj aliajn karakterizaĵojn.Dum formado de kompleksoj kun aliaj elementoj, ilia kunordiga nombro povas varii de 6 ĝis 12. Rarateraj kunmetaĵoj havas diversajn kristalajn strukturojn.La specialaj fizikaj kaj kemiaj propraĵoj de raraj teroj igas ilin vaste uzataj en la fandado de altkvalitaj ŝtalo kaj neferaj metaloj, specialaj vitroj kaj alt-efikecaj ceramikaĵoj, permanentaj magnetaj materialoj, hidrogenaj stokaj materialoj, lumineskaj kaj laseraj materialoj, nukleaj materialoj. , kaj aliaj kampoj.Kun la kontinua evoluo de kunmetitaj materialoj, la apliko de raraj teroj ankaŭ disetendiĝis al la kampo de kunmetitaj materialoj, altirante vastan atenton en plibonigado de la interfacaj propraĵoj inter heterogenaj materialoj.
La ĉefaj aplikoj formoj de rara tero en la preparado de kunmetitaj materialoj inkluzivas: ① aldonadomaloftaj teraj metalojal kunmetitaj materialoj;② Aldonu en la formo demaloftaj teroksidojal la kunmetita materialo;③ Polimeroj dopitaj aŭ kunligitaj kun maloftaj teraj metaloj en polimeroj estas uzataj kiel matricaj materialoj en kunmetitaj materialoj.Inter la ĉi-supraj tri formoj de aplikado de maloftaj tero, la unuaj du formoj estas plejparte aldonitaj al metala matrica kunmetaĵo, dum la tria estas ĉefe aplikata al polimera matrica kunmetaĵo, kaj la ceramika matrica kunmetaĵo estas ĉefe aldonitaj en la dua formo.
Rara teroĉefe agas sur metala matrico kaj ceramika matrico kunmetaĵo en la formo de aldonaĵoj, stabiligiloj, kaj sintering aldonaĵoj, multe plibonigante ilian agadon, reduktante produktokostoj, kaj ebligante ĝian industrian aplikon.
La aldono de maloftaj teraj elementoj kiel aldonaĵoj en kunmetitaj materialoj ĉefe ludas rolon en plibonigo de la interfaco-agado de kunmetitaj materialoj kaj antaŭenigo de la rafinado de metalmatrico-grajnoj.La mekanismo de ago estas kiel sekvas.
① Plibonigu la malsekecon inter la metala matrico kaj la plifortiga fazo.La elektronegativeco de rarateraj elementoj estas relative malalta (ju pli malgranda la elektronegativeco de metaloj, des pli aktiva la elektronegativeco de nemetaloj).Ekzemple, La estas 1.1, Ce estas 1.12, kaj Y estas 1.22.La elektronegativeco de komuna baza metalo Fe estas 1.83, Ni estas 1.91, kaj Al estas 1.61.Sekve, rarateraj elementoj prefere adsorbos sur la grenlimoj de la metala matrico kaj plifortikiga fazo dum la fanda procezo, reduktante sian interfacan energion, pliigante la adheran laboron de la interfaco, reduktante la malsekigantan angulon, kaj tiel plibonigante la malsekececon inter la matrico. kaj plifortiga fazo.Esplorado montris, ke la aldono de La elemento al la aluminia matrico efike plibonigas la malsekigeblecon de AlO kaj aluminia likvaĵo, kaj plibonigas la mikrostrukturon de kunmetitaj materialoj.
② Antaŭenigi la rafinadon de metalmatrico-grajnoj.La solvebleco de rara tero en metala kristalo estas malgranda, ĉar la atomradiuso de raraj elementoj estas granda, kaj la atomradiuso de metala matrico estas relative malgranda.La eniro de rarateraj elementoj kun pli granda radiuso en la matrican kradon kaŭzos kradmisprezenton, kiu pliigos la sistemenergion.Por konservi la plej malsupran liberan energion, rarateraj atomoj povas nur riĉiĝi al neregulaj grenlimoj, kiu iagrade malhelpas la liberan kreskon de matricaj grajnoj.Samtempe, la riĉigitaj maloftaj elementoj ankaŭ adsorbos aliajn alojajn elementojn, pliigante la koncentriĝan gradienton de alojaj elementoj, kaŭzante lokajn komponantajn submalvarmojn kaj plibonigante la heterogenan nukleigan efikon de la likva metala matrico.Krome, la submalvarmigo kaŭzita de elementa apartigo ankaŭ povas antaŭenigi la formadon de apartigitaj kunmetaĵoj kaj fariĝi efikaj heterogenaj nukleaj partikloj, tiel antaŭenigante la rafinadon de la metalmatrico-grajnoj.
③ Purigu grenlimojn.Pro la forta afineco inter rareteraj elementoj kaj elementoj kiel O, S, P, N, ktp., la norma libera energio de formado por oksidoj, sulfidoj, fosfidoj kaj nitruroj estas malalta.Tiuj kunmetaĵoj havas altan frostopunkton kaj malaltan densecon, kelkaj el kiuj povas esti forigitaj per flosado supren de la alojlikvaĵo, dum aliaj estas egale distribuitaj ene de la greno, reduktante la apartigon de malpuraĵoj ĉe la grenlimo, tiel purigante la grenlimon kaj plibonigante ĝian forton.
Oni devas rimarki, ke, pro la alta aktiveco kaj malalta frostopunkto de maloftaj teraj metaloj, kiam ili estas aldonitaj al metalmatrica kunmetaĵo, ilia kontakto kun oksigeno devas esti speciale kontrolita dum la aldonprocezo.
Granda nombro da praktikoj pruvis, ke aldonado de maloftaj teroksidoj kiel stabiligiloj, sinterigaj helpoj kaj dopaj modifiloj al malsama metala matrico kaj ceramika matrica kunmetaĵo povas multe plibonigi la forton kaj fortikecon de materialoj, redukti ilian sinterigan temperaturon, kaj tiel redukti produktokostojn.La ĉefa mekanismo de ĝia ago estas jena.
① Kiel sinteriga aldonaĵo, ĝi povas antaŭenigi sinteradon kaj redukti porecon en kunmetitaj materialoj.La aldono de sinteraj aldonaĵoj estas generi likvan fazon ĉe altaj temperaturoj, redukti la sinterigan temperaturon de kunmetitaj materialoj, malhelpi la alt-temperaturan putriĝon de materialoj dum la sinteriza procezo kaj akiri densajn kunmetitajn materialojn per likva faza sinterizado.Pro la alta stabileco, malforta alt-temperatura volatilo, kaj altaj fandaj kaj bolpunktoj de maloftaj teroksidoj, ili povas formi vitrofazojn kun aliaj krudaĵoj kaj antaŭenigi sinteradon, igante ilin efika aldonaĵo.Samtempe, la malofta tera rusto ankaŭ povas formi solidan solvon kun la ceramika matrico, kiu povas generi kristalajn difektojn interne, aktivigi la kradon kaj antaŭenigi sinteradon.
② Plibonigu mikrostrukturon kaj rafini grajngrandecon.Pro la fakto, ke la aldonitaj rarateraj oksidoj ĉefe ekzistas ĉe la grenlimoj de la matrico, kaj pro sia granda volumeno, rarateraj oksidoj havas altan migradan reziston en la strukturo, kaj ankaŭ malhelpas la migradon de aliaj jonoj, tiel reduktante la migrada indico de grenlimoj, malhelpante grenkreskon, kaj malhelpante la nenormalan kreskon de grajnoj dum alt-temperatura sinterizado.Ili povas akiri malgrandajn kaj unuformajn grajnojn, kio estas favora al la formado de densaj strukturoj;Aliflanke, per dopado de maloftaj teroksidoj, ili eniras la grenliman vitrofazon, plibonigante la forton de la vitra fazo kaj tiel atingante la celon plibonigi la mekanikajn ecojn de la materialo.
Rarateraj elementoj en polimermatrico-kunmetaĵoj plejparte influas ilin plibonigante la trajtojn de la polimermatrico.Rarteraj oksidoj povas pliigi la termikan putriĝantan temperaturon de polimeroj, dum rarateraj karboksilatoj povas plibonigi la termikan stabilecon de polivinilklorido.Dopado de polistireno kun maloftaj teraj komponaĵoj povas plibonigi la stabilecon de polistireno kaj signife pliigi ĝian efikon kaj fleksan forton.
Afiŝtempo: Apr-26-2023