कम्पोजिट सामग्रीमा दुर्लभ पृथ्वीको प्रयोग

को आवेदनदुर्लभ पृथ्वीकम्पोजिट सामग्रीमा
दुर्लभ पृथ्वी तत्वहरूमा अद्वितीय 4f इलेक्ट्रोनिक संरचना, ठूलो परमाणु चुम्बकीय क्षण, बलियो स्पिन युग्मन र अन्य विशेषताहरू छन्। अन्य तत्वहरूसँग कम्प्लेक्सहरू बनाउँदा, तिनीहरूको समन्वय संख्या 6 देखि 12 सम्म भिन्न हुन सक्छ। दुर्लभ पृथ्वी यौगिकहरूमा विभिन्न प्रकारका क्रिस्टल संरचनाहरू हुन्छन्। दुर्लभ पृथ्वीको विशेष भौतिक र रासायनिक गुणहरूले तिनीहरूलाई उच्च-गुणस्तरको स्टील र अलौह धातुहरू, विशेष गिलास र उच्च-प्रदर्शन सिरेमिकहरू, स्थायी चुम्बक सामग्री, हाइड्रोजन भण्डारण सामग्री, लुमिनेसेन्ट र लेजर सामग्रीहरू, आणविक सामग्रीहरू गलाउन व्यापक रूपमा प्रयोग गर्दछ। , र अन्य क्षेत्रहरू। मिश्रित सामग्रीको निरन्तर विकासको साथ, दुर्लभ पृथ्वीको प्रयोगले मिश्रित सामग्रीको क्षेत्रमा पनि विस्तार गरेको छ, विषम पदार्थहरू बीचको इन्टरफेस गुणहरू सुधार गर्न व्यापक ध्यान आकर्षित गर्दै।

मिश्रित सामग्रीको तयारीमा दुर्लभ पृथ्वीको मुख्य आवेदन फारमहरू समावेश छन्: ① थप्दैदुर्लभ पृथ्वी धातुहरूमिश्रित सामग्रीमा; ② को रूपमा थप्नुहोस्दुर्लभ पृथ्वी अक्साइडसमग्र सामग्रीमा; ③ पोलिमरहरूमा दुर्लभ पृथ्वी धातुहरूसँग डोप गरिएको वा बाँडिएको पोलिमरहरू मिश्रित सामग्रीहरूमा म्याट्रिक्स सामग्रीको रूपमा प्रयोग गरिन्छ। दुर्लभ पृथ्वी प्रयोगका माथिका तीन प्रकारहरू मध्ये, पहिलो दुई फारमहरू प्राय: धातु म्याट्रिक्स कम्पोजिटमा थपिन्छन्, जबकि तेस्रो मुख्य रूपमा पोलिमर म्याट्रिक्स कम्पोजिटहरूमा लागू गरिन्छ, र सिरेमिक म्याट्रिक्स कम्पोजिट मुख्य रूपमा दोस्रो रूपमा थपिन्छन्।

दुर्लभ पृथ्वीमुख्यतया धातु म्याट्रिक्स र सिरेमिक म्याट्रिक्स कम्पोजिटमा additives, stabilizers, र sintering additives को रूप मा कार्य गर्दछ, धेरै आफ्नो प्रदर्शन सुधार, उत्पादन लागत घटाउन, र यसको औद्योगिक आवेदन सम्भव बनाउन।

मिश्रित सामग्रीहरूमा additives को रूपमा दुर्लभ पृथ्वी तत्वहरूको थपले मुख्य रूपमा कम्पोजिट सामग्रीको इन्टरफेस प्रदर्शन सुधार गर्न र धातु म्याट्रिक्स अन्नको परिष्करणलाई बढावा दिन भूमिका खेल्छ। कार्य संयन्त्र निम्नानुसार छ।

① धातु म्याट्रिक्स र सुदृढीकरण चरण बीचको भिजेको क्षमता सुधार गर्नुहोस्। दुर्लभ पृथ्वी तत्वहरूको विद्युत ऋणात्मकता तुलनात्मक रूपमा कम हुन्छ (धातुहरूको विद्युत ऋणात्मकता जति सानो हुन्छ, गैर-धातुहरूको विद्युत ऋणात्मकता त्यति नै सक्रिय हुन्छ)। उदाहरण को लागी, La 1.1 हो, Ce 1.12 हो, र Y 1.22 हो। सामान्य आधार धातु Fe को इलेक्ट्रोनेगेटिविटी 1.83, Ni 1.91 र Al 1.61 हो। तसर्थ, दुर्लभ पृथ्वी तत्वहरूले धातु म्याट्रिक्स र सुदृढीकरण चरणको अनाज सीमाहरूमा प्राथमिकताको रूपमा सोख्नेछन् गल्ने प्रक्रियाको क्रममा, तिनीहरूको इन्टरफेस ऊर्जा घटाउने, इन्टरफेसको आसंजन कार्य बढाउँदै, भिजाउने कोण घटाउने, र यसरी म्याट्रिक्स बीचको भिजेको क्षमता सुधार गर्दछ। र सुदृढीकरण चरण। अनुसन्धानले देखाएको छ कि एल्युमिनियम म्याट्रिक्समा ला तत्व थप्दा प्रभावकारी रूपमा AlO र एल्युमिनियम तरलको ओसिलोपन सुधार गर्दछ, र मिश्रित सामग्रीको माइक्रोस्ट्रक्चर सुधार गर्दछ।

② धातु म्याट्रिक्स अनाज को परिष्कृत प्रवर्द्धन। धातु क्रिस्टलमा दुर्लभ पृथ्वीको घुलनशीलता सानो छ, किनभने दुर्लभ पृथ्वी तत्वहरूको परमाणु त्रिज्या ठूलो छ, र धातु म्याट्रिक्सको परमाणु त्रिज्या अपेक्षाकृत सानो छ। म्याट्रिक्स जालीमा ठूलो त्रिज्याको साथ दुर्लभ पृथ्वी तत्वहरूको प्रविष्टिले जालीको विकृति निम्त्याउनेछ, जसले प्रणालीको ऊर्जा बढाउनेछ। सबैभन्दा कम मुक्त ऊर्जा कायम राख्न, दुर्लभ पृथ्वी परमाणुहरूले मात्र अनियमित अन्न सीमाहरू तिर समृद्ध बनाउन सक्छ, जसले केही हदसम्म म्याट्रिक्स अन्नको मुक्त वृद्धिमा बाधा पुर्‍याउँछ। एकै समयमा, समृद्ध दुर्लभ पृथ्वी तत्वहरूले अन्य मिश्र धातु तत्वहरूलाई पनि सोख्नेछ, मिश्र धातु तत्वहरूको एकाग्रता ढाँचा बढाउँछ, स्थानीय घटक अण्डरकूलिंगको कारण, र तरल धातु म्याट्रिक्सको विषम न्यूक्लिएशन प्रभावलाई बढाउँछ। थप रूपमा, एलिमेन्टल पृथकीकरणको कारणले गर्दा हुने अन्डरकूलिंगले पनि पृथक यौगिकहरूको गठनलाई बढावा दिन सक्छ र प्रभावकारी विषम न्यूक्लिएशन कणहरू बन्न सक्छ, जसले गर्दा धातु म्याट्रिक्स अन्नहरूको परिष्करणलाई बढावा दिन्छ।

③ अन्न सीमाहरू शुद्ध गर्नुहोस्। दुर्लभ पृथ्वी तत्वहरू र O, S, P, N, आदि जस्ता तत्वहरू बीचको बलियो सम्बन्धको कारण, अक्साइडहरू, सल्फाइडहरू, फस्फाइडहरू, र नाइट्राइडहरूको निर्माणको मानक मुक्त ऊर्जा कम छ। यी यौगिकहरूमा उच्च पग्लने बिन्दु र कम घनत्व हुन्छ, जसमध्ये केही मिश्र धातु तरलबाट तैरिएर हटाउन सकिन्छ, जबकि अन्यलाई अन्न भित्र समान रूपमा वितरण गरिन्छ, अनाजको सीमामा अशुद्धताहरूको विभाजन घटाउँछ, जसले गर्दा अन्नको सीमा शुद्ध हुन्छ। यसको बल सुधार गर्दै।

यो ध्यान दिनुपर्छ कि, दुर्लभ पृथ्वी धातुहरूको उच्च गतिविधि र कम पग्लने बिन्दुको कारण, जब तिनीहरू धातु म्याट्रिक्स कम्पोजिटमा थपिन्छन्, थप प्रक्रियाको क्रममा अक्सिजनसँग तिनीहरूको सम्पर्क विशेष रूपमा नियन्त्रण गर्न आवश्यक छ।

विभिन्न धातु म्याट्रिक्स र सिरेमिक म्याट्रिक्स कम्पोजिटमा दुर्लभ अर्थ अक्साइडहरू स्टेबिलाइजर, सिन्टेरिङ एड्स, र डोपिङ मोडिफायरहरू थप्दा सामग्रीको बल र कठोरतामा धेरै सुधार गर्न सकिन्छ, तिनीहरूको सिंटरिङ तापक्रम घटाउन सकिन्छ, र यसरी उत्पादन लागत घटाउन सकिन्छ भनेर धेरै अभ्यासहरूले प्रमाणित गरेका छन्। यसको कार्य को मुख्य संयन्त्र निम्नानुसार छ।

① एक sintering additive को रूपमा, यसले sintering को बढावा दिन सक्छ र मिश्रित सामग्री मा porosity कम गर्न सक्छ। sintering additives को थप भनेको उच्च तापमानमा तरल चरण उत्पन्न गर्न, समग्र सामग्रीको sintering तापमान कम गर्न, sintering प्रक्रिया को समयमा सामाग्री को उच्च-तापमान विघटन रोक्न, र तरल चरण sintering मार्फत घने मिश्रित सामग्री प्राप्त गर्न को लागी छ। उच्च स्थिरता, कमजोर उच्च-तापमान अस्थिरता, र दुर्लभ पृथ्वी अक्साइडहरूको उच्च पग्लने र उमाल्ने बिन्दुहरूको कारण, तिनीहरूले अन्य कच्चा मालसँग गिलास चरणहरू बनाउन सक्छन् र तिनीहरूलाई प्रभावकारी additive बनाउन सक्छ। एकै समयमा, दुर्लभ पृथ्वी अक्साइडले सिरेमिक म्याट्रिक्सको साथ ठोस समाधान पनि बनाउन सक्छ, जसले भित्र क्रिस्टल दोषहरू उत्पन्न गर्न सक्छ, जाली सक्रिय गर्न र सिंटरिङलाई बढावा दिन सक्छ।

② माइक्रोस्ट्रक्चर सुधार गर्नुहोस् र अन्नको आकारलाई परिष्कृत गर्नुहोस्। थपिएका दुर्लभ अर्थ अक्साइडहरू मुख्यतया म्याट्रिक्सको ग्रेन सीमाहरूमा अवस्थित छन् भन्ने तथ्यको कारणले गर्दा, र तिनीहरूको ठूलो मात्राको कारणले गर्दा, दुर्लभ अर्थ अक्साइडहरूको संरचनामा उच्च माइग्रेसन प्रतिरोध हुन्छ, र अन्य आयनहरूको माइग्रेसनमा पनि बाधा हुन्छ, जसले गर्दा कम हुन्छ। अनाजको सीमाको स्थानान्तरण दर, अनाजको बृद्धिलाई रोक्छ, र अन्नको असामान्य वृद्धिमा बाधा पुर्‍याउँछ। उच्च तापमान sintering। तिनीहरूले साना र एकसमान अन्नहरू प्राप्त गर्न सक्छन्, जुन घना संरचनाहरूको गठनको लागि अनुकूल छ; अर्कोतर्फ, दुर्लभ पृथ्वी अक्साइडहरू डोपिङ गरेर, तिनीहरू अनाज सीमा गिलास चरणमा प्रवेश गर्छन्, गिलास चरणको बल सुधार गर्दै र यसरी सामग्रीको मेकानिकल गुणहरू सुधार गर्ने लक्ष्य प्राप्त गर्दछ।

पोलिमर म्याट्रिक्स कम्पोजिटहरूमा दुर्लभ पृथ्वी तत्वहरूले मुख्यतया बहुलक म्याट्रिक्सको गुणहरू सुधार गरेर तिनीहरूलाई असर गर्छ। दुर्लभ अर्थ अक्साइडले पोलिमरको थर्मल अपघटन तापमान बढाउन सक्छ, जबकि दुर्लभ पृथ्वी कार्बोक्सिलेटले पोलिभिनायल क्लोराइडको थर्मल स्थिरता सुधार गर्न सक्छ। दुर्लभ पृथ्वी यौगिकहरु संग डोपिंग polystyrene polystyrene को स्थिरता सुधार गर्न र यसको प्रभाव बल र झुकाउने शक्ति उल्लेखनीय वृद्धि गर्न सक्छ।