समग्र सामग्री में दुर्लभ पृथ्वी का अनुप्रयोग

अनुप्रयोगदुर्लभ पृथ्वीसमग्र सामग्री में
दुर्लभ पृथ्वी तत्वों में अद्वितीय 4F इलेक्ट्रॉनिक संरचना, बड़े परमाणु चुंबकीय क्षण, मजबूत स्पिन युग्मन और अन्य विशेषताओं में अद्वितीय है। अन्य तत्वों के साथ परिसरों का गठन करते समय, उनकी समन्वय संख्या 6 से 12 तक भिन्न हो सकती है। दुर्लभ पृथ्वी यौगिकों में विभिन्न प्रकार के क्रिस्टल संरचनाएं होती हैं। दुर्लभ पृथ्वी के विशेष भौतिक और रासायनिक गुण उन्हें उच्च-गुणवत्ता वाले स्टील और गैर-फेरस धातुओं, विशेष ग्लास और उच्च-प्रदर्शन सिरेमिक, स्थायी चुंबक सामग्री, हाइड्रोजन भंडारण सामग्री, ल्यूमिनसेंट और लेजर सामग्री, परमाणु सामग्री, और अन्य क्षेत्रों की गलाने में व्यापक रूप से उपयोग करते हैं। समग्र सामग्रियों के निरंतर विकास के साथ, दुर्लभ पृथ्वी के अनुप्रयोग ने समग्र सामग्रियों के क्षेत्र में भी विस्तार किया है, जिससे विषम सामग्रियों के बीच इंटरफ़ेस गुणों में सुधार करने में व्यापक ध्यान आकर्षित किया गया है।

समग्र सामग्री की तैयारी में दुर्लभ पृथ्वी के मुख्य अनुप्रयोग रूपों में शामिल हैं: ① जोड़नादुर्लभ पृथ्वी धातुसमग्र सामग्री के लिए; ② के रूप में जोड़ेंदुर्लभ पृथ्वी ऑक्साइडसमग्र सामग्री के लिए; ③ पॉलिमर में दुर्लभ पृथ्वी धातुओं के साथ डोप किए गए या बंधे हुए पॉलिमर का उपयोग समग्र सामग्री में मैट्रिक्स सामग्री के रूप में किया जाता है। दुर्लभ पृथ्वी अनुप्रयोग के उपरोक्त तीन रूपों में, पहले दो रूपों को ज्यादातर मेटल मैट्रिक्स कम्पोजिट में जोड़ा जाता है, जबकि तीसरा मुख्य रूप से बहुलक मैट्रिक्स कंपोजिट पर लागू होता है, और सिरेमिक मैट्रिक्स कम्पोजिट को मुख्य रूप से दूसरे रूप में जोड़ा जाता है।

दुर्लभ पृथ्वीमुख्य रूप से मेटल मैट्रिक्स और सिरेमिक मैट्रिक्स कम्पोजिट पर एडिटिव्स, स्टेबलाइजर्स और सिंटरिंग एडिटिव्स के रूप में कार्य करता है, जिससे उनके प्रदर्शन में सुधार होता है, उत्पादन लागत को कम करता है, और इसके औद्योगिक अनुप्रयोग को संभव बनाता है।

समग्र सामग्री में एडिटिव्स के रूप में दुर्लभ पृथ्वी तत्वों के अलावा मुख्य रूप से समग्र सामग्री के इंटरफ़ेस प्रदर्शन में सुधार और धातु मैट्रिक्स अनाज के शोधन को बढ़ावा देने में एक भूमिका निभाता है। कार्रवाई का तंत्र इस प्रकार है।

① धातु मैट्रिक्स और सुदृढ़ीकरण चरण के बीच wettability में सुधार करें। दुर्लभ पृथ्वी तत्वों की इलेक्ट्रोनगेटिविटी अपेक्षाकृत कम होती है (धातुओं की इलेक्ट्रोनगेटिविटी जितनी छोटी होती है, नॉनमेटल्स की इलेक्ट्रोनगेटिविटी उतनी ही सक्रिय होती है)। उदाहरण के लिए, LA 1.1 है, CE 1.12 है, और y 1.22 है। आम आधार धातु Fe की इलेक्ट्रोनगेटिविटी 1.83, NI 1.91 है, और AL 1.61 है। इसलिए, दुर्लभ पृथ्वी तत्वों को धातु मैट्रिक्स और सुदृढीकरण चरण के अनाज सीमाओं पर अधिमानतः adsorb होगा, जो कि स्मेल्टिंग प्रक्रिया के दौरान सुदृढीकरण चरण, उनकी इंटरफ़ेस ऊर्जा को कम कर देगा, इंटरफ़ेस के आसंजन कार्य को बढ़ाएगा, जिससे गीला कोण कम हो जाएगा, और मैट्रिक्स और सुदृढीकरण चरण के बीच विलेटीबिलिटी में सुधार होगा। अनुसंधान से पता चला है कि एल्यूमीनियम मैट्रिक्स के लिए एलए तत्व के अलावा प्रभावी रूप से एलो और एल्यूमीनियम तरल की वॉटबिलिटी में सुधार करता है, और समग्र सामग्री के माइक्रोस्ट्रक्चर में सुधार करता है।

② धातु मैट्रिक्स अनाज के शोधन को बढ़ावा दें। धातु क्रिस्टल में दुर्लभ पृथ्वी की घुलनशीलता छोटी है, क्योंकि दुर्लभ पृथ्वी तत्वों का परमाणु त्रिज्या बड़ी है, और धातु मैट्रिक्स का परमाणु त्रिज्या अपेक्षाकृत छोटा है। मैट्रिक्स जाली में बड़े त्रिज्या के साथ दुर्लभ पृथ्वी तत्वों के प्रवेश से जाली विकृति का कारण होगा, जिससे सिस्टम ऊर्जा में वृद्धि होगी। सबसे कम मुक्त ऊर्जा बनाए रखने के लिए, दुर्लभ पृथ्वी परमाणु केवल अनियमित अनाज की सीमाओं की ओर समृद्ध हो सकते हैं, जो कुछ हद तक मैट्रिक्स अनाज के मुक्त विकास में बाधा डालता है। इसी समय, समृद्ध दुर्लभ पृथ्वी तत्व अन्य मिश्र धातु तत्वों को भी adsorb करेंगे, मिश्र धातु तत्वों की एकाग्रता ढाल को बढ़ाएंगे, जिससे स्थानीय घटक को कम करके तरल धातु मैट्रिक्स के विषम न्यूक्लिएशन प्रभाव को बढ़ाया जाएगा। इसके अलावा, मौलिक अलगाव के कारण होने वाली अंडरकोलिंग भी अलग -अलग यौगिकों के गठन को बढ़ावा दे सकती है और प्रभावी विषम न्यूक्लिएशन कण बन सकती है, जिससे धातु मैट्रिक्स अनाज के शोधन को बढ़ावा मिलता है।

③ अनाज की सीमाओं को शुद्ध करें। ओ, एस, पी, एन, आदि जैसे दुर्लभ पृथ्वी तत्वों और तत्वों के बीच मजबूत आत्मीयता के कारण, ऑक्साइड, सल्फाइड, फॉस्फाइड और नाइट्राइड के लिए गठन की मानक मुक्त ऊर्जा कम है। इन यौगिकों में एक उच्च पिघलने बिंदु और कम घनत्व होता है, जिनमें से कुछ को मिश्र धातु तरल से तैरने से हटाया जा सकता है, जबकि अन्य समान रूप से अनाज के भीतर वितरित किए जाते हैं, अनाज की सीमा पर अशुद्धियों के अलगाव को कम करते हैं, जिससे अनाज की सीमा को शुद्ध किया जाता है और इसकी ताकत में सुधार होता है।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि, उच्च गतिविधि और दुर्लभ पृथ्वी धातुओं की कम पिघलने बिंदु के कारण, जब उन्हें धातु मैट्रिक्स समग्र में जोड़ा जाता है, तो ऑक्सीजन के साथ उनके संपर्क को अतिरिक्त प्रक्रिया के दौरान विशेष रूप से नियंत्रित करने की आवश्यकता होती है।

बड़ी संख्या में प्रथाओं ने साबित कर दिया है कि दुर्लभ पृथ्वी ऑक्साइड को स्टेबलाइजर्स, सिंटरिंग एड्स, और डोपिंग मॉडिफायर के रूप में अलग -अलग धातु मैट्रिक्स और सिरेमिक मैट्रिक्स कम्पोजिट के रूप में जोड़ना सामग्री की ताकत और क्रूरता में बहुत सुधार कर सकता है, उनके सिंटरिंग तापमान को कम कर सकता है, और इस प्रकार उत्पादन लागत को कम कर सकता है। इसकी कार्रवाई का मुख्य तंत्र इस प्रकार है।

① एक सिंटरिंग एडिटिव के रूप में, यह सिन्टरिंग को बढ़ावा दे सकता है और समग्र सामग्री में छिद्र को कम कर सकता है। सिंटरिंग एडिटिव्स के अलावा उच्च तापमान पर एक तरल चरण उत्पन्न करना है, समग्र सामग्री के सिंटरिंग तापमान को कम करना, सिंटरिंग प्रक्रिया के दौरान सामग्री के उच्च तापमान अपघटन को रोकना, और तरल चरण सिंटरिंग के माध्यम से घने समग्र सामग्री प्राप्त करना। उच्च स्थिरता, कमजोर उच्च तापमान अस्थिरता, और दुर्लभ पृथ्वी ऑक्साइड के उच्च पिघलने और उबलते बिंदुओं के कारण, वे अन्य कच्चे माल के साथ कांच के चरणों का निर्माण कर सकते हैं और सिंटरिंग को बढ़ावा दे सकते हैं, जिससे उन्हें एक प्रभावी एडिटिव बना दिया जा सकता है। इसी समय, दुर्लभ पृथ्वी ऑक्साइड सिरेमिक मैट्रिक्स के साथ ठोस समाधान भी बना सकता है, जो अंदर क्रिस्टल दोष उत्पन्न कर सकता है, जाली को सक्रिय कर सकता है और सिंटरिंग को बढ़ावा दे सकता है।

② माइक्रोस्ट्रक्चर में सुधार करें और अनाज के आकार को परिष्कृत करें। इस तथ्य के कारण कि जोड़ा गया दुर्लभ पृथ्वी ऑक्साइड मुख्य रूप से मैट्रिक्स की अनाज की सीमाओं पर मौजूद हैं, और उनकी बड़ी मात्रा के कारण, दुर्लभ पृथ्वी ऑक्साइड में संरचना में उच्च प्रवास प्रतिरोध होता है, और अन्य आयनों के प्रवास में भी बाधा डालती है, जिससे अनाज की सीमाओं की प्रवास दर कम हो जाती है, अनाज की वृद्धि को बाधित किया जाता है, और उच्च-समर्पण के दौरान असामान्य विकास में बाधा उत्पन्न होती है। वे छोटे और समान अनाज प्राप्त कर सकते हैं, जो घने संरचनाओं के गठन के लिए अनुकूल है; दूसरी ओर, दुर्लभ पृथ्वी आक्साइड को डोप करके, वे अनाज सीमा ग्लास चरण में प्रवेश करते हैं, कांच के चरण की ताकत में सुधार करते हैं और इस प्रकार सामग्री के यांत्रिक गुणों में सुधार करने के लक्ष्य को प्राप्त करते हैं।

बहुलक मैट्रिक्स कंपोजिट में दुर्लभ पृथ्वी तत्व मुख्य रूप से बहुलक मैट्रिक्स के गुणों में सुधार करके उन्हें प्रभावित करते हैं। दुर्लभ पृथ्वी ऑक्साइड पॉलिमर के थर्मल अपघटन तापमान को बढ़ा सकते हैं, जबकि दुर्लभ पृथ्वी कार्बोक्सिलेट्स पॉलीविनाइल क्लोराइड की थर्मल स्थिरता में सुधार कर सकते हैं। दुर्लभ पृथ्वी यौगिकों के साथ डोपिंग पॉलीस्टाइनिन पॉलीस्टाइनिन की स्थिरता में सुधार कर सकते हैं और इसकी प्रभाव शक्ति और झुकने की ताकत को काफी बढ़ा सकते हैं।