Stop magnezu charakteryzuje się lekkością, wysoką sztywnością właściwą, wysokim tłumieniem, redukcją drgań i hałasu, odpornością na promieniowanie elektromagnetyczne, brakiem zanieczyszczeń podczas przetwarzania i recyklingu itp., a zasoby magnezu są obfite, co może być wykorzystane do zrównoważonego rozwoju. Dlatego stop magnezu jest znany jako „lekki i zielony materiał konstrukcyjny w XXI wieku”. Ujawnia to, że w fali lekkości, oszczędności energii i redukcji emisji w przemyśle wytwórczym w XXI wieku, trend, że stop magnezu będzie odgrywał ważniejszą rolę, wskazuje również, że struktura przemysłowa globalnych materiałów metalowych, w tym Chin, ulegnie zmianie. Jednak tradycyjne stopy magnezu mają pewne słabości, takie jak łatwe utlenianie i spalanie, brak odporności na korozję, słaba odporność na pełzanie w wysokiej temperaturze i niska wytrzymałość w wysokiej temperaturze.
Teoria i praktyka pokazują, że pierwiastki ziem rzadkich są najbardziej efektywnym, praktycznym i obiecującym pierwiastkiem stopowym, który pozwala przezwyciężyć te słabości. Dlatego też niezwykle istotne jest wykorzystanie obfitych zasobów magnezu i pierwiastków ziem rzadkich w Chinach, ich naukowe rozwijanie i wykorzystywanie oraz opracowanie serii stopów magnezu ziem rzadkich o chińskich cechach, a także przekształcenie zalet zasobów w zalety technologiczne i ekonomiczne.
Praktykowanie koncepcji rozwoju naukowego, podążanie ścieżką zrównoważonego rozwoju, praktykowanie oszczędzającej zasoby i przyjaznej dla środowiska nowej drogi industrializacji oraz dostarczanie lekkich, zaawansowanych i niedrogich materiałów pomocniczych ze stopów magnezu ziem rzadkich dla lotnictwa, przemysłu kosmicznego, transportu, przemysłu „trzech C” i wszystkich gałęzi przemysłu wytwórczego stały się gorącymi punktami i kluczowymi zadaniami kraju, przemysłu i wielu badaczy. Oczekuje się, że stop magnezu ziem rzadkich o zaawansowanych parametrach i niskiej cenie stanie się przełomowym punktem i siłą rozwojową w celu rozszerzenia zastosowań stopu magnezu.
W 1808 roku Humphrey Davey po raz pierwszy frakcjonował rtęć i magnez z amalgamatu, a w 1852 roku Bunsen po raz pierwszy elektrolizował magnez z chlorku magnezu. Od tego czasu magnez i jego stop znalazły się na scenie historycznej jako nowy materiał. Magnez i jego stopy rozwijały się skokowo podczas II wojny światowej. Jednak ze względu na niską wytrzymałość czystego magnezu trudno jest go stosować jako materiał konstrukcyjny do zastosowań przemysłowych. Jedną z głównych metod poprawy wytrzymałości magnezu jest stopowanie, czyli dodawanie innych rodzajów pierwiastków stopowych w celu poprawy wytrzymałości magnezu poprzez roztwór stały, wytrącanie, rafinację ziarna i wzmacnianie dyspersyjne, tak aby mógł on spełniać wymagania danego środowiska pracy.
Jest to główny element stopowy stopu magnezu ziem rzadkich, a większość opracowanych żaroodpornych stopów magnezu zawiera pierwiastki ziem rzadkich. Stop magnezu ziem rzadkich charakteryzuje się odpornością na wysoką temperaturę i wysoką wytrzymałością. Jednak w początkowych badaniach stopu magnezu, pierwiastki ziem rzadkich są stosowane tylko w określonych materiałach ze względu na ich wysoką cenę. Stop magnezu ziem rzadkich jest stosowany głównie w wojsku i lotnictwie. Jednak wraz z rozwojem gospodarki społecznej stawiane są wyższe wymagania dotyczące wydajności stopu magnezu, a wraz ze zmniejszeniem kosztów pierwiastków ziem rzadkich, stop magnezu ziem rzadkich został znacznie rozszerzony w wojsku i cywilnych dziedzinach, takich jak lotnictwo, pociski, samochody, komunikacja elektroniczna, instrumenty i tak dalej. Mówiąc ogólnie, rozwój stopu magnezu ziem rzadkich można podzielić na cztery etapy:
Etap pierwszy: W latach 30. XX wieku odkryto, że dodanie pierwiastków ziem rzadkich do stopu Mg-Al może poprawić jego odporność na wysokie temperatury.
Drugi etap: W 1947 roku Sauerwarld odkrył, że dodanie Zr do stopu Mg-RE może skutecznie uszlachetnić ziarno stopu. To odkrycie rozwiązało problem technologiczny stopu magnezu ziem rzadkich i faktycznie położyło podwaliny pod badania i zastosowanie odpornego na ciepło stopu magnezu ziem rzadkich.
Trzeci etap: W 1979 r. Drits i inni odkryli, że dodanie Y ma bardzo korzystny wpływ na stop magnezu, co było kolejnym ważnym odkryciem w opracowywaniu żaroodpornego stopu magnezu ziem rzadkich. Na tej podstawie opracowano serię stopów typu WE o odporności cieplnej i wysokiej wytrzymałości. Spośród nich wytrzymałość na rozciąganie, wytrzymałość zmęczeniowa i odporność na pełzanie stopu WE54 są porównywalne z wytrzymałością odlewanego stopu aluminium w temperaturze pokojowej i wysokiej temperaturze.
Czwarty etap: Odnosi się głównie do eksploracji stopu Mg-HRE (ciężkich pierwiastków ziem rzadkich) od lat 90. w celu uzyskania stopu magnezu o wyższej wydajności i zaspokojenia potrzeb zaawansowanych technologicznie dziedzin. W przypadku ciężkich pierwiastków ziem rzadkich, z wyjątkiem Eu i Yb, maksymalna rozpuszczalność w stanie stałym w magnezie wynosi około 10%~28%, a maksymalna może osiągnąć 41%. W porównaniu z lekkimi pierwiastkami ziem rzadkich, ciężkie pierwiastki ziem rzadkich mają wyższą rozpuszczalność w stanie stałym. Ponadto rozpuszczalność w stanie stałym szybko spada wraz ze spadkiem temperatury, co ma dobre efekty wzmacniania roztworu stałego i wzmacniania wytrącania.
Istnieje ogromny rynek zastosowań stopu magnezu, zwłaszcza w kontekście rosnącego niedoboru zasobów metali, takich jak żelazo, aluminium i miedź na świecie, zalety zasobów i zalety produktu magnezu zostaną w pełni wykorzystane, a stop magnezu stanie się szybko rozwijającym się materiałem inżynieryjnym. W obliczu szybkiego rozwoju materiałów metalowych magnezowych na świecie, Chiny, jako główny producent i eksporter zasobów magnezu, szczególnie ważne jest przeprowadzenie dogłębnych badań teoretycznych i rozwój zastosowań stopu magnezu. Jednak obecnie niska wydajność typowych produktów ze stopu magnezu, słaba odporność na pełzanie, słaba odporność na ciepło i odporność na korozję nadal stanowią wąskie gardła ograniczające zastosowanie stopu magnezu na dużą skalę.
Pierwiastki ziem rzadkich mają unikalną pozajądrową strukturę elektronową. Dlatego jako ważny pierwiastek stopowy, pierwiastki ziem rzadkich odgrywają wyjątkową rolę w metalurgii i materiałach, takich jak oczyszczanie stopu stopowego, rafinacja struktury stopu, poprawa właściwości mechanicznych stopu i odporności na korozję itp. Jako pierwiastki stopowe lub mikroelementy stopowe, pierwiastki ziem rzadkich są szeroko stosowane w stali i stopach metali nieżelaznych. W dziedzinie stopów magnezu, zwłaszcza w dziedzinie żaroodpornych stopów magnezu, ludzie stopniowo dostrzegają wyjątkowe właściwości oczyszczające i wzmacniające pierwiastków ziem rzadkich. Pierwiastki ziem rzadkich są uważane za pierwiastki stopowe o największej wartości użytkowej i największym potencjale rozwojowym w żaroodpornych stopach magnezu, a ich wyjątkowej roli nie można zastąpić innymi pierwiastkami stopowymi.
W ostatnich latach badacze w kraju i za granicą prowadzili szeroką współpracę, wykorzystując zasoby magnezu i pierwiastków ziem rzadkich do systematycznego badania stopów magnezu zawierających pierwiastki ziem rzadkich. Jednocześnie Changchun Institute of Applied Chemistry, Chinese Academy of Sciences, zobowiązał się do eksploracji i opracowywania nowych stopów magnezu ziem rzadkich o niskich kosztach i wysokiej wydajności, i osiągnął pewne wyniki. Promowanie rozwoju i wykorzystania materiałów ze stopów magnezu ziem rzadkich.
Czas publikacji: 04-07-2022