Հազվագյուտ երկրի կիրառումը կոմպոզիտային նյութերում

ԴիմումՀազվագյուտ երկիրԿոմպոզիցիոն նյութերում
Հազվադեպ երկրային տարրերն ունեն եզակի 4F էլեկտրոնային կառուցվածք, մեծ ատոմային մագնիսական պահ, ուժեղ պտտվող միացում եւ այլ բնութագրեր: Այլ տարրերով բարդություններ ձեւավորելիս նրանց համակարգման թիվը կարող է տարբեր լինել 6-ից 12-ը: Հազվադեպ երկրային միացությունները ունեն մի շարք բյուրեղային կառույցներ: Հազվագյուտ երկրների հատուկ ֆիզիկական եւ քիմիական հատկությունները դրանք լայնորեն օգտագործում են բարձրորակ պողպատե եւ գունավոր մետաղների, հատուկ ապակու եւ բարձրորակ կերամիկայի, մշտական ​​մագնիսական նյութերի, ջրածնի պահեստային նյութերի, լյումինի եւ լազերային նյութերի, միջուկային նյութերի եւ այլ ոլորտների հալեցման մեջ: Կոմպոզիցիոն նյութերի շարունակական զարգացումով հազվագյուտ երկրների կիրառումը նույնպես ընդլայնվել է կոմպոզիտային նյութերի ոլորտին, տարածված ուշադրություն գրավելով հետերոգեն նյութերի միջեւ ինտերոպասերի բարելավման գործում:

Հազվագյուտ երկրի հիմնական դիմումի ձեւերը կոմպոզիտային նյութերի պատրաստման մեջ ներառում են. ① ավելացնելըՀազվադեպ երկրային մետաղներկոմպոզիտային նյութերին. ② Ավելացնել ձեւովՀազվադեպ երկրային օքսիդներկոմպոզիտային նյութին. Պոլիմերներում հազվադեպ երկրային մետաղների հետ կապված պոլիմերները օգտագործվում են որպես մատրիցային նյութեր `կոմպոզիտային նյութերում: Հազվագյուտ երկրային դիմումի վերը նշված երեք ձեւերի շարքում առաջին երկու ձեւերը հիմնականում ավելացվում են մետաղական մատրիցային կոմպոզիտային, իսկ երրորդը հիմնականում կիրառվում է պոլիմերային մատրիցային կոմպոզիտների վրա, իսկ կերամիկական մատրիցային կոմպոզիտը հիմնականում ավելացվում է երկրորդ ձեւով:

Հազվագյուտ երկիրՀիմնականում գործում են մետաղական մատրիցային եւ կերամիկական մատրիցային կոմպոզիտային կոմպոզիտային հավելանյութերի, կայունացուցիչների եւ սնձներով հավելանյութերի տեսքով, մեծապես բարելավելով դրանց կատարումը, արտադրության ծախսերը նվազեցնելը եւ դրա արդյունաբերական կիրառումը հնարավոր դարձնելը:

Հազվագյուտ երկրային տարրերի ավելացումը, քանի որ կոմպոզիտային նյութերում հավելանյութերը հիմնականում դեր են խաղում կոմպոզիտային նյութերի ինտերֆեկտի կատարողականի բարելավման եւ մետաղական մատրիցային հացահատիկի կատարելագործման խթանման գործում: Գործողության մեխանիզմը հետեւյալն է.

① Բարելավել մետաղի մատրիցայի եւ ամրապնդող փուլի միջեւ եղած թուխը: Հազվագյուտ երկրային տարրերի էլեկտրակայանը համեմատաբար ցածր է (որքան փոքր է մետաղների էլեկտրականություն, այնքան ավելի ակտիվ է ոչ ակտիվության էլեկտրականություն): Օրինակ, LA- ն 1.1 է, ԵԽ-ն 1.12 է, իսկ Y- ը, 1.22: Common Base Metal FE- ի էլեկտրակայանը 1.83 է, NI- ը 1.91 է, իսկ ալը, 1.61: Հետեւաբար, հազվագյուտ երկրային տարրերը գերադասելիորեն կհամընկնեն մետաղական մատրիցայի եւ ամրապնդման փուլերի հացահատիկի սահմաններում, նվազեցնելով դրանց ինտերֆեյսի էներգիան, ավելացնելով միջերեսի սոսնձման աշխատանքը եւ դրանով իսկ բարելավելով թաց եւ ամրապնդման փուլը: Հետազոտությունները ցույց են տվել, որ ալյումինե մատրիցայի լա-տարրի ավելացումը արդյունավետորեն բարելավում է ալոյի եւ ալյումինե հեղուկի կավիճը եւ բարելավում է կոմպոզիտային նյութերի միկրոկառուցումը:

② Նպաստել մետաղական մատրիցային հատիկների կատարելագործմանը: Մետաղյա բյուրեղապակի մեջ հազվագյուտ երկրի լուծելիությունը փոքր է, քանի որ հազվագյուտ հողային տարրերի ատոմային շառավիղը մեծ է, իսկ մետաղական մատրիցայի ատոմային շառավղը համեմատաբար փոքր է: Հազվադեպ երկրային տարրերի մուտքը Matrix- ի վանդակապատի մեջ ավելի մեծ շառավղով կբերի վանդակավոր աղավաղում, որը կբարձրացնի համակարգի էներգիան: Ամենացածր ազատ էներգիան պահպանելու համար հազվադեպ հողային ատոմները կարող են հարստանալ միայն անկանոն հացահատիկի սահմաններում, ինչը որոշ չափով խոչընդոտում է մատրիցային հատիկների ազատ աճը: Միեւնույն ժամանակ, հարստացված հազվագյուտ երկրային տարրերը նույնպես Adsorb- ի այլ համաձուլվածքներ են տալիս, ավելացնելով համակրանքի համակենտրոնացման գրադիենտը, որն առաջացնում է տեղական բաղադրիչով, եւ բարելավելով հեղուկ մետաղի մատրիցիա միջերեսային միջավայրի ազդեցությունը: Բացի այդ, տարրական տարանջատման հետեւանքով առաջացած թերապիան կարող է նպաստել տարանջատված միացությունների ձեւավորմանը եւ դառնալ արդյունավետ հեոգենային միջերեսային մասնիկներ, դրանով իսկ նպաստել մետաղական մատրիցային հատիկների կատարելագործմանը:

③ մաքրեք հացահատիկի սահմանները: Հազվագյուտ երկրային տարրերի եւ տարրերի միջեւ ուժեղ կապի պատճառով, ինչպիսիք են O, S, P, N եւ այլն, օքսիդների, սուլֆիդների, ֆոսֆիդների եւ նիտրիդների ձեւավորման ստանդարտ ազատ էներգիան ցածր է: Այս միացությունները ունեն բարձր հալման եւ ցածր խտություն, որոնցից մի քանիսը կարելի է հեռացնել, լողալով խառնուրդի հեղուկից, իսկ մյուսները հավասարաչափ բաշխում են հացահատիկի սահմանը եւ բարելավելով նրա ուժը:

Հարկ է նշել, որ բարձր ակտիվության եւ հազվագյուտ հողային մետաղների ցածր հալման կետի պատճառով, երբ դրանք ավելացվում են մետաղական մատրիցային կոմպոզիտային, նրանց կոնտակտը պետք է հատուկ վերահսկվի լրացուցիչ ընթացքի ընթացքում:

Մեծ թվով պրակտիկա ապացուցեց, որ հազվագյուտ հողային օքսիդներ որպես կայունացնող միջոցներ, սինտինգի գործիքներ եւ տարբեր մետաղական մատրիցային կոմպոզիտորների դոպինգի ձեւափոխիչները կարող են մեծապես բարելավել արտադրության ծախսերը եւ դրանով իսկ նվազեցնել արտադրության ծախսերը: Դրա գործողության հիմնական մեխանիզմը հետեւյալն է.

① Որպես sintering հավելանյութ, այն կարող է նպաստել սինթեզին եւ նվազեցնել ծակոտկենությունը կոմպոզիտային նյութերում: Sintering հավելանյութերի ավելացումը բարձր ջերմաստիճանում հեղուկ փուլ առաջացնելն է, նվազեցնել կոմպոզիտային նյութերի մեղմացուցիչ ջերմաստիճանը, զսպել նյութերի բարձր ջերմաստիճանի տարրալուծումը `սնձի ընթացքում եւ հեղուկ փուլով խիտ կոմպոզիտային նյութեր ձեռք բերել: Բարձր կայունության, բարձր ջերմաստիճանի թույլ մակարդակի անկայունության եւ հազվագյուտ հողի օքսիդների բարձր հալման եւ եռացրած կետերի պատճառով նրանք կարող են ապակե փուլեր ձեւավորել այլ հումքի հետ եւ նպաստել դրանց արդյունավետ հավելում: Միեւնույն ժամանակ, հազվագյուտ հողի օքսիդը կարող է նաեւ ամուր լուծում ստեղծել կերամիկական մատրիցայի հետ, որը ներսից կարող է առաջացնել բյուրեղյա թերություններ, ակտիվացնել վանդակավոր եւ խթանել:

② Բարելավել մանրադիտար եւ կատարելագործել հացահատիկի չափը: Շնորհիվ այն պատճառով, որ ավելացված հազվագյուտ հողի օքսիդները հիմնականում առկա են մատրիցայի հացահատիկի սահմաններում, եւ դրանց մեծ ծավալի պատճառով հազվագյուտ հողային օքսիդները կառուցվածքում ունեն մեծ քանակությամբ արտագաղթողներ, որոնք խանգարում են հացահատիկի աճին: Նրանք կարող են ձեռք բերել փոքր եւ միասնական ձավարեղեն, ինչը նպաստում է խիտ կառույցների ձեւավորմանը. Մյուս կողմից, հազվագյուտ հողային օքսիդներ դոպինգով, նրանք մուտք են գործում հացահատիկի սահմանային ապակու փուլ, բարելավելով ապակե փուլի ուժը եւ դրանով իսկ հասնելով նյութի մեխանիկական հատկությունների բարելավման նպատակին:

Պոլիմերային մատրիցային կոմպոզիտների հազվագյուտ երկրային տարրերը հիմնականում ազդում են դրանց վրա `բարելավելով պոլիմերային մատրիցայի հատկությունները: Հազվադեպ երկրային օքսիդները կարող են մեծացնել պոլիմերների ջերմային տարրալուծման ջերմաստիճանը, մինչդեռ հազվագյուտ երկրային կարբիլացիները կարող են բարելավել պոլիվինիլ քլորիդի ջերմային կայունությունը: Հազվագյուտ հողային միացություններ ունեցող պոլիստիրոլը կարող է բարելավել պոլիստիրոլի կայունությունը եւ էապես մեծացնել դրա ազդեցության ուժը եւ ճկման ուժը: