Utafiti wa kina umefanywa kuhusu kuongezwa kwa vipengele adimu vya dunia (REEs) hadi 7xxx, 5xxx, na aloi za mfululizo wa 2xxx za alumini, kuonyesha athari zinazoonekana. Hasa, aloi za alumini za 7xxx, ambazo zina vipengele vingi vya alloying, mara nyingi hupata utengano mkali wakati wa kuyeyuka na kutupwa, na kusababisha kuundwa kwa kiasi kikubwa cha awamu za eutectic. Hii inapunguza ugumu na upinzani wa kutu, kuhatarisha utendaji wa jumla wa aloi. Ujumuishaji wa elementi adimu za dunia katika aloi za alumini zenye aloi nyingi zinaweza kuboresha nafaka, kukandamiza utengano, na kusafisha tumbo, na hivyo kuboresha muundo mdogo na sifa kwa ujumla.
Hivi majuzi, aina ya kisafishaji cha nafaka cha hali ya juu zaidi kimepata uangalifu. Wasafishaji hawa hutumia vipengele vya ardhi adimu kama vile La na Ce ili kuimarisha kudhoofika kwa mipaka ya nafaka na chembe ndogo. Hii sio tu inaboresha nafaka lakini pia inakuza mtawanyiko sawa wa mvua, hukandamiza uboreshaji wa fuwele, na inaboresha kwa kiasi kikubwa uduara wa aloi, hatimaye kuongeza tija katika michakato ya extrusion.
Katika aloi za alumini za mfululizo wa 7xxx, vipengele adimu vya ardhi kwa ujumla huongezwa kwa njia tatu:
1.Vipengele adimu vya ardhi pekee;
2.Mchanganyiko wa Zr na vipengele adimu vya dunia;
3.Mchanganyiko wa Zr, Cr, na vipengele adimu vya dunia.
Maudhui ya jumla ya vipengele vya dunia adimu kawaida hudhibitiwa ndani ya 0.1-0.5 wt%.
Taratibu za Vipengee Adimu vya Dunia
Vipengele adimu vya ardhi kama vile La, Ce, Sc, Er, Gd, na Y huchangia aloi za alumini kupitia njia nyingi:
Uboreshaji wa nafaka: Vipengee adimu vya ardhini huunda mvua zinazosambazwa kwa usawa ambazo hufanya kama tovuti tofauti tofauti za nukleo, kubadilisha miundo ya dendritic kuwa nafaka laini iliyosawazishwa, ambayo huboresha nguvu na udugu.
Ukandamizaji wa utengano: Wakati wa kuyeyuka na kuganda, vipengele adimu vya ardhi vinakuza usambazaji zaidi wa vipengele vinavyofanana, hupunguza uundaji wa eutectic, na kuongeza msongamano wa tumbo.
Utakaso wa tumbo: Y, La, na Ce inaweza kuguswa na uchafu katika kuyeyuka (O, H, N, S) kuunda misombo thabiti, kupunguza maudhui ya gesi na inclusions, ambayo huongeza ubora wa aloi.
Marekebisho ya tabia ya kufanya fuwele: Baadhi ya vipengele adimu vya ardhi vinaweza kubandika mipaka ya nafaka na chembe ndogo, kuzuia mwendo wa kutenganisha na uhamaji wa mpaka wa nafaka. Hii huchelewesha urekebishaji wa fuwele na huhifadhi muundo mzuri wa chembe ndogo wakati wa usindikaji wa mafuta, kuboresha nguvu na upinzani wa kutu.
Vipengele Muhimu vya Adimu vya Dunia na Athari Zake
Scandium (Sc)
Sc ina kipenyo kidogo zaidi cha atomiki kati ya elementi adimu za dunia na pia ni metali ya mpito. Inafaa sana katika kuimarisha mali ya aloi za alumini zilizoharibika.
Katika aloi za alumini, Sc inanyesha kama Al₃Sc iliyoshikamana, na kuongeza halijoto ya kufanya fuwele tena na kukandamiza uchakavu wa nafaka.
Ikiunganishwa na Zr, chembechembe za Al₃(Sc,Zr) za halijoto ya juu huunda, na hivyo kukuza nafaka safi zilizosawazishwa na kuzuia mwendo wa mtengano na uhamaji wa mpaka wa nafaka. Hii inaboresha nguvu, upinzani wa uchovu, na utendaji wa kutu wa mkazo.
Kupindukia kwa Sc kunaweza kusababisha chembechembe za Al₃(Sc,Zr), kupunguza uwezo wa kufanya fuwele, nguvu na usawiri.
Erbium (Er)
Er hufanya kazi sawa na Sc lakini ni ya gharama nafuu zaidi.
Katika aloi za mfululizo wa 7xxx, nyongeza zinazofaa za Er husafisha nafaka, huzuia mwendo wa kutenganisha na uhamaji wa mpaka wa nafaka, hukandamiza urekebishaji upya wa fuwele, na kuimarisha nguvu.
Inapojumuishwa na Zr, chembe za Al₃(Er,Zr) huunda, ambazo ni thabiti zaidi kuliko Al₃Er pekee, hivyo basi ukandamizaji bora wa urekebishaji upya.
Er kupita kiasi inaweza kutoa awamu za Al₈Cu₄Er, na hivyo kupunguza nguvu na udugu.
Gadolinium (Gd)
Viongezeo vya M-ngu wa Wastani husafisha nafaka, huongeza nguvu na usagaji, na huongeza umumunyifu wa Zn, Mg, na Cu kwenye tumbo.
Awamu ya Al₃(Gd,Zr) inayotokana hubandika mitengano na mipaka ya chembe ndogo, hivyo kukandamiza ufanyaji upyaji wa fuwele. Filamu inayofanya kazi pia huunda kwenye nyuso za nafaka, na hivyo kuzuia ukuaji wa nafaka.
M-ngu kupita kiasi kunaweza kusababisha nafaka kuporomoka na kuzorota kwa sifa za kiufundi.
Lanthanum (La), Cerium (Ce), na Yttrium (Y)
La husafisha nafaka, hupunguza kiwango cha oksijeni, na kuunda filamu amilifu kwenye nyuso za nafaka ili kuzuia ukuaji.
La na Ce hukuza eneo la GP na η′ kunyesha kwa awamu, kuboresha uimara wa tumbo na upinzani wa kutu.
Y husafisha tumbo, huzuia utengano wa vipengele vikuu vya aloi kwenye myeyusho dhabiti, hukuza nukleo, na kupunguza tofauti zinazoweza kutokea kati ya mipaka ya nafaka na mambo ya ndani, na hivyo kuimarisha upinzani wa kutu.
Kupindukia La, Ce, au Y kunaweza kusababisha misombo ya blocky coarse, ambayo hupunguza ductility na nguvu.
Mali ya vipengele kuu vya dunia adimu na sifa zao katika alumini
Muda wa kutuma: Aug-21-2025
