Applikazzjoni ta 'elementi ta' art rari Y, Gd, u Sc
f'ligi amorfu bbażati fuq żirkonju tar-ram
Minħabba l-proprjetajiet manjetiċi u elettriċi uniċi tal-elementi tad-dinja rari u l-komposti tagħhom, l-elementi tad-dinja rari għandhom firxa wiesgħa ta 'applikazzjonijiet f'ligi amorfi. Ligi amorfi bbażati fuq iż-żirkonju tar-ram f'ligi amorfi għandhom proprjetajiet tajbin ta 'saħħa għolja u ebusija. Skont riċerka riċenti, iż-żieda ta 'ammont xieraq ta' elementi ta 'earth rari tista' ttejjeb b'mod sinifikanti l-abbiltà tal-iffurmar tal-ħġieġ u l-istabbiltà termali ta 'ligi amorfu, u tista' wkoll tnaqqas l-ispejjeż tal-produzzjoni, Għalhekk, kif tagħmel l-elementi tad-dinja rari għandhom rwol akbar f'żirkonju tar-ram ibbażati ligi amorfu sar hotspot ta 'riċerka kurrenti.
1. Proprjetajiet fiżiċi u kimiċi ta 'elementi rari tad-dinja
(1) L-elementi tad-dinja rari għandhom attività kimika qawwija u jistgħu jirreaġixxu ma 'impuritajiet bħall-ossiġnu u l-kubrit f'ligi biex jiffurmaw komposti stabbli, li għandhom rwol ta' purifikazzjoni.
(2) Elementi tad-dinja rari jistgħu jżidu l-proporzjon tad-daqs atomiku u l-enerġija tal-interface solidu-likwidu tal-ligi, u b'hekk iżidu r-reżistenza għall-kristallizzazzjoni u jtejbu l-kapaċità tal-iffurmar tal-ħġieġ tal-ligi.
(3) Iż-żieda ta 'elementi tad-dinja rari tista' tirfina l-istruttura tal-liga.
2. Applikazzjoni ta 'element ta' art rari Y f'ligi amorfu bbażati fuq iż-żirkonju tar-ram
Zr u Cu għandhom affinità ta 'l-ossiġnu, filwaqt li l-element tad-dinja rari Y għandu affinità ta' l-ossiġnu aktar b'saħħitha meta mqabbel ma 'Cu u Zr. L-entalpija tal-formazzjoni ta 'l-ossidu ta' Y hija ta 'madwar 1903.6 kJ/mol, filwaqt li l-entalpija ta' formazzjoni ta 'ossidu ta' Cu u Zr hija ta 'madwar 157.3 kJ/mol u 1102.3 kJ/mol. L-entalpija tal-formazzjoni ta 'l-ossidu ta' Y hija akbar minn dik ta 'l-ossidu ta' Cu u Zr, għalhekk l-element ta 'art rari Y huwa aktar probabbli li jirreaġixxi ma' l-ossiġnu. Y jistgħu jeliminaw b'mod effettiv l-ossiġnu fil-proċess sperimentali u l-matriċi tal-liga, u l-ossidu ta 'Y fuq il-wiċċ tat-tidwib tal-metall ma jaffettwax il-liga tal-matriċi, li tista' tippurifika l-liga u tnaqqas l-effett negattiv tal-eterojunction fuq il-ħila li tifforma l-ħġieġ ta ' in-nukleu. Għalhekk, l-element tad-dinja rari Y jista 'jtejjeb il-kapaċità li tifforma amorfu tal-liga. Iż-żieda tal-element ta 'art rari Y għandha wkoll l-effett li ttejjeb l-istruttura organizzattiva, ittejjeb il-proprjetajiet mekkaniċi, u ttejjeb ir-reżistenza għall-korrużjoni.
Hemm ħafna studji dwar l-effett taż-żieda ta ' l-element ta ' l-art rari Y għal sistemi ta ' liga amorfu bbażati fuq iż-żirkonju tar-ram fuq il-kapaċità li jiffurmaw proprjetajiet amorfu u mekkaniċi. Shan Shengfeng et al. sabet li meta l-kontenut ta ' l-element tad-dinja rari Y huwa 1.0% (frazzjoni atomika), il-liga hija amorfu; Meta l-kontenut tal-element Y huwa 1.5% (frazzjoni atomika), in-nanokristallizzazzjoni tiġi indotta, u s-saħħa kompressiva tal-liga tilħaq 1990MPa; Wara li żżid Y, in-numru ta 'shear bands fil-wiċċ tal-ksur tal-liga jiżdied, u l-interlacing ta' shear bands ixekkel deformazzjoni irregolari, ittejjeb il-plastiċità u s-saħħa tal-liga. Sun Bo sabet li ż-żieda tal-element tad-dinja rari Y l-ewwel żdiedet u mbagħad naqqset il-kapaċità ta 'formazzjoni amorfu tagħha. L-ammont xieraq ta 'żieda Y jista' jtejjeb il-kapaċità ta 'formazzjoni amorfa tas-sistema ta' liga Cu47Zr47Al6.
2. L-effett ta 'l-element rari tad-dinja Gd fuq il-proprjetajiet ta' ligi amorfi bbażati fuq iż-żirkonju tar-ram
Iż-żieda ta 'ammont xieraq ta' element Gd rari tad-dinja ma 'ligi amorfu bbażati fuq żirkonju tar-ram tista' żżid l-interazzjoni bejn atomi żgħar u kbar, li żżid l-ispazjar atomiku ta 'ligi amorfu bbażati fuq żirkonju tar-ram, tibdel ir-reġjun ordnat fuq medda qasira tagħhom u l-arranġament atomiku, iżid il- densità atomika fil-liga, u tagħmel id-diffużjoni fuq medda twila diffiċli. It-tkabbir tal-ħbub fil-liga waqt il-kristallizzazzjoni huwa kkontrollat minn diffużjoni fit-tkabbir tridimensjonali. Għalhekk, iż-żieda ta 'elementi tad-dinja rari għandha impatt sinifikanti fuq l-istabbiltà termali, il-ħila li tifforma l-ħġieġ, u l-istruttura ta' arranġament atomiku ta 'ligi amorfu, u tista' wkoll tbiddel il-mikroebusija ta 'ligi amorfu.
Hemm ukoll ħafna studji dwar l-effett taż-żieda ta ' l-element tad-dinja rari Gd għal sistemi ta ' liga amorfu bbażati fuq żirkonju tar-ram fuq il-ħila li jiffurmaw il-ħġieġ u proprjetajiet mekkaniċi. Kif Sun Yajuan et al. misjuba, iż-żieda ta 'ammont xieraq ta' element rari tad-dinja Gd għal liga Zr50.7Cu28Ni9Al12.3 jista 'jkollha effett ta' deossiġenazzjoni, iżid ftit id-daqs tal-amorfu u żżid l-istabbiltà tat-tidwib imkessaħ taħt, tnaqqas id-differenza fl-enerġija ħielsa, u b'hekk ittejjeb il- ħila li jiffurmaw il-ħġieġ tal-liga amorfu. Liang Shunxing et al. analizzat l-effett ta ' l-element tad-dinja rari Gd fuq il-bidliet strutturali, kapaċità ta ' formazzjoni, u l-istabbiltà termali ta ' ligi amorfu bbażati fuq żirkonju tar-ram. Ir-riżultati wrew li ż-żieda ta 'Gd żiedet l-ispazjar atomiku medju tal-liga amorfu u bidlet l-arranġament atomiku tagħha. Zhang Yongzhang sab li l-mikroebusija tal-kampjuni ta 'liga tinbidel biż-żieda u l-kontenut ta' elementi ta 'art rari. Meta jiġi miżjud metall rari Gd, il-mikroebusija tal-kampjuni ta 'liga amorfu hija akbar, u l-bidla fl-ammont ta' metall rari Gd miżjud għandha ftit effett fuq il-mikroebusija tal-liga.
3. Applikazzjoni ta 'element ta' art rari Sc f'ligi amorfu bbażati fuq iż-żirkonju tar-ram
Fit-tidwib tal-liga, l-ossiġnu jeżisti fil-forma ta 'qalba jew gruppi ta' nukleazzjoni ZrO2. Wara li żżid l-element tad-dinja rari Sc ma 'ligi amorfu, l-ossiġnu se jeżisti f'forma aktar stabbli ta' Sc2O3, u Sc2O3 mhux se jsir il-qalba ta 'nukleazzjoni eteroġenja f'ligi amorfu. Billi żżid l-element ta ' l-art rari Sc, l-istabbiltà tal-ligi amorfu fir-reġjun tal-fażi likwida supercooled hija mtejba, u l-possibbiltà tat-trasformazzjoni tagħhom fi kristalli hija mnaqqsa. Għalhekk, il-ħila li jiffurmaw il-ħġieġ ta 'ligi amorfu hija mtejba. Barra minn hekk, iż-żieda ta 'ammont xieraq ta' element ta 'art rari Sc tista' żżid b'mod sinifikanti d-daqs massimu tal-formazzjoni amorfu ta 'ligi amorfu, iżda tnaqqas ir-reżistenza għall-korrużjoni tagħhom. Helin et al. sabet li l-element ta 'art rari Sc jista' jżid id-daqs massimu tal-formazzjoni amorfu ta 'liga Zr52.5Cu17.9Ni14.6Al10Ti5, iżda l-impatt tiegħu fuq l-istabbiltà termali tiegħu huwa relattivament żgħir. U nstab ukoll li ż-żieda ta 'Sc tista' tnaqqas l-enerġija ta 'attivazzjoni tal-kristallizzazzjoni tal-liga, iżda żżid il-ħin kostanti tal-perjodu ta' inkubazzjoni tal-kristallizzazzjoni u tnaqqas il-fattur tal-frekwenza tal-kristallizzazzjoni. L-effett magħqud ta 'dawn iż-żewġ fatturi jtawwal il-perjodu ta' inkubazzjoni tal-kristallizzazzjoni tal-liga, iżid it-tendenza għal undercooling, u jtejjeb il-kapaċità ta 'formazzjoni amorfu. Li Yang et al. sabu fir-riċerka tagħhom li ż-żieda ta 'element ta' art rari Sc tista 'tbiddel l-istruttura tal-fażi u l-mikrostruttura ta' liga amorfa Zr52.5Cu17.9Ni14.6Al10Ti5 fiż-żona ta 'transizzjoni kristallina amorfa, ittejjeb b'mod sinifikanti l-kapaċità tagħha li tifforma l-ħġieġ.
4. Konklużjoni
Elementi tad-dinja rari Y, Gd, u Sc kollha għandhom affinità qawwija ta 'l-ossiġnu u jistgħu jippurifikaw it-tidwib tal-liga, inaqqsu l-effetti negattivi ta' nukleazzjoni eteroġenja, u jtejbu l-istabbiltà termali tiegħu. Għalhekk, jistgħu jtejbu l-abbiltà ta 'formazzjoni amorfu ta' ligi amorfi bbażati fuq iż-żirkonju tar-ram. Iż-żieda ta 'element Gd rari tad-dinja tista' ttejjeb il-mikroebusija ta 'ligi amorfu, iżda l-bidla fl-ammont ta' Gd miżjud għandha ftit effett fuq il-mikroebusija. Barra minn hekk, iż-żieda ta 'element ta' art rari Y tista 'tnaqqas xi ftit il-mikroebusija ta' ligi amorfi. Iż-żieda ta 'element ta' art rari Sc tista 'twassal għal tnaqqis fir-reżistenza għall-korrużjoni ta' ligi amorfu bbażati fuq iż-żirkonju tar-ram, filwaqt li ż-żieda ta 'element ta' art rari Y tista 'ssaħħaħ ir-reżistenza għall-korrużjoni ta' ligi amorfu bbażati fuq iż-żirkonju tar-ram. Għażla raġonevoli u kombinazzjoni ta 'elementi rari tad-dinja jistgħu jtejbu aħjar il-prestazzjoni ta' ligi amorfu bbażati fuq iż-żirkonju tar-ram.