Aplikasi sakaBumi Langkaing Bahan Komposit
Unsur bumi langka nduweni struktur elektronik 4f sing unik, momen magnetik atom gedhe, kopling spin sing kuwat lan karakteristik liyane.Nalika mbentuk komplèks karo unsur liya, nomer koordinasi bisa beda-beda saka 6 nganti 12. Senyawa bumi langka duwe macem-macem struktur kristal.Sifat fisik lan kimia khusus saka lemah langka nggawe akeh digunakake ing peleburan baja berkualitas tinggi lan logam non-ferrous, kaca khusus lan keramik kinerja dhuwur, bahan magnet permanen, bahan panyimpenan hidrogen, bahan luminescent lan laser, bahan nuklir. , lan lapangan liyane.Kanthi pangembangan bahan komposit sing terus-terusan, aplikasi tanah jarang uga wis berkembang ing bidang bahan komposit, narik perhatian sing akeh kanggo ningkatake sifat antarmuka antarane bahan heterogen.
Wangun aplikasi utama bumi langka ing preparation saka bahan komposit kalebu: ① nambahlogam rare earthkanggo bahan komposit;② Tambah ing wangunoksida tanah jarangkanggo bahan komposit;③ Polimer sing didoping utawa diikat karo logam bumi langka ing polimer digunakake minangka bahan matriks ing bahan komposit.Antarane telung wangun aplikasi rare earth ing ndhuwur, rong wangun pisanan biasane ditambahake menyang komposit matriks logam, dene sing katelu utamane ditrapake kanggo komposit matriks polimer, lan komposit matriks keramik utamane ditambahake ing wangun liya.
Rare earthutamané tumindak ing matriks logam lan komposit matriks keramik ing wangun aditif, stabilisator, lan aditif sintering, nemen Ngapikake kinerja, ngurangi biaya produksi, lan nggawe aplikasi industri bisa.
Penambahan unsur bumi langka minangka aditif ing bahan komposit utamane nduweni peran kanggo ningkatake kinerja antarmuka bahan komposit lan ningkatake refinement biji matriks logam.Mekanisme tumindak kaya ing ngisor iki.
① Ngapikake wettability antarane matriks logam lan phase reinforcing.Keelektronegatifan unsur tanah jarang relatif kurang (sing luwih cilik keelektronegatifan logam, luwih aktif keelektronegatifan nonlogam).Contone, La iku 1,1, Ce iku 1,12, lan Y iku 1,22.Keelektronegatifan logam dasar umum Fe yaiku 1,83, Ni yaiku 1,91, lan Al yaiku 1,61.Mulane, unsur tanah jarang bakal luwih diserep ing wates gandum matriks logam lan fase penguatan sajrone proses peleburan, nyuda energi antarmuka, nambah karya adhesi antarmuka, nyuda sudut wetting, lan kanthi mangkono nambah wettability antarane matriks. lan fase penguatan.Riset wis ditampilake sing Kajaba saka unsur La kanggo matrik aluminium èfèktif mbenakake wettability saka AlO lan Cairan aluminium, lan mbenakake microstructure saka bahan gabungan.
② Ningkatake refinement biji matriks logam.Kelarutan bumi langka ing kristal logam cilik, amarga radius atom unsur bumi langka gedhe, lan radius atom matriks logam relatif cilik.Entri unsur tanah jarang kanthi radius luwih gedhe menyang kisi matriks bakal nyebabake distorsi kisi, sing bakal nambah energi sistem.Kanggo njaga energi bebas sing paling murah, atom-atom bumi langka mung bisa nambah wates-wates butir sing ora teratur, sing bisa ngalangi pertumbuhan bebas biji-bijian matriks.Ing wektu sing padha, unsur bumi langka sing diperkaya uga bakal nyerep unsur campuran liyane, nambah gradien konsentrasi unsur campuran, nyebabake undercooling komponen lokal, lan nambah efek nukleasi heterogen saka matriks logam cair.Kajaba iku, undercooling sing disebabake pemisahan unsur uga bisa ningkatake pembentukan senyawa sing dipisahake lan dadi partikel nukleasi heterogen sing efektif, saéngga ningkatake panyulingan biji matriks logam.
③ ngresiki wates gandum.Amarga afinitas sing kuat antarane unsur bumi langka lan unsur kayata O, S, P, N, lan sapiturute, energi bebas standar pembentukan oksida, sulfida, fosfida, lan nitrida kurang.Senyawa kasebut nduweni titik leleh sing dhuwur lan kapadhetan sing kurang, sawetara bisa dicopot kanthi ngambang saka cairan campuran, dene liyane disebarake kanthi merata ing gandum, nyuda pamisahan impurities ing wates gandum, saéngga ngresiki wates gandum lan nambah kekuwatane.
Perlu dicathet yen, amarga aktivitas dhuwur lan titik lebur logam langka sing kurang, nalika ditambahake ing komposit matriks logam, kontak karo oksigen kudu dikontrol khusus sajrone proses tambahan.
Akeh praktik wis mbuktekake manawa nambahake oksida bumi langka minangka stabilisator, alat sintering, lan modifiers doping menyang matriks logam lan komposit matriks keramik sing beda-beda bisa nambah kekuatan lan ketangguhan bahan, nyuda suhu sintering, lan kanthi mangkono nyuda biaya produksi.Mekanisme utama tumindake kaya ing ngisor iki.
① Minangka aditif sintering, bisa ningkatake sintering lan nyuda porositas ing bahan komposit.Penambahan aditif sintering yaiku ngasilake fase cair ing suhu dhuwur, ngurangi suhu sintering bahan komposit, nyegah dekomposisi bahan suhu dhuwur sajrone proses sintering, lan entuk bahan komposit sing padhet liwat sintering fase cair.Amarga stabilitas sing dhuwur, volatilitas suhu dhuwur sing ringkih, lan titik leleh lan nggodhok oksida bumi langka, bisa mbentuk fase kaca karo bahan mentah liyane lan ningkatake sintering, dadi aditif sing efektif.Ing wektu sing padha, oksida bumi langka uga bisa mbentuk solusi padhet kanthi matriks keramik, sing bisa ngasilake cacat kristal ing njero, ngaktifake kisi lan ningkatake sintering.
② Ngapikake microstructure lan nyaring ukuran gandum.Amarga kasunyatan manawa oksida tanah langka sing ditambahake utamane ana ing wates butir matriks, lan amarga volume gedhe, oksida tanah jarang duwe resistensi migrasi sing dhuwur ing struktur kasebut, lan uga ngalangi migrasi ion liyane, saéngga nyuda tingkat migrasi saka wates gandum, nyandhet wutah gandum, lan ngalang-alangi wutah ora normal saka biji nalika sintering suhu dhuwur.Dheweke bisa entuk biji-bijian cilik lan seragam, sing cocog kanggo pambentukan struktur sing padhet;Ing sisih liya, kanthi doping oksida bumi langka, dheweke mlebu fase kaca wates gandum, ningkatake kekuatan fase kaca lan kanthi mangkono bisa nggayuh tujuan kanggo ningkatake sifat mekanik materi kasebut.
Unsur bumi langka ing komposit matriks polimer utamane mengaruhi kanthi ningkatake sifat-sifat matriks polimer.Oksida bumi langka bisa nambah suhu dekomposisi termal polimer, dene karboksilat bumi langka bisa ningkatake stabilitas termal polivinil klorida.Doping polystyrene karo senyawa bumi langka bisa nambah stabilitas saka polystyrene lan Ngartekno nambah kekuatan impact lan kekuatan mlengkung.
Wektu kirim: Apr-26-2023