稀土合金
2017-06-06 17:50:03
稀土合金稀土合金是指含有稀土
金属
的合金,稀土是一类
金属
的统称,现已知的包括镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇、钪17种
金属
元素。因为这类
金属
化学物理性质都很相像,在矿物中也经常混在一团,而且在元素周期表中也紧挨在一起。所以把它们分为一类,叫稀土族。稀土在钢中的应用
金属
.jpg" />1 概况稀土,系指元素周期表中第ⅢB族镧系元素以及与镧系元素在化学性质上相近的钪和钇,共计17种元素。是芬兰学者加多林(Johan Gado1in)在1794年发现的。当时在瑞典的矿石中发现了矿物组成类似“土”状物而存在的钇土,且又认为稀少,便定名为“稀有的土”(Baxe Earth)。此后,又陆续发现了与此同类的多种元素,总称为稀土。但后来研究发现,稀土在地壳中的丰度要比人们想象的多得多。如铈比锡多得多,钇也比铅多,即使丰度最少的稀土元素也比铂族元素多,说明稀土并不稀少。也不是“土”,全部是
金属
元素。我国稀土资源丰富,为世界上其它任何一个国家所不及。现己探明的工业储量为3600万吨,约占全世界总量的80%,且品种繁多,分布集中。其中包头市白云鄂博矿山的储量就占了全国储量的95%以上。所以才有了“世界稀土在中国,中国稀土在包头”之说。现在包钢每年采出的稀土矿石量为230万吨-250万吨,这一部分矿石中多数稀土品位都比较高,能达到7.25%以上。经过几十年的研究开发,生产技术不断完善,生产 规模不断扩大。现已形成了年产稀土精矿6万吨,稀土合金1.5万吨、湿法稀土产品折合氧化物5800吨的83个品种、195种规格的世界最大的稀土矿产品生产基地。包钢虽然有很丰富的稀土资源,但在稀土处理钢的品种及处理效果等方面,与武钢、济钢、本钢等相比还有很大差距。如何把稀土的资源优势变成经济优势,还需进一步研究和开发。2 稀土在钢中应用的现状近几年来国内外的钢铁生产实践表明,钢经过稀土处理,可对钢的性能产生一系列的作用。现在我国用稀土处理钢有80多个品种,年
产量
达60万吨,预计2002年全国稀土钢
产量
达300万吨。包钢是稀土之乡,稀土处理钢也开发了一些,但只占包钢钢
产量
的0.5%。 因此大力开发应用稀土资源,进行稀土钢的开发及应用研究,应提到日程上来。包钢研究稀土在钢中的应用始于60年代。当时稀土当作灵丹妙药,认为无论放到哪种钢里都有作用,甚至提出过“以稀土代替镍、铬”的口号,到70年代中期,对稀土在钢中的应用出现了两种截然不同的见解,一种意见认为稀土在有些钢中作用很明显,应该继续进行试验研究;另一种意见则认为,稀土对含硫较高的钢有一些作用,但是随着生铁含硫量的降低,稀土这一作用将逐渐消失,因此稀土处理钢是没有前途的。到80年代后期,由事实证明,稀土确实有用,当然也不是万能的。钢中含有微量稀土元素,即可明显地优化铸坯质量,提高钢的塑、韧性,改善钢材横向性能和低温韧性。初步有了定性的概念。进入90年代,随着钢铁工业的发展,出现了众多与稀土有关的课题,炉外精炼、模铸、连铸等不同工艺的稀土应用领域,极大地推动了稀土处理钢生产的发展。进一步确认稀土在钢 中有净化钢液、变性夹杂和微合金化作用,有利于提高钢的冷冲压成型性,横向及低温韧性、高温强度、焊接性及耐蚀性等,进一步有了定性的概念。由于没有达到量化,所以至今尚未制定有关稀土钢的标准,只能把稀土处理钢叫做稀土钢。对某一钢种来讲,钢中含有多少稀土,它对什么性能有多大影响等,还没有搞清楚,对稀土钢的生产技术和控制手段还没有完全掌握,这样也影响了稀土钢的发展。3 稀土的用途稀土元素根据他们性质上差异和分离工艺的要求一般分为轻稀土和重稀土两组,其中镧、铈、镨、钕、钜、钐、铕为轻稀土。稀土元素是典型的
金属
元素,它们的
金属
活泼性仅次于碱
金属
和碱土
金属
,比其他
金属
元素都活泼,可与多种元素化合,且稀土
金属
的燃点很低,如铈165℃,钕270℃,极易与氧起反应。所有的稀土
金属
能在180℃-200℃的空气中被氧化成RE203型氧化物,稀土氧化物的熔点都很高,生成自由能负值很大,说明它们都是很稳定的化合物。由于稀土元素的特殊性质,决定了稀土的用途。钢铁工业中应用的主要是稀土硅铁合金(含轻稀土混合
金属
20%-45%),稀土硅铁镁合金(稀土
金属
6%-25%,镁7%-12%),重稀土硅铁合金(含钇类混合稀土60%以上)。混合稀土
金属
(含轻稀土95%以上),富铈或镧的稀土硅铁合金(Ce占70%或La占50%以上)。其中炼钢生产中最常用的有两种,一是稀土合金,块状稀土硅铁合金,以前用于大包投入,大包压入,粉状一般用于大包内喷粉、模铸中注管喷粉等方法加入钢中;二是混合稀土
金属
,制成丝(φmm-φmm)或棒(≥φmm),丝用于钢包、中注管或连铸结晶器,使用喂丝机喂入钢中,棒采用模内吊挂的方法熔入钢中。稀土
金属
包芯线作为线性添加材料的新品种,由于喂丝技术在炼钢生产中的广泛应用,必将得到进一步的发展。4 稀土在钢中的作用机理4.1 微合金化作用稀土元素的微合金化作用初步认定主要是稀土原子在晶界上偏聚与其它元素交互作用,引起晶界的结构、化学成分和能量的变化,并影响其它元素的扩散和新相的成核与长大,最终导致钢组织与性能的变化。钢中稀土
金属
含量因不同钢种,不同冶炼方法和不同的稀土加入方法而有很大差异。稀土在钢中的含量与微合金化的直接关系,还有待研究。4.2 与其它有害元素的作用一定量(量的多少还需进一步测算)的稀土可以与钢中磷、砷、锡、锑、铋、铅等低熔点有害元素相作用。一方面,稀土可以与这些杂质形成熔点较高的化合物;另一方面,还能抑制这些夹杂在晶界上的偏祈。例如,钢存在热脆性,是由于钢中有一些低熔点的
金属
元素,当把稀土加入钢液中,生成高熔点
金属
化合物,不熔于钢中而进入炉渣,起到净化作用,使钢中杂质减少,从而克服了热脆性。4.3 稀土元素的脱硫、脱氧</p
稀土在铝及其合金中的应用
2018-12-26 14:15:14
稀土独特的物理、化学性质开发出了众多的含稀土的合金材料。稀土不但大量用于军事工业、农业、轻工业、手工业和交通运输业, 也广泛用作建筑材料、家庭生活用具和体育用品等。文献[12-13 ] 稀土在导电铝合金中的应用, 是目前我国应用面较广、技术较成熟、工业价值较高和经济效益较好的一个领域。高导电稀土铝合金, 通常是指在纯铝、铝-镁-硅系和铝-镁系合金中添加稀土的合金, 以及铝-锆-钇合金。主要用于制造架空输电线、电缆线、滑接线、线芯、一般电线、特殊用途的细线和特细线等铝线材。其发展很快,已从315万V推广到50万V高压线上,面积从几十mm2到几百mm2,由电线电缆进而发展到导电母排。它们已成为我国导电铝合金中的新产品, 具有强度高、载流量大、使用寿命长、耐磨损和易加工的特点。
目前, 国内已有二十多个省市的厂家生产稀土铝合金电线, 年产量达到十几万t。
1、稀土-铝中间合金
单一稀土金属的化学性高, 在熔炼时易氧化烧损, 储运很不方便, 成本高, 而且熔点太高,密度大, 不易加入铝中。因此, 在大多数情况下都是采用预制的稀土-铝中间合金, 不仅可减少氧化烧损, 降低成本, 而且存运方便。加入时, 操作简单安全, 成分易于控制, 可得到成分稳定、质量可靠的合金。
2、稀土在电容器高纯铝中的应用
含稀土的高纯铝特种铝箔, 是目前生产低电解电容器比较理想的新材料。有些电容器厂认为, 在高纯铝中添加微量的稀土后, 可显著地加大铝电解电容器阳极用铝箔的腐蚀系数K , 而强度、电容却大幅度提高。制成的电容器体积明显减小, 该材料已在一些电容器中批量使用, 并取得了一定的效果。但对稀土在其中的作用机理, 众说不一, 正在开展深入的研究。
3、稀土在铝建筑型材中的应用
铝合金中, 添加稀土的含量范围以0.17 %~0.25 %为宜, 过多的加入反而会对各种性能有不利的影响。稀土对6063 系铝合金的力学性能、加工性能均有明显的改善作用, 变形后型材的抗拉强度可提高5 %~10 % , 硬度提高8 %左右,延伸率也有所提高。并可降低棒材挤压预热温度, 提高挤压速度。研究还发现, 添加了稀土元素的6063 铝型材氧化着色后, 膜厚、膜的硬度和光泽度都有明显的增加, 并提高了耐酸、碱和盐的腐蚀能力。总之, 6063 铝型材加入适量的稀土后, 使合金组织细化, 色泽均匀、美观、耐用, 深受用户欢迎。12后一页删除
稀土铝合金
2017-06-06 17:50:03
稀土铝合金稀土铝合金是在铝合金中加入微量稀土元素,可以显著改善铝合金的金相组织,细化晶粒,去除铝合金中气体和有害杂质,减少铝合金的裂纹源,从而提高铝合金的强度,改善加工性能,还能改善铝合金的耐热性、可塑性及可锻性,提高硬度、增加强度和韧性。稀土元素的加入使得稀土铝合金成为一种性能优良、用途广泛的新型材料,目前稀土铝合金的
产量
已近全国铝
产量
的1/4。稀土元素在铝合金中的作用稀土元素非常活泼,极易与气体(如氢)、非
金属(如硫)及
金属
作用,生成相应的稳定化合物。稀土元素的原子半径大于常见的
金属
如铅、镁等,在这些
金属
中的固溶度极低,几乎不能形成固溶体。一般认为,稀土元素加入到铝合金中可起到微合金化的作用;此外,它与氢等气体和许多非
金属
有较强的亲和力,能生成熔点高的化合物,故它有一定的除氢、精炼、净化作用;同时,稀土元素化学活性极强,它可以在长大的晶粒界面上选择性地吸附,阻碍晶粒的生长,结果导致晶粒细化,有变质的作用。稀土铝合金的应用由于稀土独特的物理、化学性质开发出了众多的含稀土的合金材料,不但大量用于军事工业、农业、轻工业、手工业和交通运输业,也广泛用作建筑材料、家庭生活用具和体育用品等。稀土铝合金能大大提高合金的强度、硬度、韧性,还会使表面氧化膜结构发生变化,从而使产品表面光亮、美观,提高产品的耐腐蚀性能。目前我国在民用铝制品工业中已用来制造洗衣机内缸等。以上是稀土铝合金介绍,更多信息请详见上海
有色金属
网。
稀土铝合金
2017-06-02 16:38:42
稀土
铝合金[有色商机
:
铝合金锭]RE containing aluminium alloy指含稀土
金属
的铝合金,主要是指Al-RE系合金。工业Al-RE系合金主要是含有4.4%~5%稀土的铸造铝合金,如Al-RE-Cu-Si-Mn-Ni-Mg合金,含有多种过渡元素,成分、组织复杂。工作温度可达400℃,是广泛使用的热强性最好的铸造铝合金。室温力学性能低,铸造工艺性能良好,可用于砂型、金属型铸造,生产形状复杂的高温下长期工作的零件,如发动机附机壳体、阀门等。 在铝合金中加入微量稀土元素,可以显著改善铝合金的金相组织,细化晶粒,去除铝合金中气体和有害杂质,减少铝合金的裂纹源,从而提高铝合金的强度,改善加工性能,还能改善铝合金的耐热性、可塑性及可锻性,提高硬度、增加强度和韧性。稀土元素的加入使得稀土铝合金成为一种性能优良、用途广泛的新型材料,目前稀土铝合金的产量已近全国铝产量的1/4。稀土元素非常活泼,极易与气体(如氢)、非金属 (如硫)及金属作用,生成相应的稳定化合物。稀土元素的原子半径大于常见的金属如铅、镁等,在这些金属中的固溶度极低,几乎不能形成固溶体。一般认为,稀土元素加入到铝合金中可起到微合金化的作用;此外,它与氢等气体和许多非金属有较强的亲和力,能生成熔点高的化合物,故它有一定的除氢、精炼、净化作用;同时,稀土元素化学活性极强,它可以在长大的晶粒界面上选择性地吸附,阻碍晶粒的生长,结果导致晶粒细化,有变质的作用。以下就这3方面的作用详细介绍。1.精炼、净化作用稀土元素的脱氧能力比强脱氧剂Al、Mg、Ti等强,微量稀土就能使〔O〕脱到<lppm(即<10-4%)。稀土的脱硫能力也相当强,可以生成RES或RE2S3,生成物主要取决于稀土与硫的活度或溶解度。稀土元素在金属液中还可以与氧和硫同时发生反应生成RE2O2S型硫化物。稀土元素还能与P、Sn、As等低熔点金属元素化合,生成REP、RESn、REAs等化合物。这些稀土化合物都具有熔点高、比重轻,当它们的熔点高于金属冶炼温度时,能上浮一部分成渣,它们微小的质点则成为铝结晶过程的异质晶核,而留在固态金属内的部分则能降低其危害性。稀土对氢的的吸附力特别大,能大量吸附和溶解氢,稀土与氢的化合物熔点较高,并且弥散分布于铝液中,以化合物形成的氢不会聚集形成气泡,大大降低铝的含氢量和针孔率。2.变质作用变质处理是指在金属及合金中加入少量或微量的变质剂,用以改变合金的结晶条件,使其组织和性能得到改善的过程。变质剂又称晶粒细化剂或孕育剂。稀土元素的原子半径为0.174 ~0.204mm,大于铝原子半径(0.143mm)。稀土元素比较活泼,它熔于铝液中,极易填补合金相的表面缺陷,从而降低新旧两相界面上的表面张力,使得晶核生长的速度增大,同时还在晶粒与合金液之间形成表面活性膜,阻止生成的晶粒长大,使合金的组织细化。此外,铝与稀土形成的化合物在金属液结晶时作为外来的结晶晶核,因晶核数的大量增加而使合金的组织细化。研究表明:稀土对铝合金具有良好的变质效果。例如,合金化的7005铝合金铸锭本身就呈十分细小的组织。同时值得一提的是,稀土的变质作用具有长效及重熔稳定性的特点,比用钠(Na)、锶(Sr)等变质剂具有明显优点。稀土的变质作用只受共晶硅变化的影响。?3.合金化作用? 稀土在铝合金中的强化作用主要有细晶强化、有限固溶强化和稀土化合物的第二相强化等。当稀土加入量不同时,稀土在铝合金中主要以三种形式存在:固熔在基体α(Al)中;偏聚在相界、晶界和枝晶界;固熔在化合物中或以化合物形式存在。当稀土含量较低时(低于0.1%),稀土主要以前两种形式分布。第一种形式起到了有限固溶强化的作用,第二种形式增加了变形阻力,促进位错增殖,使强度提高。加入稀土后合金的铸态组织中合金晶粒明显减少,二次枝晶间距有可能细化,稀土与Al、Mg、Si等元素形成的金属间化合物呈球状和短棒状分布在晶界或界内,组织中有大量位错分布。当稀土含量大于0.3%?,后一种存在形式开始占主导地位。这时,稀土与合金中的其他元素开始形成许多含稀土元素的新相,同时使第二相的形状、尺寸发生变化,可能使得第二相从长条状等形状转变成短棒状粒子出现,粒子的尺寸也变得比较细小,且呈弥散分布。大部分含稀土元素的第二相都出现了粒子化、球化和细化的特征,这种变化在一定程度上都强化了铝合金。?铝合金加入稀土元素后性能的变化随着稀土元素加入量的增加,铝合金的强度、塑性均有所提高。这主要得益于稀土元素对合金组织的改善以及弥散的稀土化合物强烈的沉淀强化效应等。添加稀土元素可以导致合金断裂过程中裂纹萌生位置与扩展途径发生改变,有利于合金的韧化。同时铝合金中随稀土含量的增加,抗拉强度、硬度提高,而延伸率略有下降。由此可见,伴随稀土的加入,合金的机械性能大有改善。稀土元素的加入也可以改善铝合金的铸造性能。这是因为铁是铝合金中非常有害的杂质,万分之几的Fe就能形成Al+FeAl3的
稀土镁合金
2017-06-06 17:50:13
稀土镁合金的用途与介绍:从1794年发现元素钇,到1945年在铀的裂变物质中获得钷,前后经过151年的时间,人们才将元素周期表中第三副族的钪钇镧铈镨钕钷钐铕钆铽镝钬铒铥镱镥17个性质相近的元素全部找到,把它们列为一个家族,取名稀土元素,其中从镧到镥15个元素又称为镧系元素。其实,这些元素并不那么稀少。例如,铈在地壳中的含量与锡近乎相等,而钇钕镧都比铅更丰富。其余的稀土元素,除钷外都不少于银,而比金丰富得多。我国是全世界稀土资源最丰富的国家,储量占全世界储量的4/5以上。此处仅简单介绍稀土元素的若干应用,从中可看出稀土元素应用的广泛性和重要性。稀土镁合金除具有传统镁合金质轻、减振降噪、抗电磁辐射、回收无污染等特点外,还具有耐热耐蚀、高强高韧、阻燃耐磨、易成型加工、抗高温蠕变等综合性能,是目前国际上最先进的新型结构材料,可广泛应用于航空航天、汽车工业、轨道车辆等领域,且以年均15%的需求量快速增长,将作为汽车结构件轻量化,提高节能性和环保性的首选材料。四年不懈研发,突破合金一系列关键技术,研制出多种稀土镁合金汽车零部件,初步在汽车
行业
得到应用。吉林省拥有6亿吨的镁矿资源,包括长春一汽集团在内的汽车制造业的改造发展也急需轻质、绿色的新型结构材料作为支撑。中科院长春应化所以国家需求为己任,面向国际镁合金材料发展的前沿态势,利用在稀土
有色金属
合金研发上较强的积累和优势,与一汽集团铸造有限公司合作,经过近4年不懈开拓,课题组解决了稀土元素难加入和加入后合金成分不均匀的难题;突破了合金成份优化设计、稀土镁合金强化相、弥散相、熔炼技术和压铸、成品率控制等关键技术;研发出有自主知识产权和国际竞争力的新型稀土镁压铸合金(AZ91X)、高温高强稀土镁合金(MgGdY系列)、高强高韧稀土镁合金(MB26)等3种高强、耐热、抗蠕变新型稀土镁合金材料,解决了稀土镁合金在汽车零部件制品上熔炼工艺、压铸工艺、合金流动性不好,充型困难等关键技术。稀土合金的加速高技术成果转化,迈出了高性能稀土镁合金
产业
加快发展的历史性一步。目前该所已拥有了从中间合金到应用合金系列完全自主知识产权的核心技术。 更多有关稀土镁合金的内容请查阅上海
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网
稀土铝合金
2017-06-06 17:50:12
稀土铝合金在合金材料技术领域。提出的整体弥散铜制备用稀土铜铝合金材料主要包含有Cu、Al和稀土添加剂RE;其中各成分的含量是:Al,0.10wt%~1.00wt%;RE,0.05wt%~0.50wt%,余量为Cu;所述稀土添加剂RE是指Y或Ce或混合稀土元素(Ce+Y);所述混合稀土元素(Ce+Y)采用纯稀土称重进行混合,其配比为:wt%Ce∶wt%Y=1∶1;稀土铜合金材料的制备工艺包括合金的熔炼、合金的热加工、合金的固溶、固溶后冷加工变形;其中,合金的固溶处理温度为900~950℃,保温2~4h后水淬;(850~950)℃×4h~8h进行热挤压或热轧加工。本发明制备的弥散铜具有高强度、高导电性、高抗软化温度的特点,其制备方法具有内氧化时间短、成本低、效率高的优点。稀土铜合金材料是采用多种优质原材料经一系列复杂而严格的生产工艺加工而成,其各项性能指标完全符合甚至超过了ISO-5182标准,更大大优于日本的NBC铜合金材料,在同
行业
中处于领先地位。这种高性能稀土铜合金材料不仅具有高硬度、高强度、高耐磨性,还具有极佳的导电、导热性能及抗高温软化性能,同时还具有冲击时不产火花等一系列优点。广泛应用于:焊接、塑胶、机电、压铸、等
行业
。更多有关稀土铝合金的内容请查阅上海
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稀土合金铜
2017-06-06 17:50:08
稀土合金铜品质卓越,各项性能指标均符合ISO-5182标准,与铍镍铜相比,在同等硬度条件下,导电率高出十到十二个百分点,在同行中处于领先地位;它具有极佳的导电、导热性,以及高强度、高硬度、高耐磨性、高抗熔粘性和高温热稳定性等特点,可媲美日本NBC材料,可广泛用于汽车、飞机、机械制造、家用电器、五金和电子等
行业
。材料规格圆棒(mm):Φ6-Φ105 长度300-1000板料(mm):厚度10-50 宽度10-400 长度300-2050焊轮(mm):厚度6-25 直径 Φ100-Φ350异型件:根据客户图纸加工。
稀土镁合金
2017-06-06 17:50:03
稀土镁合金稀土镁合金就是在镁合金中加入少量的稀土元素,提高镁合金特性。镁合金镁合金是以镁为基加入其他元素组成的合金。其特点是:密度小(1.8g/cm3镁合金左右),比强度高,弹性模量大,消震性好,承受冲击载荷能力比铝合金大,耐有机物和碱的腐蚀性能好。主要合金元素有铝、锌、锰、铈、钍以及少量锆或镉等。目前使用最广的是镁铝合金,其次是镁锰合金和镁锌锆合金。主要用于航空、航天、运输、化工、火箭等工业部门。在实用
金属
中是最轻的
金属
,镁的比重大约是铝的2/3,是铁的1/4。它是实用
金属
中的最轻的
金属
,高强度、高刚性。稀土镁合金稀土镁合金种类繁多,没有固定化学式,常用的一种高强耐热稀土镁合金:高强耐热稀土镁合金高强耐热稀土镁合金,这种稀土镁合金包括2~10%重量比的钆(Gd)、 3~12%重量比的钇(Y),其余为镁。本发明的相结构特征类似于耐热的Mg-Th系合金,是一种高度抗粒子粗化、能提供高度强化和蠕变抗力的析出结构,在300℃应用条件下,短时(10 分钟以上)极限拉伸强度σb≥180MPa。即可以作为铸造镁合金使用,又可以作为变形镁合金加工。因此能应用于航空航天领域和汽车工业要求高温环境服役条件的结构件,满足航空航天及汽车工业的需要 。
稀土合金铜
2017-06-02 16:33:19
稀土
合金铜品质卓越,各项性能指标均符合ISO-5182标准,与铍镍铜相比,在同等硬度条件下,导电率高出十到十二个百分点,在同行中处于领先地位;它具有极佳的导电、导热性,以及高强度、高硬度、高耐磨性、高抗熔粘性和高温热稳定性等特点,可媲美日本NBC材料,可广泛用于汽车、飞机、机械制造、家用电器、五金和电子等行业。材料规格圆棒(mm):Φ6-Φ105 长度300-1000板料(mm):厚度10-50 宽度10-400 长度300-2050焊轮(mm):厚度6-25 直径 Φ100-Φ350异型件:根据客户图纸加工。 本文为转载稿,仅代表作者本人的观点,与本网立场无关。上海有色网信息科技有限公司不对其中包含或引用的信息的准确性、可靠性或完整性提供任何明示或暗示的保证。对于任何因直接或间接采用、转载本文提供的信息造成的损失,上海有色网信息科技有限公司均不承担责任。媒体合作事宜, 敬请联系info@smm.cn 或 021-6183 1988 转 5009。
稀土镁合金
2017-06-06 17:50:12
稀土镁合金种类繁多,没有固定化学式,常用的一种高强耐热稀土镁合金镁合金的用途与介绍:从1794年发现元素钇,到1945年在铀的裂变物质中获得钷,前后经过151年的时间,人们才将元素周期表中第三副族的钪钇镧铈镨钕钷钐铕钆铽镝钬铒铥镱镥17个性质相近的元素全部找到,把它们列为一个家族,取名稀土元素,其中从镧到镥15个元素又称为镧系元素。稀土镁合金并不是一种化学物质,而是由很多种化合物组成的结晶体,一般只用各成份的含量百分比来表示,如稀土
金属
总量6%-15%、镁2.5%-5%、钙5%-10%。其中稀土也分很多种元素,如镧,铈,镨,钕,钐,铕,钆,铽,镝,钬,铒,铥,镱,镥,钇等,所以很难用化学式来表示。其实,稀土镁合金中,这些元素并不那么稀少。例如,铈在地壳中的含量与锡近乎相等,而钇钕镧都比铅更丰富。其余的稀土元素,除钷外都不少于银,而比金丰富得多。我国是全世界稀土资源最丰富的国家,储量占全世界储量的4/5以上。此处仅简单介绍稀土元素的若干应用,从中可看出稀土元素应用的广泛性和重要性。钢的脱硫 在钢中添加混合稀土
金属
的目的之一是控制硫夹杂物的含量和形状。炼钢时通常要添加锰,锰与硫结合形成硫化物夹杂物,这种夹杂物在轧钢时会变形。而添加混合稀土
金属
则能产生稀土的硫化物、硫氧化物,它们在轧钢时形状保持不变,这可使钢的性能得到改善。稀土镁合金球墨铸铁 混合稀土
金属
以稀土硅铁合金或硅镁钛合金的形式加入铁不中促进石墨的球化,从而提高铸铁的可锻强度。产品称球墨铸铁。用于
有色金属
合金中 稀土
金属有色金属
合金中也获得广泛应用。例如有一种稀土镁合金(含有Mg,Zn,Zr,La,Ce)可用于制造喷气式发动机的传动装置,直升飞机的变速箱,飞机的着陆轮和座舱罩。在镁合金中添加稀土
金属
的优点是可提高其高温抗蠕变性,改善铸造性能和室温可焊性。有一种铝锆钇合金用作电线,其特点是输出功率高、耐热、耐振动和耐腐蚀。永磁材料 有一种永磁材料——钕铁永磁合金,其磁能积达300千焦/立方米,比钐钴永磁合金(它在70年代取代昂贵的铂钴永磁体
市场
产生过重大影响)几乎高出一倍。然而钕铁永磁合金也有缺点,它在居里温度达3250℃左右,(钐钴永磁合金的是760℃左右),并且铁容易腐蚀。研究发现,把硼添加到钕铁永磁合金中可提高其磁能积和抗退磁的能力。这些性能优良的永磁材料用于飞机及宇宙航行器的仪表,精密仪器,微型电机等。石油裂化催化剂等 稀土分子筛裂化催化剂是用于石油裂化工艺中性能优良(催化活性大,产品收率高)的催化剂。这种催化剂多数用混合稀土氯化物与相应的钠型分子筛发生阳离子交换反应制成。稀土
金属
元素,包括稀土镁合金的化合物作为催化剂还用于很多其他催化反应中。如将已除去铈的混合稀土
金属
元素的环烷酸盐溶于汽油中可用作合成戊橡胶工艺中的催化剂,这是我国首创的,又如为净化汽车废气而设计的汽车催化器中,能将一氧化碳和未燃烧尽的碳氢化合物减少到极低的水平,其中所用的催化剂LACOO3,有效地地催化CO、烃类的燃烧,其活性、寿命与铂基催化剂无甚差别,而
价格
则便宜得多。各种稀土荧光粉的用途颇广,如用于黑白电视显像管、X射线增感屏、雷达显像管、荧光灯、高压水银灯等。激光器 稀土在激光器中也应用较多。目前使用最广的激光工作物质是掺钕钇铝石榴石Y3Al5O12:Nd3+和掺钕玻璃。前苏联曾研制出一种新型激光器——掺Cr3+,Nd3+的钆钪镓石榴石,其效率比钕激光器高3.5倍。在室温及2.5大气压下,1公斤的LaNi5合金能吸收14克氢,而稍加热即可把储藏的氢完全放出。LaNi5和LaNi5H6的密度分别约为6.4和6.43克/厘米。由此可算得每立方米LaNi5约可吸收储存氢90克之多,而1米3液氢却不过重71克,可见LaNi5的储氢效率之高(而且还有比液氢安全的优点)。已发现的类似的储氢材料还有CeNi5,LaMg17,La2Ni5Mg13等。这样的储氢材料在利用氢作燃料方面有潜在的应用前景。