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。
铝的物理性质
2017-06-06 17:49:50
铝的物理性质铝是一种轻金属,密度仅是铁的三分一左右。纯净的铝是银白色的,因在空气中易与氧气化合,在表面生成一种致密的氧化物薄膜(氧化铝Al2O3),所以通常略显银灰色。 元素名称:铝 元素符号:Al 元素类型:金属 元素原子量:26.98 原子体积(立方厘米/摩尔):10.0 原子序数:13 元素中文名称:铝 元素在太阳中的含量(ppm) :60 元素在海水中的含量太平洋表面(ppm):0.00013 元素英文名称:Aluminum 相对原子质量:26.98 地壳中含量(ppm):82000 核内质子数:13 核外电子数:13 核电核数:13 氧化态:Main Al+3 Other Al0, Al+2 质子质量:2.1749E-26 质子相对质量:13.091 所属周期:3 所属族数:IIIA 摩尔质量:27 氢化物:AlH3 氧化物:Al2O3 最高价氧化物化学式:Al2O3 密度:2.702 熔点:660.37 沸点:2467.0 燃点:550摄氏度 热导率W/(m·K):237 化学键能: (kJ /mol) Al-H 285 Al-C 225 Al-O 585 Al-F 665 Al-Cl 498 Al-Al 200 声音在其中的传播速率:(m/S)5000 电离能 (kJ/ mol) M - M+ 577.4 M+ - M2+ 1816.6 M2+ - M3+ 2744.6 M3+ - M4+ 11575 M4+ - M5+ 14839 M5+ - M6+ 18376 M6+ - M7+ 23293 M7+ - M8+ 27457 M8+ - M9+ 31857 M9+ - M10+ 38459 莫氏硬度:2.75 外围电子排布:3s2 3p1 核外电子排布:2,8,3 晶体结构:晶胞为体心立方晶胞,每个晶胞含有4个金属原子。 晶胞参数: a = 404.95 pm b = 404.95 pm c = 404.95 pm α = 90° β = 90° γ = 90° 颜色和状态:银白色金属 原子半径:1.82 常见化合价:+3