آلیاژ منیزیم دارای ویژگی‌هایی مانند وزن سبک، سختی ویژه بالا، میرایی بالا، کاهش ارتعاش و صدا، مقاومت در برابر تابش الکترومغناطیسی، عدم آلودگی در طول پردازش و بازیافت و غیره است و منابع منیزیم فراوانی دارد که می‌تواند برای توسعه پایدار مورد استفاده قرار گیرد. بنابراین، آلیاژ منیزیم به عنوان "ماده ساختاری سبک و سبز در قرن بیست و یکم" شناخته می‌شود. این نشان می‌دهد که در موج سبکی، صرفه‌جویی در انرژی و کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای در صنعت تولید در قرن بیست و یکم، روندی که آلیاژ منیزیم نقش مهم‌تری ایفا خواهد کرد، همچنین نشان می‌دهد که ساختار صنعتی مواد فلزی جهانی از جمله چین تغییر خواهد کرد. با این حال، آلیاژهای منیزیم سنتی دارای نقاط ضعفی مانند اکسیداسیون و احتراق آسان، عدم مقاومت در برابر خوردگی، مقاومت خزش ضعیف در دمای بالا و استحکام پایین در دمای بالا هستند.
تئوری و عمل نشان می‌دهد که عناصر خاکی کمیاب مؤثرترین، کاربردی‌ترین و امیدوارکننده‌ترین عنصر آلیاژی برای غلبه بر این نقاط ضعف هستند. بنابراین، استفاده از منابع فراوان منیزیم و عناصر خاکی کمیاب چین، توسعه و بهره‌برداری علمی از آنها، و توسعه مجموعه‌ای از آلیاژهای منیزیم عناصر خاکی کمیاب با ویژگی‌های چینی و تبدیل مزایای منابع به مزایای فناوری و مزایای اقتصادی، از اهمیت بالایی برخوردار است.
تمرین مفهوم توسعه علمی، در پیش گرفتن مسیر توسعه پایدار، تمرین جاده صنعتی‌سازی جدید با صرفه‌جویی در منابع و سازگار با محیط زیست، و ارائه مواد پشتیبان آلیاژ منیزیم خاکی کمیاب سبک، پیشرفته و کم‌هزینه برای هوانوردی، هوافضا، حمل و نقل، صنایع "سه C" و تمام صنایع تولیدی، به نقاط داغ و وظایف کلیدی کشور، صنعت و بسیاری از محققان تبدیل شده است. انتظار می‌رود آلیاژ منیزیم خاکی کمیاب با عملکرد پیشرفته و قیمت پایین به نقطه عطف و قدرت توسعه برای گسترش کاربرد آلیاژ منیزیم تبدیل شود.
در سال ۱۸۰۸، هامفری دیوی برای اولین بار جیوه و منیزیم را از آمالگام جدا کرد و در سال ۱۸۵۲، بونسن برای اولین بار منیزیم را از کلرید منیزیم الکترولیز کرد. از آن زمان، منیزیم و آلیاژ آن به عنوان یک ماده جدید در صحنه تاریخ حضور داشته‌اند. منیزیم و آلیاژهای آن در طول جنگ جهانی دوم با جهش و پیشرفت زیادی توسعه یافتند. با این حال، به دلیل استحکام پایین منیزیم خالص، استفاده از آن به عنوان یک ماده ساختاری برای کاربردهای صنعتی دشوار است. یکی از روش‌های اصلی برای بهبود استحکام فلز منیزیم، آلیاژسازی است، یعنی افزودن انواع دیگر عناصر آلیاژی برای بهبود استحکام فلز منیزیم از طریق محلول جامد، رسوب‌گذاری، اصلاح دانه و تقویت پراکندگی، به طوری که بتواند الزامات یک محیط کاری معین را برآورده کند.
این عنصر آلیاژی اصلی آلیاژ منیزیم خاکی کمیاب است و بیشتر آلیاژهای منیزیم مقاوم در برابر حرارت توسعه یافته حاوی عناصر خاکی کمیاب هستند. آلیاژ منیزیم خاکی کمیاب دارای ویژگی‌های مقاومت در برابر دمای بالا و استحکام بالا است. با این حال، در تحقیقات اولیه آلیاژ منیزیم، به دلیل قیمت بالای آن، از خاک کمیاب فقط در مواد خاص استفاده می‌شود. آلیاژ منیزیم خاکی کمیاب عمدتاً در زمینه‌های نظامی و هوافضا استفاده می‌شود. با این حال، با توسعه اقتصاد اجتماعی، الزامات بالاتری برای عملکرد آلیاژ منیزیم مطرح شده است و با کاهش هزینه خاک کمیاب، آلیاژ منیزیم خاکی کمیاب در زمینه‌های نظامی و مدنی مانند هوافضا، موشک، خودرو، ارتباطات الکترونیکی، ابزار دقیق و غیره بسیار گسترش یافته است. به طور کلی، توسعه آلیاژ منیزیم خاکی کمیاب را می‌توان به چهار مرحله تقسیم کرد:
مرحله اول: در دهه 1930 مشخص شد که افزودن عناصر خاکی کمیاب به آلیاژ Mg-Al می‌تواند عملکرد دمای بالای آلیاژ را بهبود بخشد.
مرحله دوم: در سال ۱۹۴۷، ساوروالد کشف کرد که افزودن زیرکونیوم به آلیاژ Mg-RE می‌تواند به طور مؤثر دانه‌بندی آلیاژ را اصلاح کند. این کشف مشکل فنی آلیاژ منیزیم خاکی کمیاب را حل کرد و واقعاً پایه و اساس تحقیق و کاربرد آلیاژ منیزیم خاکی کمیاب مقاوم در برابر حرارت را بنا نهاد.
مرحله سوم: در سال ۱۹۷۹، دریتس و دیگران دریافتند که افزودن Y تأثیر بسیار مفیدی بر آلیاژ منیزیم دارد، که کشف مهم دیگری در توسعه آلیاژ منیزیم خاکی کمیاب مقاوم در برابر حرارت بود. بر این اساس، مجموعه‌ای از آلیاژهای نوع WE با مقاومت حرارتی و استحکام بالا توسعه داده شدند. در میان آنها، استحکام کششی، استحکام خستگی و مقاومت خزشی آلیاژ WE54 با آلیاژ آلومینیوم ریخته‌گری شده در دمای اتاق و دمای بالا قابل مقایسه است.
مرحله چهارم: عمدتاً به اکتشاف آلیاژ Mg-HRE (عناصر خاکی کمیاب سنگین) از دهه 1990 به منظور دستیابی به آلیاژ منیزیم با عملکرد برتر و برآوردن نیازهای حوزه‌های فناوری پیشرفته اشاره دارد. برای عناصر خاکی کمیاب سنگین، به جز Eu و Yb، حداکثر حلالیت جامد در منیزیم حدود 10٪ تا 28٪ است و حداکثر آن می‌تواند به 41٪ برسد. در مقایسه با عناصر خاکی کمیاب سبک، عناصر خاکی کمیاب سنگین حلالیت جامد بالاتری دارند. علاوه بر این، حلالیت جامد با کاهش دما به سرعت کاهش می‌یابد که اثرات خوبی بر تقویت محلول جامد و تقویت رسوبی دارد.
بازار کاربرد آلیاژ منیزیم بسیار گسترده است، به خصوص با توجه به کمبود فزاینده منابع فلزی مانند آهن، آلومینیوم و مس در جهان، مزایای منابع و مزایای محصول منیزیم به طور کامل اعمال خواهد شد و آلیاژ منیزیم به یک ماده مهندسی به سرعت در حال رشد تبدیل خواهد شد. چین، به عنوان تولیدکننده و صادرکننده اصلی منابع منیزیم، با توسعه سریع مواد فلزی منیزیم در جهان، انجام تحقیقات نظری عمیق و توسعه کاربرد آلیاژ منیزیم از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. با این حال، در حال حاضر، بازده پایین محصولات آلیاژ منیزیم رایج، مقاومت خزش ضعیف، مقاومت حرارتی ضعیف و مقاومت در برابر خوردگی هنوز از جمله تنگناهایی هستند که کاربرد گسترده آلیاژ منیزیم را محدود می‌کنند.
عناصر خاکی کمیاب ساختار الکترونیکی خارج هسته‌ای منحصر به فردی دارند. بنابراین، به عنوان یک عنصر آلیاژی مهم، عناصر خاکی کمیاب نقش منحصر به فردی در زمینه‌های متالورژی و مواد، مانند تصفیه مذاب آلیاژ، اصلاح ساختار آلیاژ، بهبود خواص مکانیکی آلیاژ و مقاومت در برابر خوردگی و غیره ایفا می‌کنند. به عنوان عناصر آلیاژی یا عناصر میکروآلیاژی، عناصر خاکی کمیاب به طور گسترده در فولاد و آلیاژهای فلزات غیرآهنی مورد استفاده قرار گرفته‌اند. در زمینه آلیاژ منیزیم، به ویژه در زمینه آلیاژ منیزیم مقاوم در برابر حرارت، خواص برجسته خالص‌سازی و تقویت خاک کمیاب به تدریج توسط مردم شناخته می‌شود. خاک کمیاب به عنوان عنصر آلیاژی با بیشترین ارزش استفاده و بیشترین پتانسیل توسعه در آلیاژ منیزیم مقاوم در برابر حرارت در نظر گرفته می‌شود و نقش منحصر به فرد آن را نمی‌توان با سایر عناصر آلیاژی جایگزین کرد.
در سال‌های اخیر، محققان داخلی و خارجی با استفاده از منابع منیزیم و عناصر خاکی کمیاب، همکاری گسترده‌ای را برای مطالعه سیستماتیک آلیاژهای منیزیم حاوی عناصر خاکی کمیاب انجام داده‌اند. در عین حال، موسسه شیمی کاربردی چانگچون، آکادمی علوم چین، متعهد به کاوش و توسعه آلیاژهای جدید منیزیم خاکی کمیاب با هزینه کم و عملکرد بالا است و به نتایج خاصی دست یافته است. توسعه و استفاده از مواد آلیاژ منیزیم خاکی کمیاب را ارتقا دهید.
زمان ارسال: ژوئیه-04-2022