Магніевыя сплавы валодаюць такімі характарыстыкамі, як лёгкая вага, высокая ўдзельная калянасць, высокае дэмпфіраванне, зніжэнне вібрацыі і шуму, устойлівасць да электрамагнітнага выпраменьвання, адсутнасць забруджвання падчас апрацоўкі і перапрацоўкі і г.д., а рэсурсы магнію багатыя і могуць быць выкарыстаны для ўстойлівага развіцця. Таму магніевыя сплавы вядомыя як «лёгкі і зялёны канструкцыйны матэрыял 21-га стагоддзя». Гэта сведчыць аб тым, што з улікам лёгкай вагі, энергазберажэння і скарачэння выкідаў у вытворчай прамысловасці ў 21-м стагоддзі, тэндэнцыя да таго, што магніевыя сплавы будуць адыгрываць усё больш важную ролю, таксама сведчыць аб тым, што прамысловая структура сусветных металічных матэрыялаў, у тым ліку Кітая, зменіцца. Аднак традыцыйныя магніевыя сплавы маюць некаторыя недахопы, такія як лёгкае акісленне і гарэнне, адсутнасць каразійнай устойлівасці, нізкая ўстойлівасць да паўзучасці пры высокіх тэмпературах і нізкая трываласць пры высокіх тэмпературах.
Тэорыя і практыка паказваюць, што рэдказямельныя элементы з'яўляюцца найбольш эфектыўным, практычным і перспектыўным легіруючым элементам для пераадолення гэтых недахопаў. Таму вельмі важна выкарыстоўваць багатыя рэсурсы магнію і рэдказямельных элементаў Кітая, распрацоўваць і выкарыстоўваць іх навукова, а таксама распрацоўваць серыю рэдказямельных магніевых сплаваў з кітайскай спецыфікай і ператвараць рэсурсныя перавагі ў тэхналагічныя і эканамічныя перавагі.
Практыкаванне канцэпцыі навуковага развіцця, выбар шляху ўстойлівага развіцця, практыкаванне рэсурсазберагальнага і экалагічна чыстага шляху новай індустрыялізацыі, а таксама забеспячэнне лёгкімі, перадавымі і недарагімі дапаможнымі матэрыяламі з рэдказямельных магніевых сплаваў для авіяцыі, аэракасмічнай прамысловасці, транспарту, галін прамысловасці "Трох С" і ўсіх апрацоўчых галін сталі гарачымі кропкамі і ключавымі задачамі краіны, прамысловасці і многіх даследчыкаў. Чакаецца, што рэдказямельны магніевы сплаў з перадавымі характарыстыкамі і нізкай цаной стане прарывам і сілай развіцця для пашырэння прымянення магніевых сплаваў.
У 1808 годзе Хамфры Дэйві ўпершыню фракцыянаваў ртуць і магній з амальгамы, а ў 1852 годзе Бунзен упершыню электралізаваў магній з хларыду магнію. З таго часу магній і яго сплавы выйшлі на гістарычную сцэну як новы матэрыял. Магній і яго сплавы развіваліся імкліва падчас Другой сусветнай вайны. Аднак з-за нізкай трываласці чыстага магнію яго цяжка выкарыстоўваць у якасці канструкцыйнага матэрыялу для прамысловага прымянення. Адным з асноўных метадаў павышэння трываласці металічнага магнію з'яўляецца легіраванне, гэта значыць даданне іншых відаў легіруючых элементаў для павышэння трываласці металічнага магнію шляхам цвёрдага раствора, асаджэння, драбнення зерня і дысперсійнага ўмацавання, каб ён мог адпавядаць патрабаванням пэўнага працоўнага асяроддзя.
Гэта асноўны легіруючы элемент рэдказямельнага магніевага сплаву, і большасць распрацаваных цеплаўстойлівых магніевых сплаваў утрымліваюць рэдказямельныя элементы. Рэдказямельны магніевы сплаў валодае характарыстыкамі высокай тэрмаўстойлівасці і высокай трываласці. Аднак у першапачатковых даследаваннях магніевых сплаваў рэдказямельныя элементы выкарыстоўваліся толькі ў пэўных матэрыялах з-за іх высокай цаны. Рэдказямельны магніевы сплаў у асноўным выкарыстоўваецца ў ваеннай і аэракасмічнай галінах. Аднак з развіццём сацыяльнай эканомікі да характарыстык магніевых сплаваў прад'яўляюцца больш высокія патрабаванні, і са зніжэннем кошту рэдказямельных элементаў рэдказямельныя магніевыя сплавы значна пашырыліся ў ваеннай і грамадзянскай галінах, такіх як аэракасмічная прамысловасць, ракеты, аўтамабілі, электронная сувязь, прыборабудаванне і г.д. У цэлым, распрацоўку рэдказямельных магніевых сплаваў можна падзяліць на чатыры этапы:
Першы этап: у 1930-х гадах было выяўлена, што даданне рэдказямельных элементаў у сплаў Mg-Al можа палепшыць яго высокатэмпературныя характарыстыкі.
Другі этап: у 1947 годзе Заўэрварльд выявіў, што даданне цырконію да сплаву Mg-RE можа эфектыўна ўдасканальваць зерне сплаву. Гэта адкрыццё вырашыла тэхналагічную праблему рэдказямельных магніевых сплаваў і сапраўды заклала аснову для даследавання і прымянення цеплаўстойлівых рэдказямельных магніевых сплаваў.
Трэці этап: у 1979 годзе Дрытс і іншыя выявілі, што даданне Y аказвае вельмі станоўчы ўплыў на магніевы сплаў, што стала яшчэ адным важным адкрыццём у распрацоўцы цеплаўстойлівых рэдказямельных магніевых сплаваў. На гэтай аснове была распрацавана серыя сплаваў тыпу WE з цеплаўстойлівасцю і высокай трываласцю. Сярод іх трываласць на расцяжэнне, трываласць на стомленасць і супраціўленне паўзучасці сплаву WE54 параўнальныя з паказчыкамі літога алюмініевага сплаву пры пакаёвай і высокай тэмпературы.
Чацвёрты этап: у асноўным ён тычыцца даследаванняў сплаваў Mg-HRE (цяжкія рэдказямельныя элементы) з 1990-х гадоў з мэтай атрымання магніевых сплаваў з высокімі характарыстыкамі і задавальненнем патрэб высокатэхналагічных галін. Для цяжкіх рэдказямельных элементаў, за выключэннем Eu і Yb, максімальная растваральнасць у цвёрдым стане магнію складае каля 10%~28%, а максімум можа дасягаць 41%. У параўнанні з лёгкімі рэдказямельнымі элементамі, цяжкія рэдказямельныя элементы маюць больш высокую растваральнасць у цвёрдым стане. Акрамя таго, растваральнасць у цвёрдым стане хутка памяншаецца з паніжэннем тэмпературы, што мае станоўчы ўплыў на ўмацаванне цвёрдых раствораў і ўмацаванне асадкам.
Існуе велізарны рынак прымянення магніевых сплаваў, асабліва на фоне ўзрастаючага дэфіцыту металічных рэсурсаў, такіх як жалеза, алюміній і медзь у свеце. Рэсурсныя і прадуктовыя перавагі магнію будуць цалкам рэалізаваны, і магніевы сплаў стане хуткарослым інжынерным матэрыялам. Сутыкнуўшыся з хуткім развіццём металічных магніевых матэрыялаў у свеце, Кітай, як буйны вытворца і экспарцёр магніевых рэсурсаў, асабліва важны для правядзення паглыбленых тэарэтычных даследаванняў і распрацовак прымянення магніевых сплаваў. Аднак у цяперашні час нізкі выхад распаўсюджаных магніевых сплаваў, нізкая ўстойлівасць да паўзучасці, нізкая цеплаўстойлівасць і каразійная ўстойлівасць па-ранейшаму з'яўляюцца перашкодамі, якія абмяжоўваюць маштабнае прымяненне магніевых сплаваў.
Рэдказямельныя элементы маюць унікальную пазаядзерную электронную структуру. Такім чынам, як важны легіруючы элемент, рэдказямельныя элементы адыгрываюць унікальную ролю ў металургіі і матэрыялазмельных галінах, такіх як ачыстка расплаваў сплаваў, рафінаванне структуры сплаваў, паляпшэнне механічных уласцівасцей сплаваў і каразійнай стойкасці і г.д. Як легіруючыя элементы або мікралегіруючыя элементы, рэдказямельныя элементы шырока выкарыстоўваюцца ў сталі і каляровых металічных сплавах. У галіне магніевых сплаваў, асабліва ў галіне цеплаўстойлівых магніевых сплаваў, людзі паступова прызнаюць выдатныя ачышчальныя і ўмацавальныя ўласцівасці рэдказямельных элементаў. Рэдказямельныя элементы лічацца легіруючым элементам з найбольшай каштоўнасцю выкарыстання і найбольшым патэнцыялам развіцця ў цеплаўстойлівых магніевых сплавах, і іх унікальная роля не можа быць заменена іншымі легіруючымі элементамі.
У апошнія гады даследчыкі ў краіне і за мяжой ажыццявілі шырокае супрацоўніцтва, выкарыстоўваючы магніевыя і рэдказямельныя рэсурсы для сістэматычнага вывучэння магніевых сплаваў, якія змяшчаюць рэдказямельныя элементы. У той жа час Чанчуньскі інстытут прыкладной хіміі Кітайскай акадэміі навук імкнецца даследаваць і распрацоўваць новыя рэдказямельныя магніевыя сплавы з нізкай коштам і высокімі характарыстыкамі і дасягнуў пэўных вынікаў. Садзейнічанне распрацоўцы і выкарыстанню рэдказямельных магніевых сплаваў.
Час публікацыі: 04 ліпеня 2022 г.