A aliaxe de magnesio ten as características de lixeireza, alta rixidez específica, alta amortiguación, redución de vibracións e ruído, resistencia á radiación electromagnética, ausencia de contaminación durante o procesamento e a reciclaxe, etc., e os recursos de magnesio son abundantes, o que pode utilizarse para o desenvolvemento sostible. Polo tanto, a aliaxe de magnesio coñécese como "material estrutural lixeiro e verde no século XXI". Isto revela que, na marea de lixeireza, aforro de enerxía e redución de emisións na industria manufacturera do século XXI, a tendencia a que a aliaxe de magnesio desempeñe un papel máis importante tamén indica que a estrutura industrial dos materiais metálicos globais, incluída a China, cambiará. Non obstante, as aliaxes de magnesio tradicionais teñen algunhas debilidades, como a fácil oxidación e combustión, a falta de resistencia á corrosión, a baixa resistencia á fluencia a altas temperaturas e a baixa resistencia a altas temperaturas.
A teoría e a práctica amosan que as terras raras son o elemento de aliaxe máis eficaz, práctico e prometedor para superar estas debilidades. Polo tanto, é de grande importancia aproveitar os abundantes recursos de magnesio e terras raras da China, desenvolvelos e utilizalos cientificamente, e desenvolver unha serie de aliaxes de magnesio e terras raras con características chinesas, e converter as vantaxes dos recursos en vantaxes tecnolóxicas e vantaxes económicas.
Practicar o concepto de desenvolvemento científico, tomar o camiño do desenvolvemento sostible, practicar o novo camiño de industrialización que aforra recursos e respecta o medio ambiente e proporcionar materiais de soporte de aliaxe de magnesio de terras raras lixeiros, avanzados e de baixo custo para a aviación, a aeroespacial, o transporte, as industrias das "Tres C" e todas as industrias manufactureiras convertéronse nos puntos quentes e nas tarefas clave do país, da industria e de moitos investigadores. Espérase que a aliaxe de magnesio de terras raras con rendemento avanzado e baixo prezo se converta no punto de inflexión e na potencia de desenvolvemento para expandir a aplicación da aliaxe de magnesio.
En 1808, Humphrey Davey fraccionou mercurio e magnesio da amálgama por primeira vez, e en 1852 Bunsen electrolizou o magnesio a partir do cloruro de magnesio por primeira vez. Desde entón, o magnesio e a súa aliaxe estiveron no escenario histórico como un novo material. O magnesio e as súas aliaxes desenvolveronse a pasos axigantados durante a Segunda Guerra Mundial. Non obstante, debido á baixa resistencia do magnesio puro, é difícil usalo como material estrutural para aplicacións industriais. Un dos principais métodos para mellorar a resistencia do metal de magnesio é a aliaxe, é dicir, engadir outros tipos de elementos de aliaxe para mellorar a resistencia do metal de magnesio mediante solución sólida, precipitación, refinamento de grans e fortalecemento da dispersión, de xeito que poida cumprir os requisitos dun determinado ambiente de traballo.
É o principal elemento de aliaxe da aliaxe de magnesio de terras raras, e a maioría das aliaxes de magnesio resistentes á calor desenvolvidas conteñen elementos de terras raras. A aliaxe de magnesio de terras raras ten as características de resistencia a altas temperaturas e alta resistencia. Non obstante, na investigación inicial da aliaxe de magnesio, as terras raras só se usan en materiais específicos debido ao seu alto prezo. A aliaxe de magnesio de terras raras úsase principalmente nos campos militar e aeroespacial. Non obstante, co desenvolvemento da economía social, expóñense requisitos máis altos para o rendemento da aliaxe de magnesio, e coa redución do custo das terras raras, a aliaxe de magnesio de terras raras expandiuse moito nos campos militar e civil como a aeroespacial, os mísiles, os automóbiles, a comunicación electrónica, a instrumentación, etc. En termos xerais, o desenvolvemento da aliaxe de magnesio de terras raras pódese dividir en catro etapas:
A primeira etapa: na década de 1930, descubriuse que engadir elementos de terras raras á aliaxe de Mg-Al podía mellorar o rendemento da aliaxe a altas temperaturas.
A segunda etapa: en 1947, Sauerwarld descubriu que engadir Zr á aliaxe Mg-RE pode refinar eficazmente o gran da aliaxe. Este descubrimento resolveu o problema tecnolóxico da aliaxe de magnesio de terras raras e sentou as bases para a investigación e a aplicación de aliaxes de magnesio de terras raras resistentes á calor.
A terceira etapa: en 1979, Drits e outros descubriron que engadir Y tiña un efecto moi beneficioso na aliaxe de magnesio, o que supuxo outro descubrimento importante no desenvolvemento dunha aliaxe de magnesio de terras raras resistente á calor. Con base nisto, desenvolvéronse unha serie de aliaxes tipo WE con resistencia á calor e alta resistencia. Entre elas, a resistencia á tracción, a resistencia á fatiga e a resistencia á fluencia da aliaxe WE54 son comparables ás da aliaxe de aluminio fundido a temperatura ambiente e a alta temperatura.
A cuarta etapa: refírese principalmente á exploración da aliaxe Mg-HRE (terras raras pesadas) desde a década de 1990 co fin de obter unha aliaxe de magnesio cun rendemento superior e satisfacer as necesidades dos campos de alta tecnoloxía. Para os elementos de terras raras pesadas, agás o Eu e o Yb, a solubilidade sólida máxima en magnesio é de aproximadamente 10 % a 28 %, e a máxima pode alcanzar o 41 %. En comparación cos elementos de terras raras lixeiras, os elementos de terras raras pesadas teñen unha maior solubilidade sólida. Ademais, a solubilidade sólida diminúe rapidamente coa diminución da temperatura, o que ten bos efectos de fortalecemento da solución sólida e fortalecemento da precipitación.
Existe un enorme mercado de aplicacións para a aliaxe de magnesio, especialmente no contexto da crecente escaseza de recursos metálicos como o ferro, o aluminio e o cobre no mundo, as vantaxes dos recursos e as vantaxes dos produtos do magnesio exerceranse plenamente, e a aliaxe de magnesio converterase nun material de enxeñaría en rápido auxe. Ante o rápido desenvolvemento dos materiais metálicos de magnesio no mundo, China, como importante produtor e exportador de recursos de magnesio, é especialmente importante levar a cabo unha investigación teórica en profundidade e o desenvolvemento de aplicacións da aliaxe de magnesio. Non obstante, na actualidade, o baixo rendemento dos produtos comúns de aliaxe de magnesio, a baixa resistencia á fluencia, a baixa resistencia á calor e a resistencia á corrosión seguen sendo os obstáculos que restrinxen a aplicación a grande escala da aliaxe de magnesio.
Os elementos de terras raras teñen unha estrutura electrónica extranuclear única. Polo tanto, como un elemento de aliaxe importante, os elementos de terras raras desempeñan un papel único nos campos da metalurxia e dos materiais, como a purificación da fusión das aliaxes, o refinado da estrutura das aliaxes, a mellora das propiedades mecánicas das aliaxes e a resistencia á corrosión, etc. Como elementos de aliaxe ou elementos de microaliaxe, as terras raras utilizáronse amplamente en aliaxes de aceiro e metais non ferrosos. No campo das aliaxes de magnesio, especialmente no campo das aliaxes de magnesio resistentes á calor, as excelentes propiedades de purificación e fortalecemento das terras raras son recoñecidas gradualmente pola xente. As terras raras considéranse o elemento de aliaxe con maior valor de uso e maior potencial de desenvolvemento nas aliaxes de magnesio resistentes á calor, e o seu papel único non pode ser substituído por outros elementos de aliaxe.
Nos últimos anos, investigadores nacionais e estranxeiros levaron a cabo unha ampla cooperación, utilizando recursos de magnesio e terras raras para estudar sistematicamente aliaxes de magnesio que conteñen terras raras. Ao mesmo tempo, o Instituto de Química Aplicada de Changchun da Academia Chinesa das Ciencias comprométese a explorar e desenvolver novas aliaxes de magnesio de terras raras con baixo custo e alto rendemento, e acadou certos resultados. Promover o desenvolvemento e a utilización de materiais de aliaxe de magnesio de terras raras.
Data de publicación: 04-07-2022