Magnesiumseokselle on ominaista kevyt paino, korkea ominaisjäykkyys, hyvä vaimennus, tärinän ja melun vaimennus, sähkömagneettisen säteilyn kestävyys, ei saastumista prosessoinnin ja kierrätyksen aikana jne., ja magnesiumvarat ovat runsaat, joita voidaan käyttää kestävään kehitykseen. Siksi magnesiumseosta kutsutaan "kevyeksi ja vihreäksi rakennemateriaaliksi 2000-luvulla". Tämä osoittaa, että keveyden, energiansäästön ja päästöjen vähentämisen myötä valmistusteollisuudessa 2000-luvulla magnesiumseoksen merkitys kasvaa, mikä osoittaa myös, että maailmanlaajuisten metallimateriaalien, myös Kiinan, teollinen rakenne muuttuu. Perinteisillä magnesiumseoksilla on kuitenkin joitakin heikkouksia, kuten helppo hapettuminen ja palaminen, korroosionkestävyyden puute, heikko virumiskestävyys korkeissa lämpötiloissa ja alhainen lujuus korkeissa lämpötiloissa.
Teoria ja käytäntö osoittavat, että harvinaiset maametallit ovat tehokkain, käytännöllisin ja lupaavin seosaine näiden heikkouksien voittamiseksi. Siksi on erittäin tärkeää hyödyntää Kiinan runsaita magnesium- ja harvinaisten maametallien varoja, kehittää ja hyödyntää niitä tieteellisesti sekä kehittää sarja harvinaisten maametallien magnesiumseoksia, joilla on kiinalaiset ominaisuudet, ja muuttaa resurssien edut teknologisiksi ja taloudellisiksi eduiksi.
Tieteellisen kehityksen konseptin harjoittaminen, kestävän kehityksen tiellä kulkeminen, resursseja säästävän ja ympäristöystävällisen uuden teollistumisen tien harjoittaminen sekä kevyiden, edistyneiden ja edullisten harvinaisten maametallien magnesiumseosten tukimateriaalien tarjoaminen ilmailu-, ilmailu- ja avaruusliikenteelle, kuljetukselle, "kolmen C:n" teollisuudelle ja kaikille valmistaville teollisuudenaloille on tullut maan, teollisuuden ja monien tutkijoiden kuumiksi pisteiksi ja keskeisiksi tehtäviksi. Harvinaisten maametallien magnesiumseosten, joilla on edistynyt suorituskyky ja alhainen hinta, odotetaan tulevan läpimurtopisteeksi ja kehitysvoimaksi magnesiumseosten käytön laajentamisessa.
Vuonna 1808 Humphrey Davey fraktioi elohopeaa ja magnesiumia amalgaamista ensimmäistä kertaa, ja vuonna 1852 Bunsen elektrolysoi magnesiumia magnesiumkloridista ensimmäistä kertaa. Siitä lähtien magnesium ja sen seokset ovat olleet historian näyttämöllä uutena materiaalina. Magnesium ja sen seokset kehittyivät harppauksin toisen maailmansodan aikana. Puhtaan magnesiumin alhaisen lujuuden vuoksi sitä on kuitenkin vaikea käyttää rakennemateriaalina teollisissa sovelluksissa. Yksi tärkeimmistä menetelmistä magnesiummetallin lujuuden parantamiseksi on seostaminen eli muiden seosaineiden lisääminen magnesiummetallin lujuuden parantamiseksi kiinteän liuoksen, saostuksen, raekoon hienontamisen ja dispersiovahvistuksen avulla, jotta se voi täyttää tietyn työympäristön vaatimukset.
Se on harvinaisten maametallien magnesiumseosten tärkein seosaine, ja useimmat kehitetyistä kuumuutta kestävistä magnesiumseoksista sisältävät harvinaisia maametalleja. Harvinaisten maametallien magnesiumseoksella on korkean lämpötilan kestävyys ja suuri lujuus. Magnesiumseoksen alustavassa tutkimuksessa harvinaisia maametalleja on kuitenkin käytetty vain tietyissä materiaaleissa sen korkean hinnan vuoksi. Harvinaisten maametallien magnesiumseosta käytetään pääasiassa sotilas- ja ilmailualoilla. Yhteiskuntatalouden kehittyessä magnesiumseoksen suorituskykyyn asetetaan kuitenkin korkeampia vaatimuksia, ja harvinaisten maametallien kustannusten laskiessa harvinaisten maametallien magnesiumseosta on käytetty huomattavasti sotilas- ja siviiliosilla, kuten ilmailu- ja avaruustekniikassa, ohjuksissa, autoteollisuudessa, sähköisessä viestinnässä, instrumentoinnissa ja niin edelleen. Yleisesti ottaen harvinaisten maametallien magnesiumseosten kehitys voidaan jakaa neljään vaiheeseen:
Ensimmäinen vaihe: 1930-luvulla havaittiin, että harvinaisten maametallien lisääminen Mg-Al-seokseen voisi parantaa seoksen suorituskykyä korkeissa lämpötiloissa.
Toinen vaihe: Vuonna 1947 Sauerwarld havaitsi, että lisäämällä sinkkiä (Zr) Mg-re-seokseen voidaan tehokkaasti hienontaa seoksen rakeita. Tämä löytö ratkaisi harvinaisten maametallien magnesiumseosten teknisen ongelman ja loi perustan kuumuutta kestävän harvinaisten maametallien magnesiumseosten tutkimukselle ja soveltamiselle.
Kolmas vaihe: Vuonna 1979 Drits ja muut havaitsivat, että Y:n lisäämisellä oli erittäin hyödyllinen vaikutus magnesiumseokseen, mikä oli toinen tärkeä löytö kuumuutta kestävän harvinaisten maametallien magnesiumseoksen kehittämisessä. Tämän perusteella kehitettiin sarja WE-tyyppisiä seoksia, joilla on kuumuutta kestävä ja korkea lujuus. Näistä WE54-seoksen vetolujuus, väsymislujuus ja virumislujuus ovat verrattavissa valetun alumiiniseoksen arvoihin huoneenlämmössä ja korkeassa lämpötilassa.
Neljäs vaihe: Se viittaa pääasiassa Mg-HRE (raskaiden harvinaisten maametallien) seosmetallien tutkimiseen 1990-luvulta lähtien, jotta saataisiin erittäin suorituskykyisiä magnesiumseoksia, jotka täyttävät korkean teknologian alojen tarpeet. Raskaiden harvinaisten maametallien, lukuun ottamatta Eu:ta ja Yb:tä, suurin kiinteän aineen liukoisuus magnesiumiin on noin 10–28 %, ja maksimi voi olla 41 %. Kevyisiin harvinaisiin maametalleihin verrattuna raskailla harvinaisilla maametalleilla on suurempi kiinteän aineen liukoisuus. Lisäksi kiinteän aineen liukoisuus laskee nopeasti lämpötilan laskiessa, mikä vaikuttaa myönteisesti kiinteän liuoksen lujittumiseen ja saostumislujittumiseen.
Magnesiumseosten sovellusmarkkinat ovat valtavat, erityisesti metallien, kuten raudan, alumiinin ja kuparin, maailmanlaajuisen pulan kasvaessa. Magnesiumin resurssien ja tuotteiden edut pääsevät täysimääräisesti hyödyksi, ja magnesiumseoksesta tulee nopeasti kasvava tekninen materiaali. Magnesiummetallimateriaalien nopean kehityksen edessä Kiinassa, merkittävänä magnesiumvarojen tuottajana ja viejänä, on erityisen tärkeää tehdä perusteellista teoreettista tutkimusta ja sovelluskehitystä magnesiumseoksista. Tällä hetkellä yleisten magnesiumseostuotteiden alhainen saanto, heikko virumislujuus, heikko lämmönkestävyys ja korroosionkestävyys ovat kuitenkin edelleen magnesiumseosten laajamittaista käyttöä rajoittavia pullonkauloja.
Harvinaisilla maametalleilla on ainutlaatuinen ydinten ulkopuolinen elektronirakenne. Siksi tärkeänä seosaineena harvinaisilla maametalleilla on ainutlaatuinen rooli metallurgiassa ja materiaaliteollisuudessa, kuten seossulan puhdistamisessa, seosrakenteen jalostuksessa, seoksen mekaanisten ominaisuuksien ja korroosionkestävyyden parantamisessa jne. Seosaineina tai mikroseosaineina harvinaisia maametalleja on käytetty laajalti teräksessä ja ei-rautametalliseoksissa. Magnesiumseosten alalla, erityisesti lämmönkestävien magnesiumseosten alalla, harvinaisten maametallien erinomaiset puhdistus- ja lujitusominaisuudet ovat vähitellen alkaneet tunnustaa. Harvinaisia maametalleja pidetään seosaineena, jolla on eniten käyttöarvoa ja suurin kehityspotentiaali lämmönkestävien magnesiumseosten joukossa, eikä sen ainutlaatuista roolia voida korvata muilla seosaineilla.
Viime vuosina tutkijat kotimaassa ja ulkomailla ovat tehneet laajaa yhteistyötä käyttäen magnesiumia ja harvinaisten maametallien resursseja harvinaisia maametalleja sisältävien magnesiumseosten systemaattiseen tutkimiseen. Samaan aikaan Kiinan tiedeakatemian Changchunin sovelletun kemian instituutti on sitoutunut tutkimaan ja kehittämään uusia harvinaisten maametallien magnesiumseoksia, joilla on alhaiset kustannukset ja korkea suorituskyky, ja on saavuttanut tiettyjä tuloksia. Edistää harvinaisten maametallien magnesiumseosmateriaalien kehittämistä ja käyttöä.
Julkaisun aika: 04.07.2022