AplikazioaLur arraroaMaterial konposatuetan
Lurreko elementu arraroek 4f egitura elektronikoa dute, une magnetiko atomiko handia, biraketa akoplamendu sendoa eta bestelako ezaugarriak. Beste elementu batzuekin konplexuak eratzean, haien koordinazio zenbakia 6tik 12ra aldatu daiteke. Lurreko konposatu arraroek kristal egitura ugari dituzte. Lur arraroen propietate fisiko eta kimiko bereziak kalitate handiko altzairuzko eta burdinazko metalen galdaketarekin, beira bereziak eta errendimendu handiko zeramikak, iman iraunkorreko materialak, hidrogeno biltegiratze materialak, materialak eta laser materialak, material nuklearrak eta bestelako eremuak erabiltzen dituzte. Material konposatuen etengabeko garapenarekin batera, lur arraroak aplikatzea material konposatuen eremura ere zabaldu da, material heterogeneoen arteko interfazearen propietateak hobetzeko arreta zabala erakartzen duena.
Material konposatuak prestatzeko lur arraroaren aplikazio nagusiak honakoak dira: ① GehitzeaLurraren metal arraroakmaterial konposatuetara; ② Gehitu formaLurreko oxido arraroakmaterial konposatuari; ③ Polimeroetan metal arraroekin dopatutako edo lotzen diren polimeroak material konposatuetan material matrize gisa erabiltzen dira. Lurraren aplikazio arraroaren hiru formen artean, lehenengo bi formak metalezko matrize konposatuetan gehitzen dira gehienbat, eta hirugarrena batez ere polimeroen matrize konposatuetan aplikatzen da eta zeramikazko matrize konposatua bigarren formularioan gehitzen dira batez ere.
Lur arraroaBatez ere metalezko matrize eta zeramikazko matrize konposatuetan jarduten du gehigarri, egonkortzaile eta sinterizazio gehigarrien moduan, errendimendua asko hobetuz, ekoizpen kostuak murriztuz eta bere aplikazio industriala ahalbidetuz.
Material konposatuetan gehigarri gisa lortutako elementu arraroak gehitzeak material konposatuen interfazearen errendimendua hobetzeko eta metalezko aleak metalezko hobetzea sustatzeko eginkizuna du. Ekintzaren mekanismoa honako hau da.
① Metal matrizearen eta indartze fasearen arteko beroa hobetu. Lurraren elementu arraroen elektroegatibitatea nahiko baxua da (metalen elektroiengativitibitatea txikiagoa da, orduan eta aktiboagoak ez diren elektroiengatibitatea. Adibidez, LA 1.1 da, CE 1.12 da, eta Y 1.22 da. Base metaliko arrunten elektroegatibitatea 1,83 da, NI 1,91 da eta AL 1,61 da. Hori dela eta, Lurreko elementu arraroek Metal Matrizearen eta errefortzu fasearen arabera, beren interfazearen energia murriztuko dute, interfazearen energia murriztuz, interfazearen atxikimendua handituz, hezetasun angelua murriztuz eta, horrela, matrizearen eta errefortzu fasearen arteko bertsibilitatea hobetuz. Ikerketek frogatu dute aluminiozko matrizeari la elementuak gehitzea eraginkortasunez hobetzen dela alo eta aluminiozko likidoaren garapena eta material konposatuen mikroegitura hobetzen duela.
② Metal matrizeen aleak fintzea sustatzea. Metal Crystal-en lurralde arraroaren disolbagarritasuna txikia da, lurreko elementuen erradio roadikoa handia delako eta metalezko matrizeko erradio atomikoa nahiko txikia da. Matrize-zuntzetan erradio handiagoa duten lurreko elementu arraroek sartzea sistemen distortsioa eragingo dute, sistemaren energia areagotuko duena. Energia librea txikiena mantentzeko, lurreko atomo arraroek alea irregularren mugetara aberastu dezakete, neurri batean matrize aleen hazkunde librea oztopatzen baitute. Aldi berean, Lurraren elementu arraroek beste aleazio elementuak ere adsortzen dituzte, aleazio elementuen kontzentrazio gradientea handituz, tokiko osagaiak azpikontratatzea eragiten dute eta metalezko matrize likidoaren nukleo-efektu heterogeneoa hobetuz. Gainera, segurtasun-segregazioek eragindako azpikontratazioak konposatu segregatuen eraketa ere sustatu dezake eta nukleazio partikula heterogeneo eraginkorrak bihurtu daitezke, eta horrela, metalezko matrizeen aleak sustatuz.
③ Garbitu aleak mugak. Oxidoak, sulfuroak, fosfidoak eta nitridoak eratzeko energia aske estandarra da. Konposatu horiek urtze-puntu eta dentsitate baxua dute, eta horietako batzuk aleazio likidotik flotatuz kendu daitezke, beste batzuk alearen barruan banatuta dauden bitartean, eta, berriz, ezpurutasunak segregazioa murrizten da alearen mugan, eta, horrela, aleak mugatzen dira eta bere indarra hobetzeko.
Kontuan izan behar da, jarduera altuaren eta lurreko metal arraroen urtze-puntu txikia dela eta, metalezko matrize konposatuetara gehitzen direnean, oxigenoarekin duten harremana bereziki kontrolatu behar da gehitze prozesuan.
Praktika ugariek frogatu dute Lurreko oxido arraroak egonkortzaile gisa gehitzea, laguntza sinterizatzaileek eta metalezko matrize-matrize desberdinetara eta matrize zeramikazko konposatuetara, materialen indarra eta gogortasuna hobetu ditzakete, beren tenperatura sintering murriztea eta, beraz, ekoizpen kostuak murrizten dituzte. Honako hau da bere ekintzaren mekanismo nagusia.
① Gehigarri sinterizatzaile gisa, sinterizatzea eta material konposatuetan porositatea murriztu dezake. Gehigarri sinterizatzaileek tenperatura likidoak sortzea da, material konposatuen tenperatura sinterialak murriztea, tenperatura altuko materialen deskonposizioa inhibitzea surtering prozesuan zehar, eta material konposatu trinkoak lortzea, fase likidoaren bidez sintering likidoaren bidez. Egonkortasun altua dela eta, tenperatura altuko hegazkortasun ahula eta lurreko oxido arraroen urtze eta irakite puntuen ondorioz, beirazko faseak beste lehengaiekin osa dezakete eta sintering sustatu, gehigarri eraginkorra bihurtuz. Aldi berean, lurreko oxido arraroak soluzio sendoa ere sor dezake zeramikazko matrizearekin, eta horrek kristal akatsak sor ditzake barruan, sareak aktibatu eta sintering sustatu dezake.
② Mikroegitura hobetu eta alearen tamaina hobetzea. Lurraren oxido arraroak batez ere matrizeko aleak direla eta, lurraren oxido handiak direla eta, migrazio-erresistentzia handia da egituran, eta, gainera, beste ioi batzuen migrazioa oztopatzen du, eta horrela, tenperatura altuko sinterizazioan migrazio-tasa murrizten da eta tenperatura altuko sinterizazioan. Ale txikiak eta uniformeak lor ditzakete, egitura trinkoak eratzeko; Bestalde, lurreko oxido arraroak dopinaz, aleen muga beirazko fasean sartzen dira, beiraren fasearen indarra hobetuz eta, beraz, materialaren propietate mekanikoak hobetzeko helburua lortuz.
Lurreko elementu arraroak polimeroen matrize konposatuetan eragiten die batez ere polimeroen matrizearen propietateak hobetuz. Lurreko oxido arraroek polimeroen deskonposizio termikoaren tenperatura areagotu dezakete, eta lurreko karboxilato arraroak kloruro poliviniloaren egonkortasun termikoa hobetu dezake. Lurraren konposatu arraroekin poliestirenoak poliestirenoaren egonkortasuna hobetu dezake eta eraginaren indarra eta tolestura indarra nabarmen handitzen ditu.
Posta: 20123-26ko apirilak