७xxx, ५xxx, र २xxx श्रृंखलाका एल्युमिनियम मिश्र धातुहरूमा दुर्लभ पृथ्वी तत्वहरू (REEs) थप्ने बारेमा व्यापक अनुसन्धान गरिएको छ, जसले उल्लेखनीय प्रभावहरू देखाएको छ। विशेष गरी, ७xxx श्रृंखलाका एल्युमिनियम मिश्र धातुहरू, जसमा धेरै मिश्र धातु तत्वहरू हुन्छन्, प्रायः पग्लने र कास्टिङको समयमा गम्भीर पृथकीकरणको अनुभव गर्छन्, जसले गर्दा महत्त्वपूर्ण मात्रामा युटेक्टिक चरणहरू गठन हुन्छन्। यसले कठोरता र जंग प्रतिरोधलाई कम गर्छ, मिश्र धातुको समग्र कार्यसम्पादनमा सम्झौता गर्छ। अत्यधिक मिश्र धातुयुक्त एल्युमिनियम मिश्र धातुहरूमा दुर्लभ पृथ्वी तत्वहरूको समावेशले अन्नलाई परिष्कृत गर्न, पृथकीकरणलाई दबाउन र म्याट्रिक्सलाई शुद्ध गर्न सक्छ, जसले गर्दा सूक्ष्म संरचना र समग्र गुणहरू सुधार हुन्छ।
हालसालै, एक प्रकारको सुपरप्लास्टिक ग्रेन रिफाइनरले ध्यान खिचेको छ। यी रिफाइनरहरूले ग्रेन र सबग्रेन सीमाहरूको कमजोरी बढाउन ला र सीई जस्ता दुर्लभ पृथ्वी तत्वहरूको शोषण गर्छन्। यसले ग्रेनलाई मात्र परिष्कृत गर्दैन तर अवक्षेपणको एकसमान फैलावटलाई पनि बढावा दिन्छ, पुन: क्रिस्टलाइजेसनलाई दबाउँछ, र मिश्र धातुको लचकतामा उल्लेखनीय सुधार गर्दछ, अन्ततः एक्सट्रुजन प्रक्रियाहरूमा उत्पादकता बढाउँछ।
७xxx शृङ्खलाका एल्युमिनियम मिश्र धातुहरूमा, दुर्लभ पृथ्वी तत्वहरू सामान्यतया तीन तरिकाले थपिन्छन्:
१. दुर्लभ पृथ्वी तत्वहरू मात्र;
२.Zr र दुर्लभ पृथ्वी तत्वहरूको संयोजन;
३. Zr, Cr, र दुर्लभ पृथ्वी तत्वहरूको संयोजन।
दुर्लभ पृथ्वी तत्वहरूको कुल सामग्री सामान्यतया ०.१-०.५ wt% भित्र नियन्त्रण गरिन्छ।
दुर्लभ पृथ्वी तत्वहरूको संयन्त्र
La, Ce, Sc, Er, Gd, र Y जस्ता दुर्लभ पृथ्वी तत्वहरूले धेरै संयन्त्रहरू मार्फत एल्युमिनियम मिश्र धातुहरूमा योगदान पुर्याउँछन्:
अन्न परिष्करण: दुर्लभ पृथ्वी तत्वहरूले समान रूपमा वितरित अवक्षेपणहरू बनाउँछन् जुन विषम न्यूक्लिएशन साइटहरूको रूपमा काम गर्दछ, डेन्ड्राइटिक संरचनाहरूलाई समरूप सूक्ष्म अन्नहरूमा रूपान्तरण गर्दछ, जसले शक्ति र लचकता सुधार गर्दछ।
पृथकीकरणको दमन: पग्लने र ठोसीकरणको समयमा, दुर्लभ पृथ्वी तत्वहरूले तत्वको वितरणलाई बढावा दिन्छन्, युटेक्टिक गठन घटाउँछन्, र म्याट्रिक्स घनत्व बढाउँछन्।
म्याट्रिक्स शुद्धीकरण: Y, La, र Ce ले पग्लिएको (O, H, N, S) मा रहेका अशुद्धताहरूसँग प्रतिक्रिया गरेर स्थिर यौगिकहरू बनाउन सक्छन्, जसले ग्यासको मात्रा र समावेशीकरण घटाउँछ, जसले मिश्र धातुको गुणस्तर बढाउँछ।
पुन: क्रिस्टलाइजेशन व्यवहारको परिमार्जन: केही दुर्लभ पृथ्वी तत्वहरूले अन्न र उप-ग्रेन सीमाहरू पिन गर्न सक्छन्, विस्थापन गति र अन्न सीमा स्थानान्तरणलाई रोक्छन्। यसले पुन: क्रिस्टलाइजेशनलाई ढिलाइ गर्छ र थर्मल प्रशोधनको क्रममा राम्रो उप-ग्रेन संरचनाहरूलाई सुरक्षित राख्छ, शक्ति र जंग प्रतिरोध दुवैमा सुधार गर्दछ।
प्रमुख दुर्लभ पृथ्वी तत्वहरू र तिनीहरूको प्रभावहरू
स्क्यान्डियम (Sc)
दुर्लभ पृथ्वी तत्वहरू मध्ये Sc मा सबैभन्दा सानो परमाणु त्रिज्या छ र यो एक संक्रमण धातु पनि हो। यो विकृत आल्मुनियम मिश्र धातुहरूको गुणहरू बढाउन अत्यधिक प्रभावकारी छ।
एल्युमिनियम मिश्र धातुहरूमा, Sc सुसंगत Al₃Sc को रूपमा अवक्षेपण हुन्छ, जसले पुन: क्रिस्टलाइजेसन तापक्रम बढाउँछ र अन्नको मोटोपनलाई दबाउँछ।
Zr सँग मिलाउँदा, उच्च-तापमान स्थिर Al₃(Sc,Zr) कणहरू बन्छन्, जसले समरूप सूक्ष्म अन्नहरूलाई बढावा दिन्छ र विस्थापन गति र अन्नको सीमा स्थानान्तरणमा बाधा पुर्याउँछ। यसले शक्ति, थकान प्रतिरोध, र तनाव-क्षरण प्रदर्शनमा सुधार गर्दछ।
अत्यधिक Sc ले मोटे Al₃(Sc,Zr) कणहरू निम्त्याउन सक्छ, जसले गर्दा पुन: क्रिस्टलाइजेसन क्षमता, शक्ति र लचकता घट्छ।
एर्बियम (एआर)
Er ले Sc जस्तै काम गर्छ तर बढी लागत-प्रभावी छ।
७xxx शृङ्खलाका मिश्र धातुहरूमा, उपयुक्त Er थपहरूले अन्नहरूलाई परिष्कृत गर्छन्, विस्थापन गति र अन्न सीमा माइग्रेसनलाई रोक्छन्, पुन: क्रिस्टलाइजेसनलाई दबाउँछन्, र शक्ति बढाउँछन्।
Zr सँग सह-थप्दा, Al₃(Er,Zr) कणहरू बन्छन्, जुन Al₃Er भन्दा बढी थर्मल रूपमा स्थिर हुन्छन्, जसले गर्दा राम्रो पुन: क्रिस्टलाइजेसन दमन हुन्छ।
अत्यधिक Er ले Al₈Cu₄Er चरणहरू उत्पादन गर्न सक्छ, जसले गर्दा शक्ति र लचकता दुवै घट्न सक्छ।
ग्याडोलिनियम (Gd)
मध्यम Gd थपहरूले अन्नहरूलाई परिष्कृत गर्छन्, शक्ति र लचकता बढाउँछन्, र म्याट्रिक्समा Zn, Mg, र Cu को घुलनशीलता बढाउँछन्।
परिणामस्वरूप Al₃(Gd,Zr) फेज पिनहरूको विस्थापन र उप-अनाज सीमाहरू निस्कन्छन्, जसले पुन: क्रिस्टलाइजेसनलाई दबाउँछ। अन्नको सतहहरूमा सक्रिय फिल्म पनि बन्छ, जसले अन्नको वृद्धिलाई अझ सीमित गर्छ।
अत्यधिक Gd ले अन्नलाई खस्रो पार्न सक्छ र यान्त्रिक गुणहरू बिग्रन सक्छ।
ल्यान्थेनम (ला), सेरियम (सीई), र य्ट्रियम (वाई)
लाले अन्नलाई परिष्कृत गर्छ, अक्सिजनको मात्रा घटाउँछ, र वृद्धिलाई रोक्न अन्नको सतहमा सक्रिय तह बनाउँछ।
La र Ce ले GP क्षेत्र र η′ चरण वर्षालाई बढावा दिन्छ, म्याट्रिक्स शक्ति र जंग प्रतिरोधमा सुधार गर्दछ।
Y ले म्याट्रिक्सलाई शुद्ध पार्छ, ठोस घोलमा प्रमुख मिश्र धातु तत्वहरूको विघटनलाई रोक्छ, न्यूक्लिएसनलाई बढावा दिन्छ, र अन्नको सीमा र भित्री भागहरू बीचको सम्भावित भिन्नताहरूलाई कम गर्छ, जसले गर्दा क्षरण प्रतिरोध बढ्छ।
अत्यधिक La, Ce, वा Y ले मोटो ब्लकी यौगिकहरू निम्त्याउन सक्छ, जसले लचकता र शक्ति घटाउँछ।
प्रमुख दुर्लभ पृथ्वी तत्वहरूको गुण र आल्मुनियममा तिनीहरूको विशेषताहरू
पोस्ट समय: अगस्ट-२१-२०२५
