கூட்டுப் பொருட்களில் அரிய பூமியின் பயன்பாடு

பயன்பாடுஅரிய பூமிகூட்டுப் பொருட்களில்
அரிய மண் தனிமங்கள் தனித்துவமான 4f மின்னணு அமைப்பு, பெரிய அணு காந்தத் திருப்புத்திறன், வலுவான சுழல் இணைப்பு மற்றும் பிற பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன. பிற தனிமங்களுடன் வளாகங்களை உருவாக்கும் போது, ​​அவற்றின் ஒருங்கிணைப்பு எண் 6 முதல் 12 வரை மாறுபடும். அரிய மண் சேர்மங்கள் பல்வேறு படிக அமைப்புகளைக் கொண்டுள்ளன. அரிய மண் தனிமங்களின் சிறப்பு இயற்பியல் மற்றும் வேதியியல் பண்புகள், உயர்தர எஃகு மற்றும் இரும்பு அல்லாத உலோகங்கள், சிறப்பு கண்ணாடி மற்றும் உயர் செயல்திறன் கொண்ட மட்பாண்டங்கள், நிரந்தர காந்தப் பொருட்கள், ஹைட்ரஜன் சேமிப்புப் பொருட்கள், ஒளிரும் மற்றும் லேசர் பொருட்கள், அணுக்கரு பொருட்கள் மற்றும் பிற துறைகளை உருக்குவதில் அவற்றை பரவலாகப் பயன்படுத்துகின்றன. கூட்டுப் பொருட்களின் தொடர்ச்சியான வளர்ச்சியுடன், அரிய மண் தனிமங்களின் பயன்பாடு கூட்டுப் பொருட்களின் துறைக்கும் விரிவடைந்துள்ளது, பன்முகத்தன்மை கொண்ட பொருட்களுக்கு இடையிலான இடைமுகப் பண்புகளை மேம்படுத்துவதில் பரவலான கவனத்தை ஈர்த்துள்ளது.

கூட்டுப் பொருட்களைத் தயாரிப்பதில் அரிய பூமியின் முக்கிய பயன்பாட்டு வடிவங்கள் பின்வருமாறு: ① சேர்த்தல்அரிய பூமி உலோகங்கள்கூட்டுப் பொருட்களுக்கு; ② வடிவத்தில் சேர்க்கவும்அரிதான பூமி ஆக்சைடுகள்கூட்டுப் பொருளுக்கு; ③ பாலிமர்களில் அரிதான பூமி உலோகங்களுடன் டோப் செய்யப்பட்ட அல்லது பிணைக்கப்பட்ட பாலிமர்கள் கூட்டுப் பொருட்களில் மேட்ரிக்ஸ் பொருட்களாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. மேற்கண்ட மூன்று வகையான அரிதான பூமி பயன்பாட்டின் வடிவங்களில், முதல் இரண்டு வடிவங்கள் பெரும்பாலும் உலோக மேட்ரிக்ஸ் கலவையில் சேர்க்கப்படுகின்றன, மூன்றாவது முக்கியமாக பாலிமர் மேட்ரிக்ஸ் கலவைகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது, மேலும் பீங்கான் மேட்ரிக்ஸ் கலவை முக்கியமாக இரண்டாவது வடிவத்தில் சேர்க்கப்படுகிறது.

அரிய பூமிமுக்கியமாக உலோக அணி மற்றும் பீங்கான் அணி கலவையில் சேர்க்கைகள், நிலைப்படுத்திகள் மற்றும் சின்டரிங் சேர்க்கைகள் வடிவில் செயல்படுகிறது, அவற்றின் செயல்திறனை பெரிதும் மேம்படுத்துகிறது, உற்பத்தி செலவுகளைக் குறைக்கிறது மற்றும் அதன் தொழில்துறை பயன்பாட்டை சாத்தியமாக்குகிறது.

கூட்டுப் பொருட்களில் சேர்க்கைப் பொருட்களாக அரிய பூமி தனிமங்களைச் சேர்ப்பது, கூட்டுப் பொருட்களின் இடைமுக செயல்திறனை மேம்படுத்துவதிலும், உலோக அணி தானியங்களின் சுத்திகரிப்பை ஊக்குவிப்பதிலும் முக்கியமாகப் பங்கு வகிக்கிறது. செயல்பாட்டின் வழிமுறை பின்வருமாறு.

① உலோக அணிக்கும் வலுவூட்டும் கட்டத்திற்கும் இடையிலான ஈரப்பதத்தை மேம்படுத்தவும். அரிய பூமி தனிமங்களின் மின்னெதிர்த்தன்மை ஒப்பீட்டளவில் குறைவாக உள்ளது (உலோகங்களின் மின்னெதிர்த்தன்மை சிறியதாக இருந்தால், உலோகங்கள் அல்லாதவற்றின் மின்னெதிர்த்தன்மை அதிகமாக இருக்கும்). எடுத்துக்காட்டாக, La 1.1, Ce 1.12, மற்றும் Y 1.22. பொதுவான அடிப்படை உலோகமான Fe இன் மின்னெதிர்த்தன்மை 1.83, Ni 1.91, மற்றும் Al 1.61. எனவே, உருக்கும் செயல்பாட்டின் போது அரிதான பூமி தனிமங்கள் உலோக அணி மற்றும் வலுவூட்டல் கட்டத்தின் தானிய எல்லைகளில் முன்னுரிமையாக உறிஞ்சி, அவற்றின் இடைமுக ஆற்றலைக் குறைத்து, இடைமுகத்தின் ஒட்டுதல் வேலையை அதிகரித்து, ஈரமாக்கும் கோணத்தைக் குறைத்து, அதன் மூலம் அணி மற்றும் வலுவூட்டல் கட்டத்திற்கு இடையிலான ஈரப்பதத்தை மேம்படுத்தும். அலுமினிய அணியில் La தனிமத்தைச் சேர்ப்பது AlO மற்றும் அலுமினிய திரவத்தின் ஈரப்பதத்தை திறம்பட மேம்படுத்துகிறது மற்றும் கலப்புப் பொருட்களின் நுண் கட்டமைப்பை மேம்படுத்துகிறது என்று ஆராய்ச்சி காட்டுகிறது.

② உலோக அணி தானியங்களின் சுத்திகரிப்பை ஊக்குவிக்கவும். உலோக படிகத்தில் அரிதான பூமியின் கரைதிறன் சிறியது, ஏனெனில் அரிதான பூமி தனிமங்களின் அணு ஆரம் பெரியது, மேலும் உலோக அணியின் அணு ஆரம் ஒப்பீட்டளவில் சிறியது. பெரிய ஆரம் கொண்ட அரிய பூமி தனிமங்கள் மேட்ரிக்ஸ் லட்டியில் நுழைவது லட்டு சிதைவை ஏற்படுத்தும், இது அமைப்பு ஆற்றலை அதிகரிக்கும். மிகக் குறைந்த இலவச ஆற்றலைப் பராமரிக்க, அரிய பூமி அணுக்கள் ஒழுங்கற்ற தானிய எல்லைகளை நோக்கி மட்டுமே வளப்படுத்த முடியும், இது ஓரளவிற்கு மேட்ரிக்ஸ் தானியங்களின் இலவச வளர்ச்சியைத் தடுக்கிறது. அதே நேரத்தில், செறிவூட்டப்பட்ட அரிய பூமி தனிமங்கள் மற்ற அலாய் தனிமங்களையும் உறிஞ்சி, அலாய் தனிமங்களின் செறிவு சாய்வை அதிகரிக்கும், உள்ளூர் கூறுகளின் குளிர்ச்சியை ஏற்படுத்தும் மற்றும் திரவ உலோக அணியின் பன்முக அணுக்கரு விளைவை அதிகரிக்கும். கூடுதலாக, தனிமப் பிரிப்பால் ஏற்படும் அண்டர்கூலிங், பிரிக்கப்பட்ட சேர்மங்களின் உருவாக்கத்தை ஊக்குவிக்கும் மற்றும் பயனுள்ள பன்முக அணுக்கரு துகள்களாக மாறும், இதன் மூலம் உலோக அணி தானியங்களின் சுத்திகரிப்பை ஊக்குவிக்கும்.

③ தானிய எல்லைகளைச் சுத்திகரிக்கவும். அரிதான பூமித் தனிமங்களுக்கும் O, S, P, N போன்ற தனிமங்களுக்கும் இடையிலான வலுவான தொடர்பு காரணமாக, ஆக்சைடுகள், சல்பைடுகள், பாஸ்பைடுகள் மற்றும் நைட்ரைடுகளுக்கான நிலையான உருவாக்க ஆற்றல் குறைவாக உள்ளது. இந்தச் சேர்மங்கள் அதிக உருகுநிலை மற்றும் குறைந்த அடர்த்தியைக் கொண்டுள்ளன, அவற்றில் சில அலாய் திரவத்திலிருந்து மிதப்பதன் மூலம் அகற்றப்படலாம், மற்றவை தானியத்திற்குள் சமமாக விநியோகிக்கப்படுகின்றன, தானிய எல்லையில் அசுத்தங்களைப் பிரிப்பதைக் குறைக்கின்றன, இதன் மூலம் தானிய எல்லையைச் சுத்திகரித்து அதன் வலிமையை மேம்படுத்துகின்றன.

அரிய மண் உலோகங்களின் அதிக செயல்பாடு மற்றும் குறைந்த உருகுநிலை காரணமாக, அவை உலோக அணி கலவையில் சேர்க்கப்படும்போது, ​​கூட்டல் செயல்பாட்டின் போது ஆக்ஸிஜனுடனான அவற்றின் தொடர்பை சிறப்பாகக் கட்டுப்படுத்த வேண்டும் என்பதைக் கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும்.

பல்வேறு உலோக மேட்ரிக்ஸ் மற்றும் பீங்கான் மேட்ரிக்ஸ் கலவைகளில் நிலைப்படுத்திகள், சின்டரிங் எய்ட்ஸ் மற்றும் டோப்பிங் மாற்றிகளாக அரிய மண் ஆக்சைடுகளைச் சேர்ப்பது பொருட்களின் வலிமை மற்றும் கடினத்தன்மையை பெரிதும் மேம்படுத்தலாம், அவற்றின் சின்டரிங் வெப்பநிலையைக் குறைக்கலாம், இதனால் உற்பத்தி செலவுகளைக் குறைக்கலாம் என்பதை ஏராளமான நடைமுறைகள் நிரூபித்துள்ளன. அதன் செயல்பாட்டின் முக்கிய வழிமுறை பின்வருமாறு.

① ஒரு சின்டரிங் சேர்க்கையாக, இது கலப்புப் பொருட்களில் சின்டரிங் ஊக்குவிக்கவும், போரோசிட்டியைக் குறைக்கவும் முடியும். சின்டரிங் சேர்க்கைகளைச் சேர்ப்பது என்பது அதிக வெப்பநிலையில் ஒரு திரவ கட்டத்தை உருவாக்குவது, கலப்புப் பொருட்களின் சின்டரிங் வெப்பநிலையைக் குறைப்பது, சின்டரிங் செயல்பாட்டின் போது பொருட்களின் உயர்-வெப்பநிலை சிதைவைத் தடுப்பது மற்றும் திரவ கட்ட சின்டரிங் மூலம் அடர்த்தியான கலப்புப் பொருட்களைப் பெறுவதாகும். அரிய பூமி ஆக்சைடுகளின் அதிக நிலைத்தன்மை, பலவீனமான உயர்-வெப்பநிலை ஏற்ற இறக்கம் மற்றும் அதிக உருகும் மற்றும் கொதிநிலைகள் காரணமாக, அவை மற்ற மூலப்பொருட்களுடன் கண்ணாடி கட்டங்களை உருவாக்கி சின்டரிங் ஊக்குவிக்கலாம், இதனால் அவை ஒரு பயனுள்ள சேர்க்கையாக மாறும். அதே நேரத்தில், அரிய பூமி ஆக்சைடு பீங்கான் மேட்ரிக்ஸுடன் திடமான கரைசலையும் உருவாக்க முடியும், இது உள்ளே படிகக் குறைபாடுகளை உருவாக்கி, லட்டியை செயல்படுத்தி, சின்டரிங் ஊக்குவிக்கும்.

② நுண் கட்டமைப்பை மேம்படுத்துதல் மற்றும் தானிய அளவைச் செம்மைப்படுத்துதல். சேர்க்கப்பட்ட அரிய பூமி ஆக்சைடுகள் முக்கியமாக மேட்ரிக்ஸின் தானிய எல்லைகளில் இருப்பதாலும், அவற்றின் பெரிய அளவு காரணமாக, அரிய பூமி ஆக்சைடுகள் கட்டமைப்பில் அதிக இடம்பெயர்வு எதிர்ப்பைக் கொண்டிருப்பதாலும், மற்ற அயனிகளின் இடம்பெயர்வையும் தடுக்கின்றன, இதன் மூலம் தானிய எல்லைகளின் இடம்பெயர்வு விகிதத்தைக் குறைத்து, தானிய வளர்ச்சியைத் தடுக்கின்றன, மேலும் அதிக வெப்பநிலை சின்டரிங்கின் போது தானியங்களின் அசாதாரண வளர்ச்சியைத் தடுக்கின்றன. அவை சிறிய மற்றும் சீரான தானியங்களைப் பெறலாம், இது அடர்த்தியான கட்டமைப்புகளை உருவாக்குவதற்கு உகந்தது; மறுபுறம், அரிய பூமி ஆக்சைடுகளை ஊக்கமளிப்பதன் மூலம், அவை தானிய எல்லை கண்ணாடி கட்டத்தில் நுழைகின்றன, கண்ணாடி கட்டத்தின் வலிமையை மேம்படுத்துகின்றன, இதனால் பொருளின் இயந்திர பண்புகளை மேம்படுத்தும் இலக்கை அடைகின்றன.

பாலிமர் மேட்ரிக்ஸ் கலவைகளில் உள்ள அரிய மண் கூறுகள் முக்கியமாக பாலிமர் மேட்ரிக்ஸின் பண்புகளை மேம்படுத்துவதன் மூலம் அவற்றை பாதிக்கின்றன. அரிய மண் ஆக்சைடுகள் பாலிமர்களின் வெப்ப சிதைவு வெப்பநிலையை அதிகரிக்கலாம், அதே நேரத்தில் அரிய மண் கார்பாக்சிலேட்டுகள் பாலிவினைல் குளோரைட்டின் வெப்ப நிலைத்தன்மையை மேம்படுத்தலாம். அரிய மண் சேர்மங்களுடன் பாலிஸ்டிரீனை ஊக்குவிப்பது பாலிஸ்டிரீனின் நிலைத்தன்மையை மேம்படுத்தலாம் மற்றும் அதன் தாக்க வலிமை மற்றும் வளைக்கும் வலிமையை கணிசமாக அதிகரிக்கும்.