稀土元素在金属材料中作用和机理

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1、稀土元素在金属材料中作用和机理　　【摘要】稀土元素作为一种重要的新能源技术材料,在当今的研究开发中有着十分重要的意义,尤其是在建筑、工业、金属材料的运用中有着非常重要的作用。通过稀土元素技术的综合应用,并充分考虑在当前社会环境中的整体模式,稀土元素成为一种战略元素,既是高新技术的生长点,也是新材料的宝库,在工业生产中发挥着越来越大的作用。本文将围绕稀土元素的整体概念进行分析,并概述稀土元素在金属材料中的作用,从多方面考究稀土元素在金属材料中的机理,更好的发挥稀土元素的整体效能。【关键词】稀土元素金属材料作用机理6稀土元

2、素在当前新能源技术的发展中有着重要的作用,尤其是在金属材料的运用中能有效降低硫含量,并且能彻底改变杂物形态。在稀土元素的整体作用分析中,通过技术的改进措施,充分发挥稀土元素在金属材料中的净化作用、吸收作用等,形成整体的机理及功能运用模式。因此,要整体分析稀土元素与金属材料的融合性,在整个技术运用的过程中,通过对稀土元素在金属材料中的机理的全面分析,尤其是突出在化学效应、作用发挥等多方面的整体机能,更好的推动稀土元素的作用。在实际的操作过程中突出稀土元素的化学原理,构建更为有效的稀土元素运用机制,形成高标准的机理效能,充

3、分发挥在金属材料中的作用。1简述稀土材料的整体概念1.1概念分析稀土是历史遗留下来的名称。稀土元素(RareEarthElement)是从18世纪末叶开始陆续发现,当时人们常把不溶于水的固体氧化物称为土。稀土一般是以氧化物状态分离出来的,很稀少,因而得名为稀土(RareEarth,简称RE或R)。稀土就是化学元素周期表中镧系元素——镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu),以及与镧系

4、的15个元素密切相关的元素——钪(Sc)和钇(Y)共17种元素,称为稀土元素。稀土元素的共性是:①它们的原子结构相似;②离子半径相近(REE3+离子半径1.06×1010m～0.84×1010m,Y3+为0.89×1010m);③它们在自然界密切共生。1.2特性分析6稀土元素是周期表中IIIB族钇、钪和镧系元素之总称。其中钷是人造放射性元素。他们都是很活泼的金属,性质极为相似,常见化合价+3,其水合离子大多有颜色,易形成稳定的配化合物。溶剂萃取和离子交换是目前分离稀土的较好方法。镧、铈、镨、钕等轻稀土金属,由于熔

5、点较低,在电解过程可呈熔融状态在阴极上析出,故一般均采用电解法制取。可用氯化物和氟化物两种盐系,前者以稀土氯化物为原料加入电解槽,后者则以氧化物的形式加入。2分析稀土元素在金属材料中的作用2.1微合金化作用在稀土元素的整体作用下,微合金化的作用是一项主要的功能运用,作为稀土原子的整体效能是一个不容忽视的问题,在晶界上的偏聚形成于其他元素相融合的方式,这样就会产生晶界的结构以及化学成分等多方面的改变,形成不同元素的扩散效果,最终导致钢组织发生性能的变化。在这些稀土元素与钢结构的整体融合中,形成不同的钢结构模式,在冶炼方法

6、上也会有不同稀土加入的方法,形成很大的差异,这些稀土强化的作用,阻碍整个晶间裂缝的形成,并出现相应扩展现象,可以有效的改善塑性以及高温塑性,通过稀土能有效抑制动态结晶,对于其中的微量元素具有很大的促进效果,并在溶解的稀土作用下,从而有效改变渗碳体组成以及结构的物理球化、细化等效果。2.2与其它有害元素的作用6在整体的分析上,稀土元素在金属材料中可以与其他元素进行有效的综合作用,尤其是在与钢结构中的磷、砷、锡、锑、铋等一些低熔点、有害的元素形成相互融合的效果,这些稀土元素可以与这些元素在杂志的参合下形成较高熔点的化合物,

7、并且还能抑制这些有害物质在晶界的偏离效果。比如,在钢存在有热脆性的情况下,主要是由于钢中具有低熔点的金属元素,因此,在加入稀土元素的钢液中,可以生成高熔点的金属化合物,这些稀土元素就会不溶于钢中,并产生在炉渣之中,从而起到净化的作用。6有效减少在钢结构中的杂质,有效避免热脆性现象的发生。其中,对于稀土元素的脱硫、脱氧效果,可以从大量的研究数据中得到证实:钢中氧、硫含量在一定范围内,钢液中加入稀土时,极易生成稀土的氧硫化物。尤其是钢结构中在一定范围内加入稀土,就会容易生成稀土的氧化物质,譬如钢中的氧、硫等含量在一定范围内

8、上升的情况下,尤其是在钢中含氧量逐渐下降到201ppm以下时,就会形成RE203S型夹杂物,而后形成RE3S4或RES型的硫化物。这些物质就可以有效的包裹在氧硫化物的表层,在经过组成复合夹杂物或稀土硅酸盐化合物的情况下,就会产生熔点高、性能稳定、球状物质较多的钢化液体,稀土元素在钢中的作用通过硫化物的形态进行全面控制,从而达到最佳