Magnezijeva zlitina ima značilnosti majhne teže, visoke specifične togosti, visokega dušenja, zmanjšanja vibracij in hrupa, odpornosti na elektromagnetno sevanje, odsotnost onesnaževanja med predelavo in recikliranjem itd., viri magnezija pa so bogati in se lahko uporabljajo za trajnostni razvoj. Zato je magnezijeva zlitina znana kot "lahek in zelen konstrukcijski material 21. stoletja". To kaže, da bo v 21. stoletju trend, da bodo magnezijeve zlitine igrale pomembnejšo vlogo, s porastom majhne teže, varčevanja z energijo in zmanjševanja emisij v predelovalni industriji, prav tako nakazuje, da se bo spremenila industrijska struktura svetovnih kovinskih materialov, vključno s Kitajsko. Vendar pa imajo tradicionalne magnezijeve zlitine nekatere slabosti, kot so lahka oksidacija in gorenje, pomanjkanje korozijske odpornosti, slaba odpornost proti lezenju pri visokih temperaturah in nizka trdnost pri visokih temperaturah.
Teorija in praksa kažeta, da so redke zemlje najučinkovitejši, praktičen in obetaven legirni element za premagovanje teh slabosti. Zato je zelo pomembno izkoristiti bogate kitajske vire magnezija in redkih zemelj, jih znanstveno razviti in uporabiti ter razviti vrsto zlitin redkih zemelj s kitajskimi značilnostmi in prednosti virov spremeniti v tehnološke in gospodarske prednosti.
Uresničevanje koncepta znanstvenega razvoja, ubranje poti trajnostnega razvoja, izvajanje varčne in okolju prijazne nove industrializacije ter zagotavljanje lahkih, naprednih in poceni podpornih materialov iz redkozemeljskih magnezijevih zlitin za letalstvo, vesoljsko industrijo, promet, industrijo "Tri C" in vse predelovalne industrije so postali žarišča in ključne naloge države, industrije in številnih raziskovalcev. Pričakuje se, da bodo redkozemeljske magnezijeve zlitine z naprednimi zmogljivostmi in nizko ceno postale prebojna točka in razvojna moč za širitev uporabe magnezijeve zlitine.
Leta 1808 je Humphrey Davey prvič frakcioniral živo srebro in magnezij iz amalgama, leta 1852 pa je Bunsen prvič elektroliziral magnezij iz magnezijevega klorida. Od takrat sta magnezij in njegove zlitine na zgodovinskem odru nov material. Magnezij in njegove zlitine so se med drugo svetovno vojno razvijali skokovito. Vendar pa ga je zaradi nizke trdnosti čistega magnezija težko uporabiti kot konstrukcijski material za industrijsko uporabo. Ena glavnih metod za izboljšanje trdnosti magnezijeve kovine je legiranje, to je dodajanje drugih vrst legirnih elementov za izboljšanje trdnosti magnezijeve kovine s trdno raztopino, obarjanjem, prečiščevanjem zrn in disperzijsko utrjevanjem, tako da lahko izpolnjuje zahteve danega delovnega okolja.
Je glavni legirni element redkozemeljske magnezijeve zlitine in večina razvitih toplotno odpornih magnezijevih zlitin vsebuje redkozemeljske elemente. Redkozemeljska magnezijeva zlitina ima značilnosti visoke temperaturne odpornosti in visoke trdnosti. Vendar pa so se v začetnih raziskavah magnezijeve zlitine redke zemlje zaradi visoke cene uporabljale le v specifičnih materialih. Redkozemeljska magnezijeva zlitina se uporablja predvsem v vojaškem in vesoljskem sektorju. Vendar pa so se z razvojem socialnega gospodarstva postavile višje zahteve glede zmogljivosti magnezijeve zlitine in z zmanjšanjem stroškov redkozemeljskih elementov se je redkozemeljska magnezijeva zlitina močno razširila na vojaškem in civilnem področju, kot so vesoljska industrija, rakete, avtomobili, elektronske komunikacije, instrumentacija in tako naprej. Na splošno lahko razvoj redkozemeljske magnezijeve zlitine razdelimo na štiri faze:
Prva faza: V tridesetih letih prejšnjega stoletja so ugotovili, da lahko dodajanje redkozemeljskih elementov zlitini Mg-Al izboljša njeno delovanje pri visokih temperaturah.
Druga faza: Leta 1947 je Sauerwarld odkril, da lahko dodajanje Zr zlitini Mg-RE učinkovito izboljša zrna zlitine. To odkritje je rešilo tehnološki problem redkozemeljskih magnezijevih zlitin in dejansko postavilo temelje za raziskave in uporabo toplotno odpornih redkozemeljskih magnezijevih zlitin.
Tretja faza: Leta 1979 so Drits in drugi ugotovili, da ima dodajanje Y zelo koristen učinek na magnezijevo zlitino, kar je bilo še eno pomembno odkritje pri razvoju toplotno odporne redkozemeljske magnezijeve zlitine. Na tej podlagi je bila razvita vrsta zlitin tipa WE s toplotno odpornostjo in visoko trdnostjo. Med njimi so natezna trdnost, utrujenostna trdnost in odpornost proti lezenju zlitine WE54 primerljive z litimi aluminijevimi zlitinami pri sobni in visoki temperaturi.
Četrta faza: V glavnem se nanaša na raziskovanje zlitin Mg-HRE (težkih redkih zemelj) od devetdesetih let prejšnjega stoletja, da bi dobili magnezijeve zlitine z vrhunskimi lastnostmi in zadostili potrebam visokotehnoloških področij. Za težke redke zemeljske elemente, razen Eu in Yb, je največja trdna topnost v magneziju približno 10 % do 28 %, največja pa lahko doseže 41 %. V primerjavi z lahkimi redkimi zemeljskimi elementi imajo težki redki zemeljski elementi višjo trdno topnost. Poleg tega se trdna topnost hitro zmanjšuje z zniževanjem temperature, kar ima dober učinek utrjevanja trdne raztopine in utrjevanja z izločanjem.
Trg uporabe magnezijevih zlitin je ogromen, zlasti glede na vse večje pomanjkanje kovinskih virov, kot so železo, aluminij in baker, na svetu. Prednosti magnezija kot surovine in izdelka se bodo v celoti izkoristile, magnezijeva zlitina pa bo postala hitro rastoči inženirski material. Zaradi hitrega razvoja kovinskih magnezijevih materialov na svetu je za Kitajsko kot glavno proizvajalko in izvoznico magnezijevih virov še posebej pomembno, da se izvedejo poglobljene teoretične raziskave in razvoj uporabe magnezijevih zlitin. Vendar pa so trenutno nizek izkoristek običajnih izdelkov iz magnezijevih zlitin, slaba odpornost proti lezenju, slaba toplotna odpornost in odpornost proti koroziji še vedno ozka grla, ki omejujejo obsežno uporabo magnezijevih zlitin.
Redkozemeljski elementi imajo edinstveno zunajjedrno elektronsko strukturo. Zato imajo redkozemeljski elementi kot pomemben legirni element edinstveno vlogo v metalurgiji in materialih, kot so čiščenje taline zlitin, rafiniranje strukture zlitin, izboljšanje mehanskih lastnosti zlitin in odpornosti proti koroziji itd. Kot legirni elementi ali mikrolegirni elementi se redkozemeljski elementi pogosto uporabljajo v jeklu in neželeznih kovinskih zlitinah. Na področju magnezijevih zlitin, zlasti na področju toplotno odpornih magnezijevih zlitin, ljudje postopoma prepoznavajo izjemne čistilne in utrjevalne lastnosti redkozemeljskih elementov. Redkozemeljski elementi veljajo za legirni element z največjo uporabno vrednostjo in največjim razvojnim potencialom v toplotno odpornih magnezijevih zlitinah, njihove edinstvene vloge pa ne morejo nadomestiti drugi legirni elementi.
V zadnjih letih so domači in tuji raziskovalci izvedli obsežno sodelovanje pri sistematičnem preučevanju magnezijevih zlitin, ki vsebujejo redke zemlje, z uporabo magnezija in drugih redkih zemelj. Hkrati se je Inštitut za uporabno kemijo Changchun Kitajske akademije znanosti zavezal k raziskovanju in razvoju novih nizkocenovnih in visokozmogljivih magnezijevih zlitin ter dosegel določene rezultate. Spodbujati razvoj in uporabo magnezijevih zlitin redkih zemelj.
Čas objave: 4. julij 2022