Magnezijeva zlitina ima značilnosti majhne teže, visoke specifične togosti, visokega dušenja, zmanjšanja vibracij in hrupa, odpornosti na elektromagnetno sevanje, brez onesnaževanja med predelavo in recikliranjem itd., in virov magnezija je v izobilju, ki jih je mogoče uporabiti za trajnostni razvoj. Zato je magnezijeva zlitina znana kot "lahek in zelen strukturni material v 21. stoletju". Razkriva, da v plimi majhne teže, varčevanja z energijo in zmanjševanja emisij v predelovalni industriji v 21. stoletju trend, da bodo imele magnezijeve zlitine pomembnejšo vlogo, tudi kaže, da se bo industrijska struktura globalnih kovinskih materialov, vključno s Kitajsko, spremenila. Vendar pa imajo tradicionalne magnezijeve zlitine nekaj slabosti, kot so lahka oksidacija in zgorevanje, ni odpornosti proti koroziji, slaba odpornost proti lezenju pri visokih temperaturah in nizka trdnost pri visokih temperaturah.
Teorija in praksa kažeta, da je redka zemlja najbolj učinkovit, praktičen in obetaven legirni element za premagovanje teh slabosti. Zato je zelo pomembno izkoristiti bogate kitajske vire magnezija in redkih zemelj, jih razviti in uporabiti znanstveno ter razviti vrsto magnezijevih zlitin redkih zemelj s kitajskimi značilnostmi in spremeniti prednosti virov v tehnološke prednosti in gospodarske prednosti.
Uresničevanje koncepta znanstvenega razvoja, uvajanje na pot trajnostnega razvoja, izvajanje varčne z viri in okolju prijazne nove industrializacijske poti ter zagotavljanje lahkih, naprednih in poceni podpornih materialov iz redkih zemeljskih magnezijevih zlitin za letalstvo, vesoljski promet, transport, »Tri C” industrije in vse predelovalne industrije so postale vroče točke in ključne naloge države, industrije in mnogih raziskovalci. Magnezijeva zlitina redkih zemelj z napredno zmogljivostjo in nizko ceno naj bi postala točka preboja in razvojna moč za razširitev 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 njegova zlitina na zgodovinskem odru kot nov material. Magnezij in njegove zlitine so se med drugo svetovno vojno skokovito razvijale. Vendar pa ga je zaradi nizke trdnosti čistega magnezija težko uporabiti kot strukturni 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, rafiniranjem zrn in disperzijsko krepitvijo, tako da lahko izpolnjuje zahteve danega delovnega okolja.
Je glavni legirni element magnezijeve zlitine redkih zemelj in večina razvitih toplotno odpornih magnezijevih zlitin vsebuje elemente redkih zemelj. Magnezijeva zlitina redkih zemelj ima značilnosti visoke temperaturne odpornosti in visoke trdnosti. Vendar se v začetnih raziskavah magnezijeve zlitine redke zemlje zaradi visoke cene uporabljajo samo v posebnih materialih. Magnezijeva zlitina redkih zemelj se v glavnem uporablja na vojaškem in vesoljskem področju. Vendar pa se z razvojem socialne ekonomije postavljajo višje zahteve za učinkovitost magnezijeve zlitine, z zmanjšanjem stroškov redkih zemelj pa je magnezijeva zlitina redkih zemelj močno napredovala. razširila na vojaška in civilna področja, kot so vesoljski promet, rakete, avtomobili, elektronske komunikacije, instrumenti itd. Na splošno lahko razvoj magnezijeve zlitine redkih zemelj razdelimo na štiri stopnje:
Prva stopnja: V tridesetih letih 20. stoletja je bilo ugotovljeno, da lahko z dodajanjem redkih zemeljskih elementov zlitini Mg-Al izboljšamo delovanje zlitine pri visokih temperaturah.
Druga stopnja: Leta 1947 je Sauerwarld odkril, da lahko z dodajanjem Zr zlitini Mg-RE učinkovito prečisti zlitino. To odkritje je rešilo tehnološki problem magnezijeve zlitine redkih zemelj in resnično postavilo temelje za raziskave in uporabo toplotno odporne magnezijeve zlitine redkih zemelj.
Tretja stopnja: leta 1979 so Drits in drugi ugotovili, da ima dodajanje Y zelo ugoden učinek na magnezijevo zlitino, kar je bilo še eno pomembno odkritje pri razvoju toplotno odporne magnezijeve zlitine redkih zemelj. Na tej osnovi je bila razvita serija zlitin tipa WE s toplotno odpornostjo in visoko trdnostjo. Med njimi so natezna trdnost, odpornost proti utrujenosti in odpornost proti lezenju zlitine WE54 primerljive s tistimi iz lite aluminijeve zlitine pri sobni temperaturi in visoki temperaturi.
Četrta stopnja: Nanaša se predvsem na raziskovanje zlitine Mg-HRE (težka redka zemlja) od leta 1990, da bi pridobili magnezijevo zlitino z vrhunsko zmogljivostjo in zadovoljili potrebe visokotehnoloških področij. Za težke redke zemeljske elemente, razen Eu in Yb, je največja trdna topnost v magneziju približno 10% ~ 28%, največja pa lahko doseže 41%. V primerjavi z lahkimi redkozemeljskimi elementi imajo težki redkozemeljski elementi večjo trdno topnost. Poleg tega se trdna topnost hitro zmanjšuje z znižanjem temperature, kar ima dobre učinke trdne raztopine in krepitve padavin.
Obstaja ogromen trg aplikacij za magnezijeve zlitine, zlasti v ozadju vse večjega pomanjkanja kovinskih virov, kot so železo, aluminij in baker na svetu, bodo prednosti virov in izdelkov magnezija v celoti izkoriščene, magnezijeva zlitina pa bo postala hitro rastoč inženirski material. Zaradi hitrega razvoja magnezijevih kovinskih materialov v svetu je Kitajska kot glavni proizvajalec in izvoznik magnezijevih virov še posebej pomembna za izvedbo poglobljenih teoretičnih raziskav in razvoja aplikacij magnezijeve zlitine. Vendar pa so trenutno nizek izkoristek običajnih izdelkov iz magnezijeve zlitine, slaba odpornost proti lezenju, slaba toplotna odpornost in odpornost proti koroziji še vedno ozka grla, ki omejujejo obsežno uporabo magnezijeve zlitine.
Elementi redkih zemelj imajo edinstveno zunajjedrsko elektronsko strukturo. Zato imajo redki zemeljski elementi kot pomemben legirni element edinstveno vlogo v metalurgiji in na področju materialov, kot so čiščenje taline zlitin, rafiniranje strukture zlitin, izboljšanje mehanskih lastnosti zlitin in odpornosti proti koroziji itd. Kot legirni elementi ali mikrolegirni elementi so redke zemlje so se široko uporabljali v jeklu in zlitinah barvnih kovin. Na področju magnezijevih zlitin, zlasti na področju toplotno odpornih magnezijevih zlitin, ljudje postopoma prepoznavajo izjemne lastnosti čiščenja in krepitve redkih zemelj. Redka zemlja velja za legirni element z največjo uporabno vrednostjo in največjim razvojnim potencialom v toplotno odporni magnezijevi zlitini in njene edinstvene vloge ni mogoče nadomestiti z drugimi legirnimi elementi.
V zadnjih letih so raziskovalci doma in v tujini izvedli obsežno sodelovanje z uporabo virov magnezija in redkih zemelj za sistematično preučevanje magnezijevih zlitin, ki vsebujejo redke zemlje. Istočasno je Inštitut za uporabno kemijo Changchun, Kitajska akademija znanosti, zavezan raziskovanju in razvoju novih magnezijevih zlitin redkih zemelj z nizkimi stroški in visoko zmogljivostjo ter je dosegel določene rezultate. Spodbujanje razvoja in uporabe materialov iz redkih zemeljskih magnezijevih zlitin .
Čas objave: 4. julij 2022