Apa Pengaruh Tanah Langka Terhadap Tembaga dan Paduan Tembaga?

Apa dampak tanah jarang terhadap tembaga dan paduan tembaga?

1. Tembaga tanah jarang

Tembaga dan paduan tembaga memiliki serangkaian sifat khusus seperti konduktivitas listrik dan termal yang sangat baik, ketahanan korosi yang baik, non-magnetisme dan anti korosi terhadap mikroorganisme dan alga dalam air, pemrosesan plastik yang mudah dan kemampuan las yang baik, serta mudah untuk dituang. Ini telah menjadi bahan penting dalam industri modern dan banyak digunakan di bidang elektronik, elektromekanis, penerbangan, dirgantara dan sektor lainnya.

Unsur tanah jarang mempunyai sifat logam yang khas dan sangat aktif dalam sifat kimia. Mereka dapat berinteraksi dengan hampir semua unsur kecuali gas inert. Mereka adalah "monosodium glutamat" dalam industri metalurgi.

Penerapan tanah jarang pada tembaga dan paduan tembaga telah menarik perhatian luas dari para pekerja ilmiah dan teknologi di berbagai negara pada tahun 1950an, dan kini telah menjadi pusat penelitian. negara saya memulai penelitian tentang penerapan tanah jarang pada tembaga dan paduan tembaga sejak tahun 1960an. Penelitian pada saat itu lebih fokus pada peningkatan sifat pemrosesan panas dan dingin, ketahanan korosi dan ketahanan aus tembaga dan paduan tembaga, dan mencapai Beberapa hasil nilai praktis telah diperoleh, namun penelitian ini berjalan lambat, dan tidak banyak. bidang pengembangan dan penerapan.

2. Pengaruh tanah jarang terhadap struktur tembaga dan paduan tembaga

01Memurnikan tisu

Ada dua cara utama untuk memurnikan struktur tembaga dan paduan tembaga dengan tanah jarang:

(1) Tanah jarang memiliki afinitas yang kuat dengan oksigen dan belerang, membentuk senyawa tanah jarang dengan titik leleh lebih tinggi, stabilitas termal yang kuat, dan berat jenis yang kecil, sehingga mencapai efek desulfurisasi dan deoksigenasi; unsur tanah jarang dapat dengan mudah bereaksi dengan atom hidrogen. Bertindak untuk menghasilkan hidrida stabil tipe RH2 atau RH3 (R mewakili logam tanah jarang). Hidrida ini dilarutkan dalam paduan tembaga dalam bentuk larutan padat, sehingga menghilangkan efek berbahaya dari hidrogen.

(2) Tanah jarang dan Pb, Bi serta unsur lainnya menghasilkan senyawa intermetalik dengan titik leleh tinggi dengan titik leleh lebih tinggi daripada tembaga. Oleh karena itu, selama proses peleburan dan pengecoran tembaga, mereka dapat tetap dalam keadaan padat dan dihilangkan dari paduan tembaga logam cair bersama dengan terak untuk mencapai penghilangan Pb, Tujuan dari Bi.

gambar.png

02Perbaiki organisasi

Pengaruh tanah jarang terhadap struktur mikro tembaga dan paduan tembaga terutama tercermin dalam penghalusan butiran, pengurangan atau penghapusan kristal kolumnar, dan perluasan area butiran sama sumbu.

Ada tiga pandangan utama tentang mekanisme pemurnian struktur tembaga dan paduan tembaga tanah jarang:

(1) Membentuk inti kristal baru dan menghambat pertumbuhan butir.

(2) Mikrokristalisasi.

(3) Efek paduan.

gambar.png

03Pengaruh tanah jarang terhadap struktur inklusi

Pengaruh tanah jarang terhadap struktur inklusi terutama mengubah bentuk dan distribusi pengotor. Manifestasi utamanya adalah sebagai berikut:

(1) Mengurangi atau menghilangkan dendrit dan kristal kolumnar dalam struktur paduan.

(2) Membuat pengotor tertentu dalam paduan muncul dalam bentuk strip, lembaran atau bahkan balok, sehingga meningkatkan atau meningkatkan sifat mekanik dan pemrosesan tembaga dan paduannya.

(3) Mendistribusikan kembali pengotor berbahaya tertentu dalam paduan pada volume mikroskopis logam, atau mempengaruhi pemisahan makro pengotor tertentu, sehingga menghasilkan peningkatan berbagai sifat.

(4) Senyawa yang mengandung tanah jarang teradsorpsi pada batas butir logam atau paduan, mengurangi jumlah pengotor berbahaya dengan titik leleh rendah pada batas butir paduan, sehingga melemahkan kerapuhan suhu tinggi paduan tersebut.

gambar.png

3. Pengaruh tanah jarang terhadap sifat tembaga dan paduan tembaga

01Pengaruh terhadap kinerja pemrosesan

Menambahkan logam tanah jarang dalam jumlah yang sesuai ke paduan tembaga dapat meningkatkan sifat pengecoran tembaga dan paduan tembaga. Untuk berbagai jenis paduan tembaga, fluiditas dapat ditingkatkan sebesar 30% hingga 40% setelah menambahkan tanah jarang.

Menambahkan tanah jarang campuran {{0}},01% hingga 0,03% dapat secara signifikan meningkatkan pemanjangan suhu tinggi dari kuningan timbal yang terdeformasi, meningkatkan kinerja pemrosesan panas, dan mengurangi atau menghilangkan keretakan canai panas. Penghapusan pengotor oleh unsur tanah jarang meningkatkan kekuatan batas butir dan mengurangi jumlah fase penggetasan, sehingga meningkatkan suhu tinggi σb dan δ pada paduan tembaga. Menambahkan tanah jarang dapat mengurangi nilai tegangan sisa, dan tanah jarang dapat meningkatkan kemampuan deformasi dingin material dalam rentang deformasi tertentu (<14%).

02Pengaruh terhadap ketahanan aus

Unsur tanah jarang dan tembaga dapat membentuk senyawa intermetalik dengan kekerasan lebih tinggi dan distribusi merata. Senyawa ini menjadi resisten terhadap gerakan dislokasi; dan tanah jarang dapat secara efektif meningkatkan bentuk keberadaan dan distribusi inklusi, mengurangi kemungkinan melemahnya batas butir, dan mengurangi kemungkinan retak di sepanjang batas butir saat terkena beban, sehingga meningkatkan ketahanan aus.

Kuningan cor yang mengandung tanah jarang memiliki kekerasan yang tinggi, plastisitas dan ketangguhan yang baik, yang dapat memperpendek tahap running-in dan memperpanjang tahap keausan yang stabil, sehingga mengurangi keausan dan memperpanjang masa pakai benda kerja. Menambahkan Ce dan B ke perunggu aluminium mangan tinggi dapat mengurangi gesekan dan keausan kering sekitar 20% serta gesekan dan keausan pelumasan sekitar 50%.

03Pengaruh terhadap sifat mekanik dan konduktivitas listrik

Pengaruh tanah jarang terhadap sifat mekanik tembaga dan paduan tembaga terutama tercermin pada kekerasan, kekuatan, plastisitas, dll. Ketika kandungan tanah jarang dalam tembaga murni adalah {{0}}.1% hingga {{ 4}}.2%, kekuatannya meningkat pesat, dan bila lebih tinggi dari 0,2%, kekuatannya meningkat perlahan.

Mekanisme pengaruh tanah jarang terhadap konduktivitas tembaga dan paduan tembaga umumnya dianggap sebagai berikut: di satu sisi, efek pemurnian tanah jarang memurnikan butiran tembaga, meningkatkan batas butir, dan meningkatkan kemungkinan hamburan listrik, sehingga menghasilkan dalam peningkatan resistivitas dan penurunan konduktivitas. Di sisi lain, efek pemurnian tanah jarang mengurangi pengotor pada tembaga, melemahkan distorsi kisi, mengurangi kemungkinan hamburan elektron, dan meningkatkan konduktivitas.

gambar.png

4. Kesimpulan

Tanah jarang dapat memurnikan struktur, menyempurnakan struktur, dan mengubah distribusi inklusi dalam tembaga dan paduan tembaga, sehingga meningkatkan kinerja pemrosesan, ketahanan terhadap korosi dan aus, sifat mekanik, dan konduktivitas listrik. Oleh karena itu, tanah jarang dapat memperbaiki paduan tembaga dan tembaga. kinerja telah menempatkan lebih banyak harapan.

Meskipun banyak bahan tembaga dan paduan tembaga yang mengandung tanah jarang dengan kepentingan industri dan nilai praktis telah berhasil dikembangkan, lebih banyak tembaga dan paduan tembaga yang belum menggunakan tanah jarang, sehingga lebih banyak tembaga dan paduan tembaga yang mengandung tanah jarang perlu dikembangkan. Bahan paduan baru memungkinkan penerapan tanah jarang dalam tembaga dan paduan tembaga secara lebih luas, sehingga memungkinkan produksi industri. Jenis bahan tambahan tanah jarang atau produk paduan utama perlu lebih berseri, dan parameter seperti metode penambahan dan kondisi proses harus lebih sempurna.

Saat ini, banyak penelitian yang masih dalam tahap percobaan. Mekanisme, pola pengaruh, teknologi proses utama dan permasalahan lain dari kemampuan tanah jarang dalam meningkatkan sifat tembaga dan paduan tembaga masih perlu dieksplorasi lebih lanjut. Untuk memanfaatkan sepenuhnya keunggulan sumber daya tanah jarang di negara saya, perlu untuk memperkuat penelitian aplikasi dan penelitian teoritis dasar tanah jarang dalam tembaga dan paduan tembaga, untuk mendorong kemajuan teknologi aplikasi tanah jarang dan memperluas ruang lingkup penerapan tanah jarang.