Magnija sakausējumam piemīt tādas īpašības kā viegls svars, augsta īpatnējā stingrība, augsta slāpēšana, vibrācijas un trokšņa samazināšana, izturība pret elektromagnētisko starojumu, piesārņojuma neesamība apstrādes un pārstrādes laikā utt., un magnija resursi ir bagātīgi, ko var izmantot ilgtspējīgai attīstībai. Tāpēc magnija sakausējums ir pazīstams kā "viegls un videi draudzīgs konstrukcijas materiāls 21. gadsimtā". Tas atklāj, ka vieglā svara, enerģijas taupīšanas un emisiju samazināšanas apstākļos ražošanas nozarē 21. gadsimtā tendence, ka magnija sakausējumam būs arvien lielāka loma, norāda arī uz to, ka mainīsies globālo metālu materiālu, tostarp Ķīnas, rūpniecības struktūra. Tomēr tradicionālajiem magnija sakausējumiem ir dažas vājās vietas, piemēram, viegla oksidēšanās un degšana, nav izturības pret koroziju, slikta augstās temperatūras šļūdes izturība un zema augstās temperatūras izturība.
Teorija un prakse liecina, ka retzemju metāli ir visefektīvākais, praktiskākais un daudzsološākais leģējošais elements šo trūkumu pārvarēšanai. Tāpēc ir ļoti svarīgi izmantot Ķīnas bagātīgos magnija un retzemju resursus, tos attīstīt un izmantot zinātniski, kā arī izstrādāt virkni retzemju magnija sakausējumu ar Ķīnas īpašībām un pārvērst resursu priekšrocības tehnoloģiskās un ekonomiskās priekšrocībās.
Zinātniskās attīstības koncepcijas praktizēšana, ilgtspējīgas attīstības ceļa izvēle, resursu taupīšanas un videi draudzīga jaunā industrializācijas ceļa praktizēšana un vieglu, modernu un lētu retzemju magnija sakausējumu atbalsta materiālu nodrošināšana aviācijai, kosmosa, transporta, “trīs C” nozarēm un visām ražošanas nozarēm ir kļuvusi par valsts, rūpniecības un daudzu pētnieku karstajiem punktiem un galvenajiem uzdevumiem. Paredzams, ka retzemju magnija sakausējums ar uzlabotu veiktspēju un zemu cenu kļūs par izrāviena punktu un attīstības spēku magnija sakausējuma pielietojuma paplašināšanai.
1808. gadā Hamfrijs Deivijs pirmo reizi frakcionēja dzīvsudrabu un magniju no amalgamas, un 1852. gadā Bunzens pirmo reizi elektrolizēja magniju no magnija hlorīda. Kopš tā laika magnijs un tā sakausējumi ir nonākuši vēsturē kā jauns materiāls. Magnijs un tā sakausējumi Otrā pasaules kara laikā strauji attīstījās. Tomēr tīra magnija zemās izturības dēļ to ir grūti izmantot kā strukturālu materiālu rūpnieciskai lietošanai. Viena no galvenajām magnija metāla izturības uzlabošanas metodēm ir leģēšana, tas ir, citu leģējošo elementu pievienošana, lai uzlabotu magnija metāla izturību, izmantojot cieto šķīdumu, nogulsnēšanu, graudu rafinēšanu un dispersijas stiprināšanu, lai tas atbilstu konkrētās darba vides prasībām.
Tas ir retzemju magnija sakausējuma galvenais leģējošais elements, un lielākā daļa izstrādāto karstumizturīgo magnija sakausējumu satur retzemju elementus. Retzemju magnija sakausējumam piemīt augsta temperatūras izturība un augsta izturība. Tomēr sākotnējos magnija sakausējuma pētījumos retzemju elementi tika izmantoti tikai noteiktos materiālos to augstās cenas dēļ. Retzemju magnija sakausējumu galvenokārt izmanto militārajā un kosmosa jomā. Tomēr, attīstoties sociālajai ekonomikai, magnija sakausējuma veiktspējai tiek izvirzītas augstākas prasības, un, samazinoties retzemju izmaksām, retzemju magnija sakausējuma izmantošana ir ievērojami paplašinājusies militārajā un civilajā jomā, piemēram, kosmosa, raķešu, automobiļu, elektroniskās komunikācijas, instrumentu un tā tālāk. Vispārīgi runājot, retzemju magnija sakausējuma attīstību var iedalīt četros posmos:
Pirmais posms: 20. gs. trīsdesmitajos gados tika atklāts, ka retzemju elementu pievienošana Mg-Al sakausējumam var uzlabot sakausējuma augstās temperatūras īpašības.
Otrais posms: 1947. gadā Sauervarlds atklāja, ka Zr pievienošana Mg-RE sakausējumam var efektīvi uzlabot sakausējuma graudus. Šis atklājums atrisināja retzemju magnija sakausējuma tehnoloģisko problēmu un faktiski lika pamatu karstumizturīga retzemju magnija sakausējuma izpētei un pielietošanai.
Trešais posms: 1979. gadā Drits un citi atklāja, ka Y pievienošanai ir ļoti labvēlīga ietekme uz magnija sakausējumu, kas bija vēl viens svarīgs atklājums karstumizturīgu retzemju magnija sakausējumu izstrādē. Pamatojoties uz to, tika izstrādāta virkne WE tipa sakausējumu ar karstumizturību un augstu izturību. Starp tiem WE54 sakausējuma stiepes izturība, noguruma izturība un šļūdes izturība ir salīdzināma ar lieta alumīnija sakausējuma īpašībām istabas temperatūrā un augstā temperatūrā.
Ceturtais posms: tas galvenokārt attiecas uz Mg-HRE (smago retzemju elementu) sakausējumu izpēti kopš 1990. gada, lai iegūtu magnija sakausējumu ar izcilām īpašībām un apmierinātu augsto tehnoloģiju jomu vajadzības. Smago retzemju elementu, izņemot Eu un Yb, maksimālā cietvielu šķīdība magnijā ir aptuveni 10–28 %, un maksimālā vērtība var sasniegt 41 %. Salīdzinot ar vieglajiem retzemju elementiem, smagajiem retzemju elementiem ir augstāka cietvielu šķīdība. Turklāt cietvielu šķīdība strauji samazinās, pazeminoties temperatūrai, kas labvēlīgi ietekmē cietvielu šķīduma stiprināšanu un nokrišņu stiprināšanu.
Magnija sakausējumu pielietojumu tirgus ir milzīgs, īpaši ņemot vērā pieaugošo metālu resursu, piemēram, dzelzs, alumīnija un vara, trūkumu pasaulē, magnija resursu priekšrocības un produktu priekšrocības tiks pilnībā izmantotas, un magnija sakausējums kļūs par strauji augošu inženiertehnisko materiālu. Saskaroties ar straujo magnija metāla materiālu attīstību pasaulē, Ķīnai kā galvenajai magnija resursu ražotājai un eksportētājai ir īpaši svarīgi veikt padziļinātu teorētisko izpēti un magnija sakausējumu pielietojumu izstrādi. Tomēr pašlaik magnija sakausējumu produktu zemā ražība, sliktā izturība pret šļūdi, sliktā karstumizturība un izturība pret koroziju joprojām ir šķēršļi, kas ierobežo magnija sakausējumu plašu pielietojumu.
Retzemju elementiem ir unikāla ekstrakodola elektroniskā struktūra. Tāpēc kā svarīgs leģējošais elements retzemju elementiem ir unikāla loma metalurģijā un materiālu jomā, piemēram, sakausējumu kausējuma attīrīšanā, sakausējumu struktūras pilnveidošanā, sakausējumu mehānisko īpašību un korozijas izturības uzlabošanā utt. Kā leģējošie elementi vai mikroleģējošie elementi retzemju elementi ir plaši izmantoti tērauda un krāsaino metālu sakausējumos. Magnija sakausējumu jomā, īpaši karstumizturīgu magnija sakausējumu jomā, cilvēki pakāpeniski atzīst retzemju izcilās attīrīšanas un stiprināšanas īpašības. Retzemju elementi tiek uzskatīti par leģējošo elementu ar vislielāko lietošanas vērtību un vislielāko attīstības potenciālu karstumizturīgo magnija sakausējumu jomā, un to unikālo lomu nevar aizstāt ar citiem leģējošajiem elementiem.
Pēdējos gados pētnieki gan mājās, gan ārzemēs ir veikuši plašu sadarbību, izmantojot magnija un retzemju resursus, lai sistemātiski pētītu retzemju elementus saturošus magnija sakausējumus. Tajā pašā laikā Ķīnas Zinātņu akadēmijas Čančunas Lietišķās ķīmijas institūts ir apņēmies izpētīt un izstrādāt jaunus retzemju magnija sakausējumus ar zemām izmaksām un augstu veiktspēju, un ir sasniedzis noteiktus rezultātus. Veicināt retzemju magnija sakausējumu materiālu izstrādi un izmantošanu.
Publicēšanas laiks: 2022. gada 4. jūlijs