Легура магнезијума има карактеристике мале тежине, високе специфичне крутости, високог пригушења, смањења вибрација и буке, отпорности на електромагнетно зрачење, одсуства загађења током обраде и рециклаже итд., а ресурси магнезијума су обилни, што се може користити за одрживи развој. Стога је легура магнезијума позната као „лаки и зелени конструкциони материјал у 21. веку“. То открива да ће у плими мале тежине, уштеде енергије и смањења емисија у производној индустрији у 21. веку, тренд да ће легуре магнезијума играти све важнију улогу такође указује на то да ће се индустријска структура глобалних металних материјала, укључујући Кину, променити. Међутим, традиционалне легуре магнезијума имају неке слабости, као што су лака оксидација и сагоревање, недостатак отпорности на корозију, лоша отпорност на пузање на високим температурама и ниска чврстоћа на високим температурама.
Теорија и пракса показују да су ретке земље најефикаснији, најпрактичнији и најперспективнији легирајући елемент за превазилажење ових слабости. Стога је од великог значаја искористити обилне кинеске ресурсе магнезијума и ретких земаља, развити их и научно користити, као и развити серију легура магнезијума од ретких земаља са кинеским карактеристикама, и претворити предности ресурса у технолошке и економске предности.
Примена концепта научног развоја, скретање путем одрживог развоја, практиковање новог пута индустријализације који штеди ресурсе и је еколошки прихватљив, као и обезбеђивање лаких, напредних и јефтиних материјала за пратеће материјале од легура магнезијума ретких земаља за авијацију, ваздухопловство, транспорт, „Три Ц“ индустрије и све производне индустрије, постали су жаришта и кључни задаци земље, индустрије и многих истраживача. Очекује се да ће легура магнезијума ретких земаља са напредним перформансама и ниском ценом постати прекретница и развојна снага за проширење примене легура магнезијума.
Године 1808, Хамфри Дејви је први пут фракционисао живу и магнезијум из амалгама, а 1852. године Бунзен је први пут електролизовао магнезијум из магнезијум хлорида. Од тада, магнезијум и његове легуре су се на историјској сцени нашли као нови материјал. Магнезијум и његове легуре су се развијале скоковито током Другог светског рата. Међутим, због ниске чврстоће чистог магнезијума, тешко га је користити као конструкциони материјал за индустријску примену. Једна од главних метода за побољшање чврстоће магнезијума је легирање, односно додавање других врста легирајућих елемената ради побољшања чврстоће магнезијума путем чврстог раствора, таложења, пречишћавања зрна и дисперзионог јачања, тако да може да задовољи захтеве датог радног окружења.
То је главни легирајући елемент легуре магнезијума од ретких земаља, а већина развијених легура магнезијума отпорних на топлоту садржи елементе ретких земаља. Легура магнезијума од ретких земаља има карактеристике отпорности на високе температуре и високе чврстоће. Међутим, у почетним истраживањима легура магнезијума, ретки елементи су се користили само у одређеним материјалима због своје високе цене. Легура магнезијума од ретких земаља се углавном користи у војној и ваздухопловној области. Међутим, са развојем друштвене економије, постављају се већи захтеви за перформансе легуре магнезијума, а са смањењем трошкова ретких земаља, легура магнезијума од ретких земаља се значајно проширила у војним и цивилним областима као што су ваздухопловство, ракете, аутомобили, електронске комуникације, инструментација и тако даље. Генерално говорећи, развој легура магнезијума од ретких земаља може се поделити у четири фазе:
Прва фаза: Тридесетих година прошлог века откривено је да додавање елемената ретких земаља легури Mg-Al може побољшати перформансе легуре на високим температурама.
Друга фаза: Године 1947, Зауерварлд је открио да додавање Zr легури Mg-RE може ефикасно рафинисати зрно легуре. Ово откриће је решило технолошки проблем легуре магнезијума ретких земаља и заиста поставило темеље за истраживање и примену легуре магнезијума отпорне на топлоту.
Трећа фаза: Године 1979, Дриц и други су открили да додавање Y има веома благотворан ефекат на легуру магнезијума, што је било још једно важно откриће у развоју легуре магнезијума ретких земаља отпорне на топлоту. На основу тога, развијена је серија легура типа WE са отпорношћу на топлоту и високом чврстоћом. Међу њима, затезна чврстоћа, чврстоћа на замор и отпорност на пузање легуре WE54 су упоредиве са онима код ливене легуре алуминијума на собној температури и високој температури.
Четврта фаза: Углавном се односи на истраживање легура Mg-HRE (тешких ретких земних елемената) од 1990-их година како би се добила легура магнезијума са супериорним перформансама и задовољиле потребе високотехнолошких области. За тешке ретке земне елементе, изузев Eu и Yb, максимална растворљивост у магнезијуму у чврстом стању је око 10%~28%, а максимум може достићи 41%. У поређењу са лаким ретким земним елементима, тешки ретки земни елементи имају већу растворљивост у чврстом стању. Штавише, растворљивост у чврстом стању брзо се смањује са смањењем температуре, што има добре ефекте на јачање чврстог раствора и јачање таложењем.
Постоји огромно тржиште примене легура магнезијума, посебно у условима све веће несташице металних ресурса као што су гвожђе, алуминијум и бакар у свету. Предности ресурса и производа магнезијума биће у потпуности искоришћене, а легура магнезијума ће постати брзо растући инжењерски материјал. Суочавајући се са брзим развојем металних материјала од магнезијума у свету, Кина, као главни произвођач и извозник ресурса магнезијума, посебно је важно спровести детаљна теоријска истраживања и развој примене легура магнезијума. Међутим, тренутно су низак принос уобичајених производа од легура магнезијума, лоша отпорност на пузање, лоша отпорност на топлоту и отпорност на корозију и даље препреке које ограничавају примену легура магнезијума у великим размерама.
Ретки земни елементи имају јединствену екстрануклеарну електронску структуру. Стога, као важан легирајући елемент, ретки земни елементи играју јединствену улогу у металургији и областима материјала, као што су пречишћавање растопљених легура, рафинирање структуре легура, побољшање механичких својстава легура и отпорности на корозију итд. Као легирајући елементи или микролегирајући елементи, ретки земни елементи се широко користе у легурама челика и обојених метала. У области магнезијумских легура, посебно у области магнезијумских легура отпорних на топлоту, људи постепено препознају изузетна својства пречишћавања и јачања ретких земних елемената. Ретки земни елементи се сматрају легирајућим елементом са највећом употребном вредношћу и највећим развојним потенцијалом у легурама магнезијума отпорним на топлоту, а његова јединствена улога не може се заменити другим легирајућим елементима.
Последњих година, истраживачи у земљи и иностранству су спровели широку сарадњу, користећи магнезијум и ресурсе ретких земаља за систематско проучавање легура магнезијума које садрже ретке земље. Истовремено, Институт за примењену хемију у Чангчуну, Кинеске академије наука, посвећен је истраживању и развоју нових легура магнезијума ретких земаља са ниском ценом и високим перформансама и постигао је одређене резултате. Промовисати развој и коришћење материјала од легура магнезијума ретких земаља.
Време објаве: 04.07.2022.