కాంపోజిట్ మెటీరియల్స్‌లో అరుదైన భూమి యొక్క అప్లికేషన్

యొక్క అప్లికేషన్అరుదైన భూమిమిశ్రమ పదార్థాలలో
అరుదైన భూమి మూలకాలు ప్రత్యేకమైన 4f ఎలక్ట్రానిక్ నిర్మాణం, పెద్ద పరమాణు అయస్కాంత క్షణం, బలమైన స్పిన్ కలపడం మరియు ఇతర లక్షణాలను కలిగి ఉంటాయి. ఇతర మూలకాలతో సముదాయాలను రూపొందించినప్పుడు, వాటి సమన్వయ సంఖ్య 6 నుండి 12 వరకు మారవచ్చు. అరుదైన భూమి సమ్మేళనాలు వివిధ రకాల క్రిస్టల్ నిర్మాణాలను కలిగి ఉంటాయి. అరుదైన భూమి యొక్క ప్రత్యేక భౌతిక మరియు రసాయన లక్షణాలు అధిక-నాణ్యత ఉక్కు మరియు నాన్-ఫెర్రస్ లోహాలు, ప్రత్యేక గాజు మరియు అధిక-పనితీరు గల సిరామిక్స్, శాశ్వత అయస్కాంత పదార్థాలు, హైడ్రోజన్ నిల్వ పదార్థాలు, ప్రకాశించే మరియు లేజర్ పదార్థాలు, అణు పదార్థాలను కరిగించడానికి విస్తృతంగా ఉపయోగించబడతాయి. , మరియు ఇతర ఫీల్డ్‌లు. మిశ్రమ పదార్థాల నిరంతర అభివృద్ధితో, అరుదైన ఎర్త్‌ల అప్లికేషన్ మిశ్రమ పదార్థాల రంగానికి కూడా విస్తరించింది, భిన్నమైన పదార్థాల మధ్య ఇంటర్‌ఫేస్ లక్షణాలను మెరుగుపరచడంలో విస్తృత దృష్టిని ఆకర్షిస్తోంది.

మిశ్రమ పదార్థాల తయారీలో అరుదైన భూమి యొక్క ప్రధాన దరఖాస్తు రూపాలు: ① జోడించడంఅరుదైన భూమి లోహాలుమిశ్రమ పదార్థాలకు; ② రూపంలో జోడించండిఅరుదైన భూమి ఆక్సైడ్లుమిశ్రమ పదార్థానికి; ③ డోప్ చేయబడిన లేదా పాలిమర్‌లలో అరుదైన ఎర్త్ లోహాలతో బంధించబడిన పాలిమర్‌లు మిశ్రమ పదార్థాలలో మాతృక పదార్థాలుగా ఉపయోగించబడతాయి. అరుదైన ఎర్త్ అప్లికేషన్ యొక్క పై మూడు రూపాలలో, మొదటి రెండు రూపాలు ఎక్కువగా మెటల్ మ్యాట్రిక్స్ మిశ్రమానికి జోడించబడ్డాయి, మూడవది ప్రధానంగా పాలిమర్ మ్యాట్రిక్స్ మిశ్రమాలకు వర్తించబడుతుంది మరియు సిరామిక్ మ్యాట్రిక్స్ మిశ్రమం ప్రధానంగా రెండవ రూపంలో జోడించబడుతుంది.

అరుదైన భూమిప్రధానంగా మెటల్ మ్యాట్రిక్స్ మరియు సిరామిక్ మ్యాట్రిక్స్ కాంపోజిట్‌ల రూపంలో సంకలనాలు, స్టెబిలైజర్లు మరియు సింటరింగ్ సంకలితాలపై పనిచేస్తుంది, వాటి పనితీరును బాగా మెరుగుపరుస్తుంది, ఉత్పత్తి ఖర్చులను తగ్గిస్తుంది మరియు దాని పారిశ్రామిక అనువర్తనాన్ని సాధ్యం చేస్తుంది.

మిశ్రమ పదార్ధాలలో సంకలితాలుగా అరుదైన భూమి మూలకాలను చేర్చడం ప్రధానంగా మిశ్రమ పదార్థాల ఇంటర్‌ఫేస్ పనితీరును మెరుగుపరచడంలో మరియు మెటల్ మ్యాట్రిక్స్ గ్రెయిన్‌ల శుద్ధీకరణను ప్రోత్సహించడంలో పాత్ర పోషిస్తుంది. చర్య యొక్క యంత్రాంగం క్రింది విధంగా ఉంటుంది.

① మెటల్ మాతృక మరియు ఉపబల దశ మధ్య తేమను మెరుగుపరచండి. అరుదైన భూమి మూలకాల యొక్క ఎలెక్ట్రోనెగటివిటీ సాపేక్షంగా తక్కువగా ఉంటుంది (లోహాల ఎలెక్ట్రోనెగటివిటీ చిన్నది, అలోహాల ఎలెక్ట్రోనెగటివిటీ మరింత చురుకుగా ఉంటుంది). ఉదాహరణకు, La 1.1, Ce 1.12 మరియు Y 1.22. సాధారణ బేస్ మెటల్ Fe యొక్క ఎలెక్ట్రోనెగటివిటీ 1.83, Ni 1.91 మరియు Al 1.61. అందువల్ల, అరుదైన ఎర్త్ ఎలిమెంట్స్ కరిగించే ప్రక్రియలో మెటల్ మాతృక మరియు ఉపబల దశ యొక్క ధాన్యం సరిహద్దులపై ప్రాధాన్యతనిస్తాయి, వాటి ఇంటర్‌ఫేస్ శక్తిని తగ్గించడం, ఇంటర్‌ఫేస్ యొక్క సంశ్లేషణ పనిని పెంచడం, చెమ్మగిల్లడం కోణాన్ని తగ్గించడం మరియు తద్వారా మాతృక మధ్య తేమను మెరుగుపరుస్తుంది. మరియు ఉపబల దశ. అల్యూమినియం మ్యాట్రిక్స్‌కు లా మూలకాన్ని జోడించడం వల్ల AlO మరియు అల్యూమినియం ద్రవం యొక్క తేమను సమర్థవంతంగా మెరుగుపరుస్తుంది మరియు మిశ్రమ పదార్థాల సూక్ష్మ నిర్మాణాన్ని మెరుగుపరుస్తుందని పరిశోధనలో తేలింది.

② మెటల్ మ్యాట్రిక్స్ గ్రెయిన్స్ యొక్క శుద్ధీకరణను ప్రోత్సహించండి. లోహపు స్ఫటికంలో అరుదైన భూమి యొక్క ద్రావణీయత చిన్నది, ఎందుకంటే అరుదైన భూమి మూలకాల పరమాణు వ్యాసార్థం పెద్దది మరియు మెటల్ మాతృక యొక్క పరమాణు వ్యాసార్థం సాపేక్షంగా చిన్నది. మాతృక లాటిస్‌లోకి పెద్ద వ్యాసార్థంతో అరుదైన ఎర్త్ ఎలిమెంట్‌ల ప్రవేశం లాటిస్ వక్రీకరణకు కారణమవుతుంది, ఇది సిస్టమ్ శక్తిని పెంచుతుంది. అత్యల్ప స్వేచ్ఛా శక్తిని నిర్వహించడానికి, అరుదైన భూమి పరమాణువులు సక్రమంగా లేని ధాన్యం సరిహద్దుల వైపు మాత్రమే వృద్ధి చెందుతాయి, ఇది కొంతవరకు మాతృక ధాన్యాల ఉచిత పెరుగుదలను అడ్డుకుంటుంది. అదే సమయంలో, సుసంపన్నమైన అరుదైన భూమి మూలకాలు ఇతర అల్లాయ్ మూలకాలను కూడా శోషిస్తాయి, మిశ్రమం మూలకాల యొక్క ఏకాగ్రత ప్రవణతను పెంచుతాయి, స్థానిక భాగాల అండర్‌కూలింగ్‌కు కారణమవుతాయి మరియు ద్రవ లోహ మాతృక యొక్క భిన్నమైన న్యూక్లియేషన్ ప్రభావాన్ని మెరుగుపరుస్తాయి. అదనంగా, ఎలిమెంటల్ సెగ్రిగేషన్ వల్ల కలిగే అండర్ కూలింగ్ కూడా వేరు చేయబడిన సమ్మేళనాల ఏర్పాటును ప్రోత్సహిస్తుంది మరియు ప్రభావవంతమైన భిన్నమైన న్యూక్లియేషన్ కణాలుగా మారుతుంది, తద్వారా లోహ మాతృక ధాన్యాల శుద్ధీకరణను ప్రోత్సహిస్తుంది.

③ ధాన్యం సరిహద్దులను శుద్ధి చేయండి. అరుదైన భూమి మూలకాలు మరియు O, S, P, N మొదలైన మూలకాల మధ్య బలమైన అనుబంధం కారణంగా, ఆక్సైడ్‌లు, సల్ఫైడ్‌లు, ఫాస్ఫైడ్‌లు మరియు నైట్రైడ్‌ల కోసం ఏర్పడే ప్రామాణిక ఉచిత శక్తి తక్కువగా ఉంటుంది. ఈ సమ్మేళనాలు అధిక ద్రవీభవన స్థానం మరియు తక్కువ సాంద్రత కలిగి ఉంటాయి, వీటిలో కొన్ని మిశ్రమ ద్రవం నుండి పైకి తేలడం ద్వారా తొలగించబడతాయి, మరికొన్ని ధాన్యం లోపల సమానంగా పంపిణీ చేయబడతాయి, ధాన్యం సరిహద్దులో మలినాలను వేరుచేయడం తగ్గిస్తాయి, తద్వారా ధాన్యం సరిహద్దును శుద్ధి చేస్తుంది మరియు దాని బలాన్ని మెరుగుపరచడం.

అరుదైన ఎర్త్ లోహాల అధిక కార్యాచరణ మరియు తక్కువ ద్రవీభవన స్థానం కారణంగా, వాటిని మెటల్ మ్యాట్రిక్స్ మిశ్రమానికి జోడించినప్పుడు, అదనంగా ప్రక్రియ సమయంలో ఆక్సిజన్‌తో వాటి సంబంధాన్ని ప్రత్యేకంగా నియంత్రించాల్సిన అవసరం ఉందని గమనించాలి.

అరుదైన ఎర్త్ ఆక్సైడ్‌లను వివిధ మెటల్ మ్యాట్రిక్స్ మరియు సిరామిక్ మ్యాట్రిక్స్ కాంపోజిట్‌లకు స్టెబిలైజర్‌లుగా, సింటరింగ్ ఎయిడ్స్‌గా మరియు డోపింగ్ మాడిఫైయర్‌లుగా జోడించడం వల్ల పదార్థాల బలం మరియు మొండితనాన్ని బాగా మెరుగుపరుస్తుంది, వాటి సింటరింగ్ ఉష్ణోగ్రతను తగ్గిస్తుంది మరియు తద్వారా ఉత్పత్తి ఖర్చులు తగ్గుతాయని పెద్ద సంఖ్యలో అభ్యాసాలు నిరూపించాయి. దాని చర్య యొక్క ప్రధాన విధానం క్రింది విధంగా ఉంటుంది.

① సింటరింగ్ సంకలితం వలె, ఇది సింటరింగ్‌ను ప్రోత్సహిస్తుంది మరియు మిశ్రమ పదార్థాలలో సచ్ఛిద్రతను తగ్గిస్తుంది. అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద ద్రవ దశను ఉత్పత్తి చేయడం, మిశ్రమ పదార్థాల సింటరింగ్ ఉష్ణోగ్రతను తగ్గించడం, సింటరింగ్ ప్రక్రియలో పదార్థాల అధిక-ఉష్ణోగ్రత కుళ్ళిపోవడాన్ని నిరోధించడం మరియు లిక్విడ్ ఫేజ్ సింటరింగ్ ద్వారా దట్టమైన మిశ్రమ పదార్థాలను పొందడం వంటివి సింటరింగ్ సంకలితాల జోడింపు. అధిక స్థిరత్వం, బలహీనమైన అధిక-ఉష్ణోగ్రత అస్థిరత మరియు అరుదైన ఎర్త్ ఆక్సైడ్‌ల యొక్క అధిక ద్రవీభవన మరియు మరిగే బిందువుల కారణంగా, అవి ఇతర ముడి పదార్థాలతో గాజు దశలను ఏర్పరుస్తాయి మరియు వాటిని ప్రభావవంతమైన సంకలితంగా మారుస్తాయి. అదే సమయంలో, అరుదైన ఎర్త్ ఆక్సైడ్ సిరామిక్ మ్యాట్రిక్స్‌తో ఘన ద్రావణాన్ని కూడా ఏర్పరుస్తుంది, ఇది లోపల క్రిస్టల్ లోపాలను సృష్టించగలదు, లాటిస్‌ను సక్రియం చేస్తుంది మరియు సింటరింగ్‌ను ప్రోత్సహిస్తుంది.

② సూక్ష్మ నిర్మాణాన్ని మెరుగుపరచండి మరియు ధాన్యం పరిమాణాన్ని మెరుగుపరచండి. జోడించిన అరుదైన ఎర్త్ ఆక్సైడ్లు ప్రధానంగా మాతృక యొక్క ధాన్యం సరిహద్దుల వద్ద ఉన్నాయి మరియు వాటి పెద్ద పరిమాణం కారణంగా, అరుదైన భూమి ఆక్సైడ్లు నిర్మాణంలో అధిక వలస నిరోధకతను కలిగి ఉంటాయి మరియు ఇతర అయాన్ల వలసలకు ఆటంకం కలిగిస్తాయి, తద్వారా ధాన్యం సరిహద్దుల వలస రేటు, ధాన్యం పెరుగుదలను నిరోధిస్తుంది మరియు అధిక-ఉష్ణోగ్రత సింటరింగ్ సమయంలో ధాన్యాల అసాధారణ పెరుగుదలను అడ్డుకుంటుంది. వారు చిన్న మరియు ఏకరీతి ధాన్యాలను పొందవచ్చు, ఇది దట్టమైన నిర్మాణాల ఏర్పాటుకు అనుకూలంగా ఉంటుంది; మరోవైపు, అరుదైన భూమి ఆక్సైడ్‌లను డోప్ చేయడం ద్వారా, అవి గ్లాస్ బౌండరీ గ్లాస్ దశలోకి ప్రవేశిస్తాయి, గాజు దశ యొక్క బలాన్ని మెరుగుపరుస్తాయి మరియు తద్వారా పదార్థం యొక్క యాంత్రిక లక్షణాలను మెరుగుపరిచే లక్ష్యాన్ని సాధిస్తాయి.

పాలిమర్ మాతృక మిశ్రమాలలో అరుదైన భూమి మూలకాలు ప్రధానంగా పాలిమర్ మాతృక యొక్క లక్షణాలను మెరుగుపరచడం ద్వారా వాటిని ప్రభావితం చేస్తాయి. అరుదైన ఎర్త్ ఆక్సైడ్‌లు పాలిమర్‌ల ఉష్ణ కుళ్ళిపోయే ఉష్ణోగ్రతను పెంచుతాయి, అయితే అరుదైన ఎర్త్ కార్బాక్సిలేట్లు పాలీ వినైల్ క్లోరైడ్ యొక్క ఉష్ణ స్థిరత్వాన్ని మెరుగుపరుస్తాయి. అరుదైన భూమి సమ్మేళనాలతో పాలీస్టైరిన్ డోపింగ్ పాలీస్టైరిన్ యొక్క స్థిరత్వాన్ని మెరుగుపరుస్తుంది మరియు దాని ప్రభావ బలం మరియు బెండింగ్ బలాన్ని గణనీయంగా పెంచుతుంది.