Aplikasyon Latè Ra nan Materyèl Konpoze

Aplikasyon deLatè Ranan Materyèl Konpoze
Eleman latè ra yo gen yon estrikti elektwonik 4f inik, yon gwo moman mayetik atomik, yon kouplaj spin fò ak lòt karakteristik. Lè y ap fòme konplèks ak lòt eleman, nimewo kowòdinasyon yo ka varye ant 6 ak 12. Konpoze latè ra yo gen yon varyete estrikti kristal. Pwopriyete fizik ak chimik espesyal latè ra yo fè yo lajman itilize nan fonn asye kalite siperyè ak metal ki pa fere, vè espesyal ak seramik pèfòmans segondè, materyèl leman pèmanan, materyèl depo idwojèn, materyèl liminesan ak lazè, materyèl nikleyè, ak lòt domèn. Avèk devlopman kontinyèl materyèl konpoze yo, aplikasyon latè ra yo te elaji tou nan domèn materyèl konpoze yo, sa ki atire atansyon toupatou nan amelyore pwopriyete entèfas ant materyèl etewojèn yo.

Prensipal fòm aplikasyon latè ra nan preparasyon materyèl konpoze yo enkli: ① ajoutemetal latè ranan materyèl konpoze; ② Ajoute sou fòmoksid latè ranan materyèl konpoze a; ③ Polymè ki dope oswa lye avèk metal latè ra nan polymè yo itilize kòm materyèl matris nan materyèl konpoze. Pami twa fòm aplikasyon latè ra ki anwo yo, de premye fòm yo sitou ajoute nan konpoze matris metal, pandan ke twazyèm lan sitou aplike nan konpoze matris polimè, epi konpoze matris seramik yo sitou ajoute nan dezyèm fòm nan.

Latè rasitou aji sou matris metal ak konpoze matris seramik sou fòm aditif, estabilizatè, ak aditif sinterizasyon, amelyore pèfòmans yo anpil, diminye depans pwodiksyon, epi fè aplikasyon endistriyèl li posib.

Ajoute eleman latè ra kòm aditif nan materyèl konpoze yo jwe yon wòl prensipal nan amelyore pèfòmans entèfas materyèl konpoze yo epi ankouraje rafinman grenn matris metal yo. Mekanis aksyon an se jan sa a.

① Amelyore mouyabilite ant matris metal la ak faz ranfòsman an. Elektwonegativite eleman latè ra yo relativman ba (plis elektwonegativite metal yo piti, se plis elektwonegativite nonmetal yo aktif). Pa egzanp, La se 1.1, Ce se 1.12, epi Y se 1.22. Elektwonegativite metal debaz komen Fe se 1.83, Ni se 1.91, epi Al se 1.61. Se poutèt sa, eleman latè ra yo pral preferansyèlman adsorbe sou limit grenn matris metal la ak faz ranfòsman pandan pwosesis fizyon an, diminye enèji entèfas yo, ogmante travay adezyon entèfas la, diminye ang mouyaj la, e konsa amelyore mouyabilite ant matris la ak faz ranfòsman an. Rechèch yo montre ke adisyon eleman La nan matris aliminyòm nan amelyore mouyabilite AlO ak likid aliminyòm nan efektivman, epi amelyore mikwoestrikti materyèl konpoze yo.

② Ankouraje rafinman grenn matris metal yo. Soliblite latè ra nan kristal metal la piti, paske reyon atomik eleman latè ra yo gwo, epi reyon atomik matris metal la relativman piti. Antre eleman latè ra ki gen yon pi gwo reyon nan rezo matris la ap lakòz deformation rezo a, sa ki pral ogmante enèji sistèm nan. Pou kenbe pi ba enèji lib la, atòm latè ra yo ka sèlman anrichi nan direksyon limit grenn iregilye yo, sa ki nan yon sèten mezi anpeche kwasans lib grenn matris yo. An menm tan, eleman latè ra anrichi yo pral adsorbe lòt eleman alyaj tou, ogmante gradyan konsantrasyon eleman alyaj yo, sa ki lakòz yon sou-refwadisman lokal konpozan yo, epi amelyore efè nikleyasyon etewojèn matris metal likid la. Anplis de sa, sou-refwadisman ki koze pa segregasyon eleman yo kapab tou ankouraje fòmasyon konpoze segregasyon yo epi vin patikil nikleyasyon etewojèn efikas, kidonk ankouraje rafinman grenn matris metal yo.

③ Pirifye limit grenn yo. Akòz gwo afinite ki genyen ant eleman latè ra yo ak eleman tankou O, S, P, N, elatriye, enèji lib estanda fòmasyon pou oksid, silfid, fosfid, ak nitrid ba. Konpoze sa yo gen yon pwen fizyon ki wo ak yon dansite ki ba, kèk ladan yo ka retire lè yo flote anlè nan likid alyaj la, alòske lòt yo distribye respire nan grenn nan, sa ki diminye segregasyon enpurte nan limit grenn nan, kidonk pirifye limit grenn nan epi amelyore fòs li.

Li enpòtan pou note ke, akòz gwo aktivite ak pwen fizyon ki ba nan metal latè ra yo, lè yo ajoute yo nan konpoze matris metalik la, kontak yo ak oksijèn bezwen kontwole espesyalman pandan pwosesis adisyon an.

Yon gwo kantite pratik pwouve ke ajoute oksid latè ra kòm estabilizatè, èd sinterizasyon, ak modifikatè dopan nan diferan konpoze matris metal ak matris seramik ka amelyore anpil fòs ak rezistans materyèl yo, diminye tanperati sinterizasyon yo, e konsa diminye pri pwodiksyon yo. Mekanis prensipal aksyon li se jan sa a.

① Kòm yon aditif sinterizasyon, li ka ankouraje sinterizasyon epi redwi porosit nan materyèl konpoze. Ajoute aditif sinterizasyon yo gen pou objektif jenere yon faz likid nan tanperati ki wo, diminye tanperati sinterizasyon materyèl konpoze yo, anpeche dekonpozisyon materyèl yo nan tanperati ki wo pandan pwosesis sinterizasyon an, epi jwenn materyèl konpoze dans atravè sinterizasyon faz likid. Akòz gwo estabilite, volatilite fèb nan tanperati ki wo, ak pwen fizyon ak ebulisyon ki wo nan oksid latè ra yo, yo ka fòme faz vit ak lòt matyè premyè epi ankouraje sinterizasyon, sa ki fè yo yon aditif efikas. An menm tan, oksid latè ra a kapab tou fòme yon solisyon solid ak matris seramik la, sa ki ka jenere domaj kristal anndan, aktive rezo a epi ankouraje sinterizasyon.

② Amelyore mikwoestrikti a epi rafine gwosè grenn yo. Akòz lefèt ke oksid latè ra yo ajoute yo egziste sitou nan limit grenn matris la, epi akòz gwo volim yo, oksid latè ra yo gen yon gwo rezistans migrasyon nan estrikti a, epi tou yo anpeche migrasyon lòt iyon yo, kidonk diminye vitès migrasyon limit grenn yo, anpeche kwasans grenn yo, epi anpeche kwasans anòmal grenn yo pandan sinterizasyon nan tanperati ki wo. Yo ka jwenn grenn piti ak inifòm, ki fezab pou fòmasyon estrikti dans; Nan lòt men an, lè yo dope oksid latè ra yo, yo antre nan faz vè limit grenn yo, amelyore fòs faz vè a epi konsa reyalize objektif pou amelyore pwopriyete mekanik materyèl la.

Eleman latè ra nan konpoze matris polimè yo afekte yo sitou lè yo amelyore pwopriyete matris polimè a. Oksid latè ra yo ka ogmante tanperati dekonpozisyon tèmik polimè yo, alòske karboksilat latè ra yo ka amelyore estabilite tèmik klori polivinil la. Dopan polistirèn ak konpoze latè ra ka amelyore estabilite polistirèn epi ogmante anpil rezistans enpak ak rezistans fleksyon li.