Magnesiumlegering har egenskaber som let vægt, høj specifik stivhed, høj dæmpning, vibrations- og støjreduktion, modstandsdygtighed over for elektromagnetisk stråling, ingen forurening under forarbejdning og genbrug osv., og der findes rigelige magnesiumressourcer, som kan bruges til bæredygtig udvikling. Derfor er magnesiumlegering kendt som "let og grønt strukturmateriale i det 21. århundrede". Det afslører, at i takt med at let vægt, energibesparelser og emissionsreduktion i fremstillingsindustrien i det 21. århundrede, indikerer tendensen til, at magnesiumlegeringer vil spille en vigtigere rolle, også, at den industrielle struktur af globale metalmaterialer, inklusive Kina, vil ændre sig. Traditionelle magnesiumlegeringer har dog nogle svagheder, såsom let oxidation og forbrænding, ingen korrosionsbestandighed, dårlig krybemodstand ved høje temperaturer og lav højtemperaturstyrke.
Teori og praksis viser, at sjældne jordarter er det mest effektive, praktiske og lovende legeringselement til at overvinde disse svagheder. Derfor er det af stor betydning at udnytte Kinas rigelige magnesium- og sjældne jordarters ressourcer, udvikle og udnytte dem videnskabeligt og udvikle en række magnesiumlegeringer med sjældne jordarter med kinesiske karakteristika og omdanne ressourcefordele til teknologiske fordele og økonomiske fordele.
At praktisere det videnskabelige udviklingskoncept, tage vejen mod bæredygtig udvikling, praktisere den ressourcebesparende og miljøvenlige nye industrialiseringsvej og levere lette, avancerede og billige støttematerialer til sjældne jordarts magnesiumlegeringer til luftfart, rumfart, transport, "tre C"-industrier og alle fremstillingsindustrier er blevet hotspots og nøgleopgaver for landet, industrien og mange forskere. Sjældne jordarts magnesiumlegeringer med avanceret ydeevne og lav pris forventes at blive gennembrudspunktet og udviklingskraften for at udvide anvendelsen af magnesiumlegeringer.
I 1808 fraktionerede Humphrey Davey kviksølv og magnesium fra amalgam for første gang, og i 1852 elektrolyserede Bunsen magnesium fra magnesiumchlorid for første gang. Siden da har magnesium og dets legering været på den historiske scene som et nyt materiale. Magnesium og dets legeringer udviklede sig med stormskridt under Anden Verdenskrig. På grund af den lave styrke af rent magnesium er det imidlertid vanskeligt at bruge det som et strukturelt materiale til industriel anvendelse. En af de vigtigste metoder til at forbedre styrken af magnesiummetal er legering, det vil sige at tilsætte andre typer legeringselementer for at forbedre styrken af magnesiummetal gennem fast opløsning, udfældning, kornforfining og dispersionsforstærkning, så det kan opfylde kravene i et givet arbejdsmiljø.
Det er det primære legeringselement i sjældne jordarts magnesiumlegeringer, og de fleste af de udviklede varmebestandige magnesiumlegeringer indeholder sjældne jordarter. Sjældne jordarts magnesiumlegeringer har egenskaber som høj temperaturbestandighed og høj styrke. I den indledende forskning i magnesiumlegeringer anvendes sjældne jordarter dog kun i specifikke materialer på grund af deres høje pris. Sjældne jordarts magnesiumlegeringer anvendes hovedsageligt inden for militære og luftfartsområder. Med udviklingen af samfundsøkonomien stilles der dog højere krav til magnesiumlegeringers ydeevne, og med reduktionen af omkostningerne ved sjældne jordarter er sjældne jordarts magnesiumlegeringer blevet kraftigt udvidet inden for militære og civile områder såsom luftfart, missiler, biler, elektronisk kommunikation, instrumentering osv. Generelt kan udviklingen af sjældne jordarts magnesiumlegeringer opdeles i fire faser:
Den første fase: I 1930'erne blev det konstateret, at tilsætning af sjældne jordarter til Mg-Al-legering kunne forbedre legeringens ydeevne ved høje temperaturer.
Anden fase: I 1947 opdagede Sauerwarld, at tilsætning af Zr til Mg-RE-legering effektivt kunne forfine legeringens korn. Denne opdagelse løste det teknologiske problem med sjældne jordarts magnesiumlegeringer og lagde virkelig grundlaget for forskning og anvendelse af varmebestandige sjældne jordarts magnesiumlegeringer.
Den tredje fase: I 1979 fandt Drits og andre, at tilsætning af Y havde en meget gavnlig effekt på magnesiumlegeringer, hvilket var endnu en vigtig opdagelse i udviklingen af varmebestandige sjældne jordartsmagnesiumlegeringer. På dette grundlag blev der udviklet en række WE-type legeringer med varmebestandighed og høj styrke. Blandt dem er trækstyrken, udmattelsesstyrken og krybemodstanden for WE54-legeringen sammenlignelig med støbt aluminiumlegering ved stuetemperatur og høj temperatur.
Fjerde fase: Den refererer primært til udforskningen af Mg-HRE (tunge sjældne jordarter) legeringer siden 1990'erne for at opnå en magnesiumlegering med overlegen ydeevne og imødekomme behovene inden for højteknologiske områder. For tunge sjældne jordarter, undtagen Eu og Yb, er den maksimale opløselighed i faste stoffer i magnesium omkring 10%~28%, og det maksimale kan nå 41%. Sammenlignet med lette sjældne jordarter har tunge sjældne jordarter højere opløselighed i faste stoffer. Desuden falder opløseligheden i faste stoffer hurtigt med temperaturfaldet, hvilket har en god effekt på styrkelse af fast opløsning og styrkelse af udfældning.
Der er et enormt anvendelsesmarked for magnesiumlegeringer, især på baggrund af den stigende mangel på metalressourcer som jern, aluminium og kobber i verden. Ressource- og produktfordele ved magnesium vil blive fuldt udnyttet, og magnesiumlegering vil blive et hurtigt voksende teknisk materiale. Stillet over for den hurtige udvikling af magnesiummetalmaterialer i verden er Kina, som en stor producent og eksportør af magnesiumressourcer, særligt vigtigt at udføre dybdegående teoretisk forskning og anvendelsesudvikling af magnesiumlegeringer. Imidlertid er det lave udbytte af almindelige magnesiumlegeringsprodukter, dårlig krybemodstand, dårlig varmebestandighed og korrosionsbestandighed i øjeblikket stadig flaskehalse, der begrænser den store anvendelse af magnesiumlegeringer.
Sjældne jordarter har en unik ekstranukleær elektronisk struktur. Derfor spiller sjældne jordarter som et vigtigt legeringselement en unik rolle inden for metallurgi og materialeområder, såsom rensning af legeringssmelte, raffinering af legeringsstruktur, forbedring af legeringsmekaniske egenskaber og korrosionsbestandighed osv. Som legeringselementer eller mikrolegeringselementer er sjældne jordarter blevet meget anvendt i stål og ikke-jernholdige metallegeringer. Inden for magnesiumlegeringer, især inden for varmebestandige magnesiumlegeringer, er de enestående rensnings- og forstærkningsegenskaber ved sjældne jordarter gradvist blevet anerkendt af folk. Sjældne jordarter betragtes som det legeringselement med den største brugsværdi og det største udviklingspotentiale i varmebestandige magnesiumlegeringer, og dets unikke rolle kan ikke erstattes af andre legeringselementer.
I de senere år har forskere i ind- og udland gennemført et omfattende samarbejde, hvor magnesium og sjældne jordarters ressourcer systematisk er blevet undersøgt med magnesiumlegeringer, der indeholder sjældne jordarter. Samtidig er Changchun Institute of Applied Chemistry, Chinese Academy of Sciences, forpligtet til at udforske og udvikle nye magnesiumlegeringer med sjældne jordarter med lave omkostninger og høj ydeevne og har opnået visse resultater. Fremme udviklingen og anvendelsen af magnesiumlegeringsmaterialer med sjældne jordarter.
Opslagstidspunkt: 4. juli 2022