സംയോജിത വസ്തുക്കളിൽ അപൂർവ ഭൂമിയുടെ പ്രയോഗം

അപേക്ഷഅപൂർവ ഭൂമിസംയോജിത വസ്തുക്കളിൽ
അപൂർവ ഭൂമി മൂലകങ്ങൾക്ക് അതുല്യമായ 4f ഇലക്ട്രോണിക് ഘടനയും വലിയ ആറ്റോമിക് കാന്തിക നിമിഷവും ശക്തമായ സ്പിൻ കപ്ലിംഗും മറ്റ് സവിശേഷതകളും ഉണ്ട്. മറ്റ് മൂലകങ്ങളുമായി സമുച്ചയങ്ങൾ രൂപപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, അവയുടെ ഏകോപന സംഖ്യ 6 മുതൽ 12 വരെ വ്യത്യാസപ്പെടാം. അപൂർവ ഭൂമി സംയുക്തങ്ങൾക്ക് പലതരം ക്രിസ്റ്റൽ ഘടനകളുണ്ട്. ഉയർന്ന ഗുണമേന്മയുള്ള സ്റ്റീൽ, നോൺ-ഫെറസ് ലോഹങ്ങൾ, പ്രത്യേക ഗ്ലാസ്, ഉയർന്ന പ്രകടനമുള്ള സെറാമിക്സ്, സ്ഥിരമായ കാന്തിക വസ്തുക്കൾ, ഹൈഡ്രജൻ സംഭരണ ​​സാമഗ്രികൾ, ലുമിനസെൻ്റ്, ലേസർ വസ്തുക്കൾ, ന്യൂക്ലിയർ മെറ്റീരിയലുകൾ എന്നിവ ഉരുകാൻ അപൂർവ ഭൂമിയുടെ പ്രത്യേക ഭൗതികവും രാസപരവുമായ ഗുണങ്ങൾ അവരെ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. , മറ്റ് ഫീൽഡുകൾ. സംയോജിത വസ്തുക്കളുടെ തുടർച്ചയായ വികസനത്തോടെ, അപൂർവ ഭൂമികളുടെ പ്രയോഗം സംയുക്ത വസ്തുക്കളുടെ മേഖലയിലേക്കും വ്യാപിച്ചു, വൈവിധ്യമാർന്ന വസ്തുക്കൾ തമ്മിലുള്ള ഇൻ്റർഫേസ് ഗുണങ്ങൾ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിൽ വ്യാപകമായ ശ്രദ്ധ ആകർഷിക്കുന്നു.

സംയോജിത വസ്തുക്കൾ തയ്യാറാക്കുന്നതിൽ അപൂർവ ഭൂമിയുടെ പ്രധാന പ്രയോഗ രൂപങ്ങളിൽ ഇവ ഉൾപ്പെടുന്നു: ① ചേർക്കുന്നുഅപൂർവ ഭൂമി ലോഹങ്ങൾസംയോജിത വസ്തുക്കളിലേക്ക്; ② എന്ന രൂപത്തിൽ ചേർക്കുകഅപൂർവ ഭൂമി ഓക്സൈഡുകൾസംയോജിത മെറ്റീരിയലിലേക്ക്; ③ പോളിമറുകളിൽ അപൂർവ എർത്ത് ലോഹങ്ങളുമായി ഡോപ്പ് ചെയ്തതോ ബോണ്ടഡ് ചെയ്തതോ ആയ പോളിമറുകൾ സംയുക്ത വസ്തുക്കളിൽ മാട്രിക്സ് മെറ്റീരിയലായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. മേൽപ്പറഞ്ഞ മൂന്ന് അപൂർവ ഭൂമി പ്രയോഗങ്ങളിൽ, ആദ്യ രണ്ട് ഫോമുകൾ കൂടുതലും മെറ്റൽ മാട്രിക്സ് കോമ്പോസിറ്റിലാണ് ചേർത്തിരിക്കുന്നത്, മൂന്നാമത്തേത് പ്രധാനമായും പോളിമർ മാട്രിക്സ് കോമ്പോസിറ്റുകളിലും സെറാമിക് മാട്രിക്സ് കോമ്പോസിറ്റിലും പ്രധാനമായും രണ്ടാം രൂപത്തിലാണ് ചേർത്തിരിക്കുന്നത്.

അപൂർവ ഭൂമിഅഡിറ്റീവുകൾ, സ്റ്റെബിലൈസറുകൾ, സിൻ്ററിംഗ് അഡിറ്റീവുകൾ എന്നിവയുടെ രൂപത്തിൽ പ്രധാനമായും മെറ്റൽ മാട്രിക്സ്, സെറാമിക് മാട്രിക്സ് കോമ്പോസിറ്റ് എന്നിവയിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്നു, അവയുടെ പ്രകടനം വളരെയധികം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു, ഉൽപ്പാദനച്ചെലവ് കുറയ്ക്കുന്നു, വ്യാവസായിക പ്രയോഗം സാധ്യമാക്കുന്നു.

അപൂർവ ഭൂമി മൂലകങ്ങൾ സംയോജിത വസ്തുക്കളിൽ അഡിറ്റീവുകളായി ചേർക്കുന്നത് പ്രധാനമായും സംയോജിത വസ്തുക്കളുടെ ഇൻ്റർഫേസ് പ്രകടനം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിലും മെറ്റൽ മാട്രിക്സ് ധാന്യങ്ങളുടെ ശുദ്ധീകരണം പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുന്നതിലും ഒരു പങ്ക് വഹിക്കുന്നു. പ്രവർത്തനത്തിൻ്റെ സംവിധാനം ഇപ്രകാരമാണ്.

① മെറ്റൽ മാട്രിക്സിനും ബലപ്പെടുത്തൽ ഘട്ടത്തിനും ഇടയിലുള്ള ഈർപ്പം മെച്ചപ്പെടുത്തുക. അപൂർവ ഭൂമി മൂലകങ്ങളുടെ ഇലക്‌ട്രോനെഗറ്റിവിറ്റി താരതമ്യേന കുറവാണ് (ലോഹങ്ങളുടെ ഇലക്‌ട്രോനെഗറ്റിവിറ്റി ചെറുതാണെങ്കിൽ, അലോഹങ്ങളുടെ ഇലക്ട്രോനെഗറ്റിവിറ്റി കൂടുതൽ സജീവമാണ്). ഉദാഹരണത്തിന്, La 1.1, Ce 1.12, Y 1.22. സാധാരണ അടിസ്ഥാന ലോഹമായ Fe യുടെ ഇലക്ട്രോനെഗറ്റിവിറ്റി 1.83 ഉം Ni 1.91 ഉം Al 1.61 ഉം ആണ്. അതിനാൽ, അപൂർവ ഭൂമി മൂലകങ്ങൾ മെൽറ്റിംഗ് പ്രക്രിയയിൽ ലോഹ മാട്രിക്സിൻ്റെ ധാന്യ അതിരുകളിലും ശക്തിപ്പെടുത്തൽ ഘട്ടത്തിലും മുൻഗണന നൽകും, അവയുടെ ഇൻ്റർഫേസ് എനർജി കുറയ്ക്കുകയും ഇൻ്റർഫേസിൻ്റെ അഡീഷൻ വർക്ക് വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും നനവ് ആംഗിൾ കുറയ്ക്കുകയും അതുവഴി മാട്രിക്സ് തമ്മിലുള്ള ഈർപ്പം മെച്ചപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യും. ഒപ്പം ബലപ്പെടുത്തൽ ഘട്ടവും. അലുമിനിയം മാട്രിക്സിലേക്ക് ലാ മൂലകം ചേർക്കുന്നത് AlO, അലുമിനിയം ദ്രാവകം എന്നിവയുടെ ഈർപ്പം ഫലപ്രദമായി മെച്ചപ്പെടുത്തുകയും സംയോജിത വസ്തുക്കളുടെ സൂക്ഷ്മ ഘടന മെച്ചപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യുന്നുവെന്ന് ഗവേഷണങ്ങൾ തെളിയിച്ചിട്ടുണ്ട്.

② മെറ്റൽ മാട്രിക്സ് ധാന്യങ്ങളുടെ ശുദ്ധീകരണം പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുക. ലോഹ സ്ഫടികത്തിലെ അപൂർവ ഭൂമിയുടെ ലായകത ചെറുതാണ്, കാരണം അപൂർവ ഭൂമി മൂലകങ്ങളുടെ ആറ്റോമിക് ആരം വലുതാണ്, കൂടാതെ ലോഹ മാട്രിക്സിൻ്റെ ആറ്റോമിക് ആരം താരതമ്യേന ചെറുതാണ്. മാട്രിക്സ് ലാറ്റിസിലേക്ക് വലിയ ആരമുള്ള അപൂർവ ഭൂമി മൂലകങ്ങളുടെ പ്രവേശനം ലാറ്റിസ് വികലത്തിന് കാരണമാകും, ഇത് സിസ്റ്റത്തിൻ്റെ ഊർജ്ജം വർദ്ധിപ്പിക്കും. ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ സ്വതന്ത്ര ഊർജ്ജം നിലനിർത്താൻ, അപൂർവ ഭൂമി ആറ്റങ്ങൾക്ക് ക്രമരഹിതമായ ധാന്യ അതിർത്തികളിലേക്ക് മാത്രമേ സമ്പുഷ്ടമാകൂ, ഇത് മാട്രിക്സ് ധാന്യങ്ങളുടെ സ്വതന്ത്ര വളർച്ചയെ ഒരു പരിധിവരെ തടസ്സപ്പെടുത്തുന്നു. അതേസമയം, സമ്പുഷ്ടമായ അപൂർവ ഭൂമി മൂലകങ്ങൾ മറ്റ് അലോയ് മൂലകങ്ങളെ ആഗിരണം ചെയ്യും, അലോയ് മൂലകങ്ങളുടെ കോൺസൺട്രേഷൻ ഗ്രേഡിയൻ്റ് വർദ്ധിപ്പിക്കും, പ്രാദേശിക ഘടകങ്ങളുടെ അണ്ടർകൂളിംഗിന് കാരണമാകുന്നു, കൂടാതെ ദ്രാവക ലോഹ മാട്രിക്സിൻ്റെ വൈവിധ്യമാർന്ന ന്യൂക്ലിയേഷൻ പ്രഭാവം വർദ്ധിപ്പിക്കും. കൂടാതെ, മൂലക വേർതിരിവ് മൂലമുണ്ടാകുന്ന അണ്ടർകൂളിംഗ്, വേർതിരിച്ച സംയുക്തങ്ങളുടെ രൂപവത്കരണത്തെ പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുകയും ഫലപ്രദമായ വൈവിധ്യമാർന്ന ന്യൂക്ലിയേഷൻ കണങ്ങളായി മാറുകയും അതുവഴി ലോഹ മാട്രിക്സ് ധാന്യങ്ങളുടെ ശുദ്ധീകരണത്തെ പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യും.

③ ധാന്യത്തിൻ്റെ അതിരുകൾ ശുദ്ധീകരിക്കുക. അപൂർവ ഭൂമി മൂലകങ്ങളും O, S, P, N മുതലായ മൂലകങ്ങളും തമ്മിലുള്ള ശക്തമായ ബന്ധം കാരണം, ഓക്സൈഡുകൾ, സൾഫൈഡുകൾ, ഫോസ്ഫൈഡുകൾ, നൈട്രൈഡുകൾ എന്നിവയുടെ രൂപീകരണത്തിൻ്റെ സാധാരണ സ്വതന്ത്ര ഊർജ്ജം കുറവാണ്. ഈ സംയുക്തങ്ങൾക്ക് ഉയർന്ന ദ്രവണാങ്കവും കുറഞ്ഞ സാന്ദ്രതയുമുണ്ട്, അവയിൽ ചിലത് അലോയ് ദ്രാവകത്തിൽ നിന്ന് പൊങ്ങിക്കിടക്കുന്നതിലൂടെ നീക്കംചെയ്യാം, മറ്റുള്ളവ ധാന്യത്തിനുള്ളിൽ തുല്യമായി വിതരണം ചെയ്യപ്പെടുന്നു, ധാന്യത്തിൻ്റെ അതിർത്തിയിലെ മാലിന്യങ്ങളുടെ വേർതിരിവ് കുറയ്ക്കുകയും അതുവഴി ധാന്യത്തിൻ്റെ അതിർത്തി ശുദ്ധീകരിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. അതിൻ്റെ ശക്തി മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു.

അപൂർവ എർത്ത് ലോഹങ്ങളുടെ ഉയർന്ന പ്രവർത്തനവും കുറഞ്ഞ ദ്രവണാങ്കവും കാരണം, ലോഹ മാട്രിക്സ് കോമ്പോസിറ്റിലേക്ക് ചേർക്കുമ്പോൾ, കൂട്ടിച്ചേർക്കൽ പ്രക്രിയയിൽ ഓക്സിജനുമായുള്ള അവയുടെ സമ്പർക്കം പ്രത്യേകം നിയന്ത്രിക്കേണ്ടതുണ്ടെന്നത് ശ്രദ്ധിക്കേണ്ടതാണ്.

അപൂർവ എർത്ത് ഓക്സൈഡുകൾ സ്റ്റെബിലൈസറുകൾ, സിൻ്ററിംഗ് എയ്ഡുകൾ, ഡോപ്പിംഗ് മോഡിഫയറുകൾ എന്നിങ്ങനെ വിവിധ ലോഹ മാട്രിക്സുകളിലേക്കും സെറാമിക് മാട്രിക്സ് കോമ്പോസിറ്റുകളിലേക്കും ചേർക്കുന്നത് മെറ്റീരിയലുകളുടെ ശക്തിയും കാഠിന്യവും വളരെയധികം മെച്ചപ്പെടുത്താനും അവയുടെ സിൻ്ററിംഗ് താപനില കുറയ്ക്കാനും ഉൽപാദനച്ചെലവ് കുറയ്ക്കാനും കഴിയുമെന്ന് നിരവധി സമ്പ്രദായങ്ങൾ തെളിയിച്ചിട്ടുണ്ട്. അതിൻ്റെ പ്രവർത്തനത്തിൻ്റെ പ്രധാന സംവിധാനം ഇപ്രകാരമാണ്.

① ഒരു സിൻ്ററിംഗ് അഡിറ്റീവായി, ഇതിന് സിൻ്ററിംഗ് പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കാനും സംയോജിത പദാർത്ഥങ്ങളിൽ സുഷിരം കുറയ്ക്കാനും കഴിയും. സിൻ്ററിംഗ് അഡിറ്റീവുകൾ ചേർക്കുന്നത് ഉയർന്ന താപനിലയിൽ ഒരു ദ്രാവക ഘട്ടം സൃഷ്ടിക്കുക, സംയോജിത വസ്തുക്കളുടെ സിൻ്ററിംഗ് താപനില കുറയ്ക്കുക, സിൻ്ററിംഗ് പ്രക്രിയയിൽ മെറ്റീരിയലുകളുടെ ഉയർന്ന താപനില വിഘടിക്കുന്നത് തടയുക, ലിക്വിഡ് ഫേസ് സിൻ്ററിംഗിലൂടെ സാന്ദ്രമായ സംയോജിത വസ്തുക്കൾ നേടുക. ഉയർന്ന സ്ഥിരത, ദുർബലമായ ഉയർന്ന താപനില ചാഞ്ചാട്ടം, അപൂർവ എർത്ത് ഓക്സൈഡുകളുടെ ഉയർന്ന ഉരുകൽ, തിളപ്പിക്കൽ പോയിൻ്റുകൾ എന്നിവ കാരണം, അവയ്ക്ക് മറ്റ് അസംസ്കൃത വസ്തുക്കളുമായി സ്ഫടിക ഘട്ടങ്ങൾ രൂപപ്പെടുത്താനും സിൻ്ററിംഗ് പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കാനും കഴിയും, ഇത് അവയെ ഫലപ്രദമായ സങ്കലനമാക്കുന്നു. അതേ സമയം, അപൂർവ എർത്ത് ഓക്സൈഡിന് സെറാമിക് മാട്രിക്സ് ഉപയോഗിച്ച് ഖര ലായനി ഉണ്ടാക്കാൻ കഴിയും, ഇത് ഉള്ളിൽ ക്രിസ്റ്റൽ വൈകല്യങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കുകയും ലാറ്റിസ് സജീവമാക്കുകയും സിൻ്ററിംഗ് പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യും.

② മൈക്രോസ്ട്രക്ചർ മെച്ചപ്പെടുത്തുകയും ധാന്യത്തിൻ്റെ വലുപ്പം ശുദ്ധീകരിക്കുകയും ചെയ്യുക. ചേർത്ത അപൂർവ എർത്ത് ഓക്സൈഡുകൾ പ്രധാനമായും മാട്രിക്സിൻ്റെ ധാന്യ അതിർത്തികളിലാണ് നിലനിൽക്കുന്നത്, അവയുടെ വലിയ അളവ് കാരണം, അപൂർവ എർത്ത് ഓക്സൈഡുകൾക്ക് ഘടനയിൽ ഉയർന്ന മൈഗ്രേഷൻ പ്രതിരോധമുണ്ട്, മാത്രമല്ല മറ്റ് അയോണുകളുടെ മൈഗ്രേഷനെ തടസ്സപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യുന്നു. ധാന്യത്തിൻ്റെ അതിരുകളുടെ മൈഗ്രേഷൻ നിരക്ക്, ധാന്യവളർച്ചയെ തടയുന്നു, ഉയർന്ന താപനില സിൻ്ററിംഗ് സമയത്ത് ധാന്യങ്ങളുടെ അസാധാരണ വളർച്ചയെ തടസ്സപ്പെടുത്തുന്നു. അവർക്ക് ചെറുതും ഏകീകൃതവുമായ ധാന്യങ്ങൾ ലഭിക്കും, ഇത് ഇടതൂർന്ന ഘടനകളുടെ രൂപീകരണത്തിന് അനുയോജ്യമാണ്; മറുവശത്ത്, അപൂർവ എർത്ത് ഓക്സൈഡുകൾ ഡോപ്പ് ചെയ്യുന്നതിലൂടെ, അവ ഗ്രീൻ ബൗണ്ടറി ഗ്ലാസ് ഘട്ടത്തിലേക്ക് പ്രവേശിക്കുന്നു, ഗ്ലാസ് ഘട്ടത്തിൻ്റെ ശക്തി മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു, അങ്ങനെ മെറ്റീരിയലിൻ്റെ മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ മെച്ചപ്പെടുത്തുക എന്ന ലക്ഷ്യം കൈവരിക്കുന്നു.

പോളിമർ മാട്രിക്സ് കോമ്പോസിറ്റുകളിലെ അപൂർവ ഭൂമി മൂലകങ്ങൾ പ്രധാനമായും പോളിമർ മാട്രിക്സിൻ്റെ ഗുണങ്ങൾ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിലൂടെ അവയെ ബാധിക്കുന്നു. അപൂർവ എർത്ത് ഓക്സൈഡുകൾക്ക് പോളിമറുകളുടെ താപ വിഘടന താപനില വർദ്ധിപ്പിക്കാൻ കഴിയും, അതേസമയം അപൂർവ എർത്ത് കാർബോക്സൈലേറ്റുകൾക്ക് പോളി വിനൈൽ ക്ലോറൈഡിൻ്റെ താപ സ്ഥിരത മെച്ചപ്പെടുത്താൻ കഴിയും. അപൂർവ എർത്ത് സംയുക്തങ്ങളുള്ള പോളിസ്റ്റൈറൈൻ ഡോപ്പിംഗ് പോളിസ്റ്റൈറൈൻ്റെ സ്ഥിരത മെച്ചപ്പെടുത്തുകയും അതിൻ്റെ ആഘാത ശക്തിയും വളയുന്ന ശക്തിയും ഗണ്യമായി വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യും.