L'aliatge de magnesi té les característiques de lleugeresa, alta rigidesa específica, alt amortiment, reducció de vibracions i soroll, resistència a la radiació electromagnètica, absència de contaminació durant el processament i el reciclatge, etc., i els recursos de magnesi són abundants, cosa que es pot utilitzar per al desenvolupament sostenible. Per tant, l'aliatge de magnesi es coneix com a "material estructural lleuger i verd del segle XXI". Revela que en la marea de lleugeresa, estalvi d'energia i reducció d'emissions en la indústria manufacturera del segle XXI, la tendència que l'aliatge de magnesi jugarà un paper més important també indica que l'estructura industrial dels materials metàl·lics globals, inclosa la Xina, canviarà. Tanmateix, els aliatges de magnesi tradicionals tenen algunes debilitats, com ara la fàcil oxidació i combustió, la manca de resistència a la corrosió, la baixa resistència a la fluència a altes temperatures i la baixa resistència a altes temperatures.
La teoria i la pràctica mostren que les terres rares són l'element d'aliatge més eficaç, pràctic i prometedor per superar aquestes debilitats. Per tant, és de gran importància aprofitar els abundants recursos de magnesi i terres rares de la Xina, desenvolupar-los i utilitzar-los científicament, i desenvolupar una sèrie d'aliatges de magnesi de terres rares amb característiques xineses, i convertir els avantatges dels recursos en avantatges tecnològics i avantatges econòmics.
Practicar el concepte de desenvolupament científic, prendre el camí del desenvolupament sostenible, practicar el nou camí d'industrialització que estalvia recursos i és respectuós amb el medi ambient i proporcionar materials de suport d'aliatge de magnesi de terres rares lleugers, avançats i de baix cost per a l'aviació, l'aeroespacial, el transport, les indústries de les "Tres C" i totes les indústries manufactureres s'han convertit en els punts clau i les tasques clau del país, la indústria i molts investigadors. S'espera que l'aliatge de magnesi de terres rares amb un rendiment avançat i un preu baix es converteixi en el punt d'inflexió i la potència de desenvolupament per ampliar l'aplicació de l'aliatge de magnesi.
El 1808, Humphrey Davey va fraccionar el mercuri i el magnesi de l'amalgama per primera vegada, i el 1852 Bunsen va electrolitzar el magnesi del clorur de magnesi per primera vegada. Des de llavors, el magnesi i el seu aliatge han estat a l'escenari històric com un nou material. El magnesi i els seus aliatges es van desenvolupar a passos de gegant durant la Segona Guerra Mundial. Tanmateix, a causa de la baixa resistència del magnesi pur, és difícil utilitzar-lo com a material estructural per a aplicacions industrials. Un dels principals mètodes per millorar la resistència del magnesi metàl·lic és l'aliatge, és a dir, afegir altres tipus d'elements d'aliatge per millorar la resistència del magnesi metàl·lic mitjançant una solució sòlida, precipitació, refinament del gra i enfortiment de la dispersió, de manera que pugui complir els requisits d'un entorn de treball determinat.
És el principal element d'aliatge de l'aliatge de magnesi de terres rares, i la majoria dels aliatges de magnesi resistents a la calor desenvolupats contenen elements de terres rares. L'aliatge de magnesi de terres rares té les característiques de resistència a altes temperatures i alta resistència. Tanmateix, en la investigació inicial de l'aliatge de magnesi, les terres rares només s'utilitzen en materials específics a causa del seu alt preu. L'aliatge de magnesi de terres rares s'utilitza principalment en els camps militar i aeroespacial. Tanmateix, amb el desenvolupament de l'economia social, es presenten requisits més alts per al rendiment de l'aliatge de magnesi, i amb la reducció del cost de les terres rares, l'aliatge de magnesi de terres rares s'ha expandit molt en camps militars i civils com ara l'aeroespacial, els míssils, els automòbils, la comunicació electrònica, la instrumentació, etc. En termes generals, el desenvolupament de l'aliatge de magnesi de terres rares es pot dividir en quatre etapes:
La primera etapa: A la dècada del 1930, es va descobrir que afegir elements de terres rares a l'aliatge Mg-Al podia millorar el rendiment a altes temperatures de l'aliatge.
La segona etapa: El 1947, Sauerwarld va descobrir que afegir Zr a l'aliatge Mg-RE podia refinar eficaçment el gra de l'aliatge. Aquest descobriment va resoldre el problema tecnològic de l'aliatge de magnesi de terres rares i va establir les bases per a la investigació i l'aplicació d'aliatges de magnesi de terres rares resistents a la calor.
La tercera etapa: el 1979, Drits i altres van descobrir que l'addició de Y tenia un efecte molt beneficiós sobre l'aliatge de magnesi, que va ser un altre descobriment important en el desenvolupament d'aliatges de magnesi de terres rares resistents a la calor. Sobre aquesta base, es va desenvolupar una sèrie d'aliatges tipus WE amb resistència a la calor i alta resistència. Entre ells, la resistència a la tracció, la resistència a la fatiga i la resistència a la fluència de l'aliatge WE54 són comparables a les de l'aliatge d'alumini fos a temperatura ambient i alta temperatura.
La quarta etapa: es refereix principalment a l'exploració de l'aliatge Mg-HRE (terres rares pesades) des de la dècada del 1990 per tal d'obtenir un aliatge de magnesi amb un rendiment superior i satisfer les necessitats dels camps d'alta tecnologia. Per als elements de terres rares pesades, excepte l'Eu i l'Yb, la solubilitat sòlida màxima en magnesi és d'aproximadament el 10% ~ 28%, i la màxima pot arribar al 41%. En comparació amb els elements de terres rares lleugeres, els elements de terres rares pesades tenen una solubilitat sòlida més alta. A més, la solubilitat sòlida disminueix ràpidament amb la disminució de la temperatura, cosa que té bons efectes d'enfortiment de la solució sòlida i d'enfortiment de la precipitació.
Hi ha un enorme mercat d'aplicacions per a l'aliatge de magnesi, especialment en el context de l'escassetat creixent de recursos metàl·lics com el ferro, l'alumini i el coure al món, els avantatges dels recursos i els avantatges dels productes del magnesi s'exerciran plenament, i l'aliatge de magnesi es convertirà en un material d'enginyeria en ràpid augment. Davant del ràpid desenvolupament de materials metàl·lics de magnesi al món, la Xina, com a important productor i exportador de recursos de magnesi, és particularment important dur a terme una investigació teòrica en profunditat i el desenvolupament d'aplicacions d'aliatge de magnesi. Tanmateix, actualment, el baix rendiment dels productes comuns d'aliatge de magnesi, la baixa resistència a la fluència, la baixa resistència a la calor i la resistència a la corrosió continuen sent els colls d'ampolla que restringeixen l'aplicació a gran escala de l'aliatge de magnesi.
Els elements de terres rares tenen una estructura electrònica extranuclear única. Per tant, com a element d'aliatge important, els elements de terres rares tenen un paper únic en els camps de la metal·lúrgia i els materials, com ara la purificació de la fosa d'aliatges, el refinament de l'estructura de l'aliatge, la millora de les propietats mecàniques de l'aliatge i la resistència a la corrosió, etc. Com a elements d'aliatge o elements de microaliatge, les terres rares s'han utilitzat àmpliament en acer i aliatges de metalls no ferrosos. En el camp dels aliatges de magnesi, especialment en el camp dels aliatges de magnesi resistents a la calor, la gent reconeix gradualment les excel·lents propietats de purificació i enfortiment de les terres rares. Les terres rares es consideren l'element d'aliatge amb més valor d'ús i més potencial de desenvolupament en els aliatges de magnesi resistents a la calor, i el seu paper únic no pot ser substituït per altres elements d'aliatge.
En els darrers anys, investigadors nacionals i internacionals han dut a terme una àmplia cooperació, utilitzant recursos de magnesi i terres rares per estudiar sistemàticament els aliatges de magnesi que contenen terres rares. Al mateix temps, l'Institut de Química Aplicada de Changchun de l'Acadèmia Xinesa de les Ciències s'ha compromès a explorar i desenvolupar nous aliatges de magnesi de terres rares de baix cost i alt rendiment, i ha aconseguit certs resultats. Promoure el desenvolupament i la utilització de materials d'aliatge de magnesi de terres rares.
Data de publicació: 04-07-2022