Magnio lydinys pasižymi lengvumu, dideliu savituoju standumu, didele slopinimo savybe, vibracijos ir triukšmo mažinimu, atsparumu elektromagnetinei spinduliuotei, taršos nebuvimu apdorojimo ir perdirbimo metu ir kt., o magnio ištekliai yra gausūs ir gali būti naudojami tvariai plėtrai. Todėl magnio lydinys vadinamas „lengva ir ekologiška konstrukcine medžiaga XXI amžiuje“. Tai rodo, kad XXI amžiaus gamybos pramonėje, siekiant lengvo svorio, energijos taupymo ir išmetamųjų teršalų mažinimo, magnio lydinio svarbesnis vaidmuo taip pat rodo, kad pasaulinės metalų medžiagų, įskaitant Kiniją, pramonės struktūra keisis. Tačiau tradiciniai magnio lydiniai turi tam tikrų trūkumų, tokių kaip lengva oksidacija ir degimas, atsparumas korozijai, prastas atsparumas valkšnumui aukštoje temperatūroje ir mažas stiprumas aukštoje temperatūroje.
Teorija ir praktika rodo, kad retųjų žemių metalai yra efektyviausias, praktiškiausias ir perspektyviausias legiruojantis elementas šiems trūkumams įveikti. Todėl labai svarbu išnaudoti gausius Kinijos magnio ir retųjų žemių išteklius, juos plėtoti ir naudoti moksliškai, sukurti retųjų žemių magnio lydinių su kiniškomis savybėmis seriją ir paversti išteklių pranašumus technologiniais ir ekonominiais pranašumais.
Mokslinės plėtros koncepcijos taikymas, tvaraus vystymosi kelias, išteklius taupančio ir aplinkai nekenksmingo naujo industrializacijos kelio taikymas bei lengvų, pažangių ir nebrangių retųjų žemių magnio lydinių pagalbinių medžiagų tiekimas aviacijai, kosmoso, transporto, „trijų C“ pramonės šakoms ir visoms gamybos pramonės šakoms tapo šalies, pramonės ir daugelio tyrėjų karštaisiais taškais ir pagrindinėmis užduotimis. Tikimasi, kad retųjų žemių magnio lydinys, pasižymintis pažangiomis savybėmis ir maža kaina, taps proveržio tašku ir plėtros galia plečiant magnio lydinių taikymą.
1808 m. Humphrey Davey pirmą kartą frakcionavo gyvsidabrį ir magnį iš amalgamos, o 1852 m. Bunsenas pirmą kartą elektrolizavo magnį iš magnio chlorido. Nuo tada magnis ir jo lydiniai atsidūrė istorinėje arenoje kaip nauja medžiaga. Antrojo pasaulinio karo metu magnis ir jo lydiniai vystėsi labai sparčiai. Tačiau dėl mažo gryno magnio stiprumo jį sunku naudoti kaip konstrukcinę medžiagą pramonėje. Vienas iš pagrindinių būdų pagerinti magnio metalo stiprumą yra legiravimas, t. y. kitų rūšių legiruojančių elementų pridėjimas, siekiant pagerinti magnio metalo stiprumą kietojo tirpalo, nusodinimo, grūdelių smulkinimo ir dispersinio stiprinimo būdu, kad jis atitiktų tam tikros darbo aplinkos reikalavimus.
Tai yra pagrindinis retųjų žemių magnio lydinio legiruojantis elementas, ir dauguma sukurtų karščiui atsparių magnio lydinių turi retųjų žemių elementų. Retųjų žemių magnio lydinys pasižymi atsparumu aukštai temperatūrai ir dideliu stiprumu. Tačiau atliekant pradinius magnio lydinio tyrimus, retosios žemės dėl didelės kainos naudojamos tik tam tikrose medžiagose. Retųjų žemių magnio lydinys daugiausia naudojamas karinėje ir aviacijos bei kosmoso srityje. Tačiau vystantis socialinei ekonomikai, keliami aukštesni reikalavimai magnio lydinio eksploatacinėms savybėms, o sumažėjus retųjų žemių kainai, retųjų žemių magnio lydinio naudojimas labai išsiplėtė karinėse ir civilinėse srityse, tokiose kaip aviacija ir kosmosas, raketos, automobiliai, elektroniniai ryšiai, prietaisai ir kt. Apskritai retųjų žemių magnio lydinio kūrimą galima suskirstyti į keturis etapus:
Pirmasis etapas: 1930-aisiais buvo nustatyta, kad retųjų žemių elementų pridėjimas prie Mg-Al lydinio gali pagerinti lydinio atsparumą aukštai temperatūrai.
Antrasis etapas: 1947 m. Sauerwarldas atrado, kad į Mg-RE lydinį įdėjus Zr galima efektyviai pagerinti lydinio grūdelius. Šis atradimas išsprendė retųjų žemių magnio lydinio technologinę problemą ir padėjo pamatus karščiui atsparaus retųjų žemių magnio lydinio tyrimams ir taikymui.
Trečiasis etapas: 1979 m. Dritsas ir kiti nustatė, kad Y pridėjimas turėjo labai teigiamą poveikį magnio lydiniui, o tai buvo dar vienas svarbus atradimas kuriant karščiui atsparų retųjų žemių magnio lydinį. Remiantis tuo, buvo sukurta serija WE tipo lydinių, pasižyminčių atsparumu karščiui ir dideliu stiprumu. Tarp jų WE54 lydinio tempiamasis stipris, nuovargio stipris ir atsparumas šliaužimui yra panašūs į lieto aliuminio lydinio, tiek kambario temperatūroje, tiek aukštoje temperatūroje.
Ketvirtasis etapas: daugiausia susijęs su Mg-HRE (sunkiųjų retųjų žemių) lydinių tyrinėjimu nuo 1990 m., siekiant gauti magnio lydinį, pasižymintį geromis eksploatacinėmis savybėmis ir atitinkantį aukštųjų technologijų sričių poreikius. Sunkiųjų retųjų žemių elementų, išskyrus Eu ir Yb, didžiausias kietojo magnio tirpumas yra apie 10–28 %, o didžiausias gali siekti 41 %. Palyginti su lengvaisiais retųjų žemių elementais, sunkieji retųjų žemių elementai pasižymi didesniu kietojo kūno tirpumu. Be to, kietojo kūno tirpumas sparčiai mažėja mažėjant temperatūrai, o tai turi teigiamą poveikį kietojo tirpalo stiprėjimui ir kritulių stiprėjimui.
Magnio lydinių pritaikymo rinka yra didžiulė, ypač atsižvelgiant į didėjantį metalų išteklių, tokių kaip geležis, aliuminis ir varis, trūkumą pasaulyje. Magnio išteklių ir produktų pranašumai bus visapusiškai išnaudoti, o magnio lydinys taps sparčiai augančia inžinerine medžiaga. Susidūrusi su sparčia magnio metalų plėtra pasaulyje, Kinija, kaip pagrindinė magnio išteklių gamintoja ir eksportuotoja, ypač svarbu atlikti išsamius teorinius magnio lydinių tyrimus ir jų taikymo plėtrą. Tačiau šiuo metu mažas įprastų magnio lydinių gaminių našumas, prastas atsparumas šliaužimui, prastas atsparumas karščiui ir atsparumas korozijai vis dar yra kliūtys, ribojančios plataus masto magnio lydinių pritaikymą.
Retųjų žemių elementai turi unikalią ekstrabranduolinę elektroninę struktūrą. Todėl, kaip svarbus legiruojantis elementas, retųjų žemių elementai atlieka unikalų vaidmenį metalurgijos ir medžiagų srityse, tokiose kaip lydinio lydalo valymas, lydinio struktūros rafinavimas, lydinio mechaninių savybių ir atsparumo korozijai gerinimas ir kt. Kaip legiruojantys elementai arba mikrolegiruojantys elementai, retieji žemių elementai plačiai naudojami plieno ir spalvotųjų metalų lydiniuose. Magnio lydinių srityje, ypač karščiui atsparių magnio lydinių srityje, žmonės pamažu pripažįsta išskirtines retųjų žemių valymo ir stiprinimo savybes. Retieji žemių elementai laikomi didžiausią naudojimo vertę ir didžiausią plėtros potencialą turinčiu legiruojančiu elementu karščiui atsparių magnio lydinių srityje, o jų unikalaus vaidmens negali pakeisti kiti legiruojantys elementai.
Pastaraisiais metais šalies ir užsienio mokslininkai plačiai bendradarbiavo, sistemingai tirdami magnio lydinius, kurių sudėtyje yra retųjų žemių, naudodami magnio ir retųjų žemių išteklius. Tuo pačiu metu Kinijos mokslų akademijos Čangčuno taikomosios chemijos institutas yra įsipareigojęs tyrinėti ir kurti naujus retųjų žemių magnio lydinius, kurie būtų nebrangūs ir našūs, ir pasiekė tam tikrų rezultatų. Skatinti retųjų žemių magnio lydinių medžiagų kūrimą ir naudojimą.
Įrašo laikas: 2022 m. liepos 4 d.