7xxx, 5xxx, 2xxx സീരീസ് അലുമിനിയം അലോയ്കളിൽ അപൂർവ എർത്ത് മൂലകങ്ങൾ (REE) ചേർക്കുന്നതിനെക്കുറിച്ച് വിപുലമായ ഗവേഷണം നടന്നിട്ടുണ്ട്, ഇത് ശ്രദ്ധേയമായ ഫലങ്ങൾ കാണിക്കുന്നു. പ്രത്യേകിച്ചും, ഒന്നിലധികം അലോയിംഗ് ഘടകങ്ങൾ അടങ്ങിയ 7xxx സീരീസ് അലുമിനിയം അലോയ്കൾ പലപ്പോഴും ഉരുകുമ്പോഴും കാസ്റ്റുചെയ്യുമ്പോഴും കഠിനമായ വേർതിരിവ് അനുഭവിക്കുന്നു, ഇത് ഗണ്യമായ അളവിൽ യൂടെക്റ്റിക് ഘട്ടങ്ങളുടെ രൂപീകരണത്തിലേക്ക് നയിക്കുന്നു. ഇത് കാഠിന്യവും നാശന പ്രതിരോധവും കുറയ്ക്കുകയും അലോയ്യുടെ മൊത്തത്തിലുള്ള പ്രകടനത്തെ ബാധിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഉയർന്ന അലോയ് ചെയ്ത അലുമിനിയം അലോയ്കളിൽ അപൂർവ എർത്ത് മൂലകങ്ങൾ ഉൾപ്പെടുത്തുന്നത് ധാന്യങ്ങളെ പരിഷ്കരിക്കാനും, വേർതിരിവ് അടിച്ചമർത്താനും, മാട്രിക്സിനെ ശുദ്ധീകരിക്കാനും അതുവഴി സൂക്ഷ്മഘടനയും മൊത്തത്തിലുള്ള ഗുണങ്ങളും മെച്ചപ്പെടുത്താനും കഴിയും.
അടുത്തിടെ, ഒരു തരം സൂപ്പർപ്ലാസ്റ്റിക് ഗ്രെയിൻ റിഫൈനർ ശ്രദ്ധ നേടിയിട്ടുണ്ട്. ധാന്യത്തിന്റെയും ഉപഗ്രെയിൻ അതിരുകളുടെയും ദുർബലത വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന് ഈ റിഫൈനറുകൾ La, Ce പോലുള്ള അപൂർവ എർത്ത് മൂലകങ്ങളെ ഉപയോഗപ്പെടുത്തുന്നു. ഇത് ധാന്യങ്ങളെ ശുദ്ധീകരിക്കുക മാത്രമല്ല, അവക്ഷിപ്തങ്ങളുടെ ഏകീകൃത വിസർജ്ജനം പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുകയും, പുനഃക്രിസ്റ്റലൈസേഷൻ തടയുകയും, അലോയ് ഡക്റ്റിലിറ്റി ഗണ്യമായി മെച്ചപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യുന്നു, ആത്യന്തികമായി എക്സ്ട്രൂഷൻ പ്രക്രിയകളിൽ ഉൽപ്പാദനക്ഷമത വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.
7xxx ശ്രേണിയിലുള്ള അലുമിനിയം അലോയ്കളിൽ, അപൂർവ ഭൂമി മൂലകങ്ങൾ സാധാരണയായി മൂന്ന് തരത്തിലാണ് ചേർക്കുന്നത്:
1. അപൂർവമായ ഭൂമി മൂലകങ്ങൾ മാത്രം;
2. Zr, അപൂർവ ഭൂമി മൂലകങ്ങൾ എന്നിവയുടെ സംയോജനം;
3. Zr, Cr, അപൂർവ ഭൂമി മൂലകങ്ങൾ എന്നിവയുടെ സംയോജനം.
അപൂർവ ഭൂമി മൂലകങ്ങളുടെ ആകെ ഉള്ളടക്കം സാധാരണയായി 0.1–0.5 wt% നുള്ളിൽ നിയന്ത്രിക്കപ്പെടുന്നു.
അപൂർവ ഭൂമി മൂലകങ്ങളുടെ സംവിധാനങ്ങൾ
La, Ce, Sc, Er, Gd, Y തുടങ്ങിയ അപൂർവ ഭൂമി മൂലകങ്ങൾ ഒന്നിലധികം സംവിധാനങ്ങളിലൂടെ അലുമിനിയം അലോയ്കൾക്ക് സംഭാവന നൽകുന്നു:
ധാന്യ ശുദ്ധീകരണം: അപൂർവ ഭൂമി മൂലകങ്ങൾ ഏകതാനമായി വിതരണം ചെയ്യപ്പെടുന്ന അവക്ഷിപ്തങ്ങൾ ഉണ്ടാക്കുന്നു, അവ വൈവിധ്യമാർന്ന ന്യൂക്ലിയേഷൻ സൈറ്റുകളായി പ്രവർത്തിക്കുന്നു, ഡെൻഡ്രിറ്റിക് ഘടനകളെ തുല്യതാ സൂക്ഷ്മ ധാന്യങ്ങളാക്കി മാറ്റുന്നു, ഇത് ശക്തിയും ഡക്റ്റിലിറ്റിയും മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു.
വേർതിരിക്കൽ തടയൽ: ഉരുകൽ, ഖരീകരണം എന്നിവയ്ക്കിടെ, അപൂർവ എർത്ത് മൂലകങ്ങൾ കൂടുതൽ ഏകീകൃത മൂലക വിതരണം പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുകയും, യൂടെക്റ്റിക് രൂപീകരണം കുറയ്ക്കുകയും, മാട്രിക്സ് സാന്ദ്രത വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.
മാട്രിക്സ് ശുദ്ധീകരണം: Y, La, Ce എന്നിവ ഉരുകിയ മാലിന്യങ്ങളുമായി (O, H, N, S) പ്രതിപ്രവർത്തിച്ച് സ്ഥിരതയുള്ള സംയുക്തങ്ങൾ ഉണ്ടാക്കുന്നു, ഇത് വാതകത്തിന്റെ അളവും ഉൾപ്പെടുത്തലുകളും കുറയ്ക്കുന്നു, ഇത് അലോയ് ഗുണനിലവാരം വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു.
റീക്രിസ്റ്റലൈസേഷൻ സ്വഭാവത്തിലെ മാറ്റം: ചില അപൂർവ എർത്ത് മൂലകങ്ങൾക്ക് ധാന്യങ്ങളുടെയും ഉപഗ്രെയിൻ അതിരുകളുടെയും പിൻഭാഗങ്ങൾ സ്ഥാപിക്കാൻ കഴിയും, ഇത് സ്ഥാനഭ്രംശ ചലനത്തെയും ധാന്യ അതിർത്തി കുടിയേറ്റത്തെയും തടയുന്നു. ഇത് റീക്രിസ്റ്റലൈസേഷൻ വൈകിപ്പിക്കുകയും താപ സംസ്കരണ സമയത്ത് സൂക്ഷ്മമായ ഉപഗ്രെയിൻ ഘടനകളെ സംരക്ഷിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു, ഇത് ശക്തിയും നാശന പ്രതിരോധവും മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു.
പ്രധാന അപൂർവ ഭൂമി മൂലകങ്ങളും അവയുടെ ഫലങ്ങളും
സ്കാൻഡിയം (Sc)
അപൂർവ ഭൂമി മൂലകങ്ങളിൽ ഏറ്റവും ചെറിയ ആറ്റോമിക് ആരം Sc-നുള്ളതും ഒരു സംക്രമണ ലോഹം കൂടിയാണ്. രൂപഭേദം വരുത്തിയ അലുമിനിയം അലോയ്കളുടെ ഗുണങ്ങൾ വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിൽ ഇത് വളരെ ഫലപ്രദമാണ്.
അലുമിനിയം അലോയ്കളിൽ, Sc, Al₃Sc എന്ന സഹജമായ അവക്ഷിപ്തം സൃഷ്ടിക്കുന്നു, ഇത് പുനഃക്രിസ്റ്റലൈസേഷൻ താപനില വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും ധാന്യം പരുഷമാകുന്നത് തടയുകയും ചെയ്യുന്നു.
Zr-മായി സംയോജിപ്പിക്കുമ്പോൾ, ഉയർന്ന താപനിലയിലുള്ള സ്ഥിരതയുള്ള Al₃(Sc,Zr) കണികകൾ രൂപം കൊള്ളുന്നു, ഇത് സമതുലിതമായ സൂക്ഷ്മ ധാന്യങ്ങളെ പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുകയും സ്ഥാനഭ്രംശ ചലനത്തെയും ധാന്യ അതിർത്തി കുടിയേറ്റത്തെയും തടയുകയും ചെയ്യുന്നു. ഇത് ശക്തി, ക്ഷീണ പ്രതിരോധം, സമ്മർദ്ദ-നാശ പ്രകടനം എന്നിവ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു.
അമിതമായ Sc, പരുക്കൻ Al₃(Sc,Zr) കണികകൾക്ക് കാരണമായേക്കാം, ഇത് പുനഃക്രിസ്റ്റലൈസേഷൻ കഴിവ്, ശക്തി, ഡക്റ്റിലിറ്റി എന്നിവ കുറയ്ക്കുന്നു.
എർബിയം (എർ)
Er, Sc-ന് സമാനമായി പ്രവർത്തിക്കുന്നു, പക്ഷേ കൂടുതൽ ചെലവ് കുറഞ്ഞതാണ്.
7xxx സീരീസ് അലോയ്കളിൽ, ഉചിതമായ Er കൂട്ടിച്ചേർക്കലുകൾ ധാന്യങ്ങളെ ശുദ്ധീകരിക്കുകയും, സ്ഥാനഭ്രംശ ചലനത്തെയും ധാന്യ അതിർത്തി കുടിയേറ്റത്തെയും തടയുകയും, പുനഃക്രിസ്റ്റലൈസേഷൻ തടയുകയും, ശക്തി വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.
Zr മായി സഹ-ചേര്‍ക്കുമ്പോള്‍, Al₃(Er,Zr) കണികകള്‍ രൂപം കൊള്ളുന്നു, ഇവ Al₃r നെ അപേക്ഷിച്ച് കൂടുതല്‍ താപപരമായി സ്ഥിരതയുള്ളവയാണ്, ഇത് മികച്ച റീക്രിസ്റ്റലൈസേഷന്‍ അടിച്ചമര്‍ത്തല്‍ നല്‍കുന്നു.
അമിതമായ Er Al₈Cu₄Er ഘട്ടങ്ങൾ ഉൽ‌പാദിപ്പിച്ചേക്കാം, ഇത് ശക്തിയും ഡക്റ്റിലിറ്റിയും കുറയ്ക്കുന്നു.
ഗാഡോലിനിയം (Gd)
മിതമായ Gd കൂട്ടിച്ചേർക്കലുകൾ ധാന്യങ്ങളെ ശുദ്ധീകരിക്കുകയും ശക്തിയും ഡക്റ്റിലിറ്റിയും വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും മാട്രിക്സിലെ Zn, Mg, Cu എന്നിവയുടെ ലയിക്കുന്നത വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.
തത്ഫലമായുണ്ടാകുന്ന Al₃(Gd,Zr) ഘട്ടം സ്ഥാനഭ്രംശങ്ങളെയും ഉപഗ്രെയിൻ അതിരുകളെയും പിൻ ചെയ്യുന്നു, ഇത് പുനഃക്രിസ്റ്റലൈസേഷനെ അടിച്ചമർത്തുന്നു. ധാന്യ പ്രതലങ്ങളിൽ ഒരു സജീവ ഫിലിം രൂപം കൊള്ളുന്നു, ഇത് ധാന്യവളർച്ചയെ കൂടുതൽ പരിമിതപ്പെടുത്തുന്നു.
അമിതമായ Gd ധാന്യം പരുക്കനാകുന്നതിനും മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങളെ മോശമാക്കുന്നതിനും കാരണമാകും.
ലാന്തനം (La), സെറിയം (Ce), യിട്രിയം (Y)
La ധാന്യങ്ങളെ ശുദ്ധീകരിക്കുകയും, ഓക്സിജന്റെ അളവ് കുറയ്ക്കുകയും, വളർച്ചയെ തടയുന്നതിനായി ധാന്യ പ്രതലങ്ങളിൽ ഒരു സജീവ ഫിലിം രൂപപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യുന്നു.
La ഉം Ce ഉം GP സോണിനെയും η′ ഫേസ് മഴയെയും പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുന്നു, മാട്രിക്സ് ശക്തിയും നാശന പ്രതിരോധവും മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു.
Y മാട്രിക്സിനെ ശുദ്ധീകരിക്കുന്നു, പ്രധാന അലോയിംഗ് മൂലകങ്ങളെ ഖര ലായനിയിലേക്ക് ലയിപ്പിക്കുന്നത് തടയുന്നു, ന്യൂക്ലിയേഷൻ പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുന്നു, ധാന്യ അതിരുകൾക്കും ഇന്റീരിയറുകൾക്കും ഇടയിലുള്ള പൊട്ടൻഷ്യൽ വ്യത്യാസങ്ങൾ കുറയ്ക്കുന്നു, നാശന പ്രതിരോധം വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു.
അമിതമായ La, Ce, അല്ലെങ്കിൽ Y എന്നിവ പരുക്കൻ ബ്ലോക്കി സംയുക്തങ്ങൾക്ക് കാരണമായേക്കാം, ഇത് ഡക്റ്റിലിറ്റിയും ശക്തിയും കുറയ്ക്കുന്നു.
പ്രധാന അപൂർവ ഭൂമി മൂലകങ്ങളുടെ ഗുണങ്ങളും അലൂമിനിയത്തിലെ അവയുടെ സവിശേഷതകളും
പോസ്റ്റ് സമയം: ഓഗസ്റ്റ്-21-2025
