Effekten av sällsynta jordartselement i kooper och dess legering

Rare Earth Elements (REE) är en grupp metaller för kort, som inkluderar 17 slags element: 15 lanthanider, det vill säga lantan (La), cerium (Ce), praseodym (Pr), neodym (Nd), prometium (Pm) , samarium (Sm), europium (Eu), gadolinium (Gd), terbium (Tb), dysprosium (Dy), holmium (Ho), erbium (Er), tulium (Tm), ytterbium (Yb), lutetium (Lu) och två andra element scandium (Sc) och yttrium (Y). Sällsynta jordelement är nästan olösliga i koppar, men tillsatsen av en liten mängd sällsynta jordartselement, vare sig de är ensamma eller blandade, är gynnsamma för kopparnas mekaniska egenskaper och har liten påverkan på kopparnas konduktivitet. Sådana element kan bilda föreningar med hög smältpunkt med föroreningar såsom bly och vismut i koppar och fördelas i korn som fina sfäriska partiklar för att förbättra kopparlegeringarnas höga temperaturer.

Experimentella resultat visar att tillsats av 0.008% blandad sällsynt jord eller Y mindre än 0. L% till koppar kan förbättra kopparnas mekaniska och tekniska egenskaper. Kopparlegeringar som innehåller 0.01% ~ 0.15% La har bättre mekaniska egenskaper, konduktivitet och mjukningsbeständighet än Cu-0.15ag-legeringar och har använts allmänt inom elektronik, petrokemisk, metallurgi, maskiner, energi, lätt industri, miljöskydd, jordbruk och annat fält. Idag kommer vi att diskutera effekten av sällsynta jordartselement på koppar och dess legering.

 

Avoxiderad och dehydrogenerad

Stark affinitet med syre, sällsynta jordartsoxider erbjuder god termisk stabilitet, fasta deoxideringsprodukter med koppar i slaggfassvätskeytan tas bort. Tillsats av sällsynt jordartsmetall och ta bort den lilla mängden syre i koppar och dess legering uppenbarligen. Termodynamisk beräkning visar att lantan, cerium, praseodym, rubidium är starkare deoxideringsmedel, deras deoxideringsförmåga vid hög temperatur är betydligt högre än aluminium och zirkonium, också mer än beryllium, magnesium och kalcium.

Kopparlösningen är i huvudsak olöslig i N2, CO2 och vattenånga, men den är motsatt för O2, SO2 och H2. För väteatomer upplösta i smält koppar är sällsynta jordartsmetaller lätta att reagera med väteatomtillstånd genererat RH2 typ RH3 och hydridens stabilitet (R: sällsynt jordartselement), som starkt exoterm reaktion. På grund av den lilla mängden väte upplöst i koppar, väte som absorberas av sällsynta jordartsmetaller och föredraget av R-H är ett tillstånd av fast lösning i koppar och legeringen efter tillsats av sällsynta jordartsmetaller, kommer inte vätehalten att minska, men sällsynt jord har bildat en stabil fast lösning och väte kan undvikas under förhållanden av uppvärmning genom vätereduktion av koppar i kopparoxid för att producera ånga för att producera väteförstöring.

Under kopparbearbetning kan tillsatsen av sällsynta jordartselement till den upplösta kopparsmältan snabbt absorbera och lösa vätet i atomtillståndet, och under vissa förhållanden kan hydriden med låg densitet och lätt att flyta på kopparlösningens yta alstras, och under verkan av hög temperatur kan vätet sönderdelas igen, eller det kan oxideras till slaggfasen.

 

Ta bort föroreningar

Sällsynt jord har stark kemisk aktivitet och kan kombineras med många smältbara komponenter för att bilda eldfasta binära eller multipla föreningar. De kan interagera med de låga smältpunktelementen svavel, fosfor, tenn och leda till att kombinera i en mängd olika sällsynta jordföreningar med hög smältpunkt eller metallföreningar med olika atomförhållanden, såsom Ce3Pb (1200 ℃) och BiCe3 (1400 ℃) som kommer att förbli fast och slagg tillsammans från den flytande kopparen, för att uppnå syftet att avlägsna föroreningar.

 

Strukturraffinering

Sällsynta jordelement kan reducera eller eliminera kolumnala kristaller, förfina korn och expandera ekvivalenta kristallregioner. Atomradie för sällsynta jordartselement (0.174 nm-0.204 nm) är 36% till 60% större än koppar (0.127 nm). De reagerar med vissa element för att bilda föreningar med hög smältpunkt upphängda i lösning, vilket ökar antalet korn, minskar storleken och diffus fördelning, förbättrar legeringens plasticitet och hållfasthet och minskar ytsprickor och andra defekter.

Till exempel kan tillsats av sällsynta jordartselement i kopparlegering C28000 förfina de gjutna kornen, vilket är gynnsamt för övergången från neutral fas till kolfas under omkristallisationsglödgning och därmed förbättra de mekaniska egenskaperna för C28000 mässing vid rumstemperatur.

 

Ändra föroreningarnas form och fördelning

Sällsynta jordartselement kan förvandla en del av remsan, flingan eller till och med blockformade föroreningar i metaller och legeringar i punktering eller sfärer. Till exempel inkluderingarna av beryllium kopparlegering är mestadels oregelbundna vinklade Cu2O och Cu2S. När det sällsynta jordelementet ökar till 0.05%, är en del av inneslutningarna sfäroiderade; när det ökar till 0.32%, är alla inneslutningar sfäroiderade. Slutligen kan det göra föroreningarna jämnt fördelade över kristallen och förbättra metallens omfattande egenskaper.

 

Sammanfattningsvis kan tillsatsen av sällsynta jordartsmetaller till koppar och kopparlegeringar bilda föreningar med hög smältpunkt med syre, svavel, bly, bly etc. för att avlägsna orenheter och rena; Den kan bilda en stabil förening med väte och lösas upp i koppar i fast lösningstillstånd, vilket undviker "väteförstöring". Morfologin och fördelningen av vissa föroreningar ändrades för att förbättra den metallografiska strukturen, förfina kornen, minska eller eliminera kolonnkornen och expandera det jämlikade kristallområdet. Dessa kombinerade förändringar förbättrar egenskaperna för gjutning, bearbetning, mekanisk, svetsning och korrosionsbeständighet hos koppar och dess legeringar.