იშვიათი დედამიწის ელემენტების გამოყენება ბირთვულ მასალებში

1. ბირთვული მასალების განმარტება

ფართო გაგებით, ბირთვული მასალა არის ზოგადი ტერმინი, რომელიც გამოიყენება მხოლოდ ბირთვულ ინდუსტრიასა და ბირთვულ სამეცნიერო კვლევებში, მათ შორის ბირთვული საწვავისა და ბირთვული ინჟინერიის მასალების, ანუ არაბირთვული საწვავის მასალების აღსანიშნავად.

ბირთვული მასალები ძირითადად ეხება რეაქტორის სხვადასხვა ნაწილში გამოყენებულ მასალებს, რომლებიც ასევე ცნობილია როგორც რეაქტორის მასალები. რეაქტორის მასალები მოიცავს ბირთვულ საწვავს, რომელიც ნეიტრონული დაბომბვის ქვეშ განიცდის ბირთვულ დაშლას, ბირთვული საწვავის კომპონენტების საფარის მასალებს, გამაგრილებელ ნივთიერებებს, ნეიტრონულ მოდერატორებს (მოდერატორებს), საკონტროლო ღეროს მასალებს, რომლებიც ძლიერად შთანთქავენ ნეიტრონებს და ამრეკლავ მასალებს, რომლებიც ხელს უშლიან ნეიტრონების გაჟონვას რეაქტორის გარეთ.

2. იშვიათი მიწების რესურსებსა და ბირთვულ რესურსებს შორის ურთიერთკავშირი

მონაზიტი, რომელსაც ასევე ფოსფოცერიტს და ფოსფოცერიტს უწოდებენ, შუალედური მჟავა მაგმური ქანებისა და მეტამორფული ქანების გავრცელებული დამხმარე მინერალია. მონაზიტი იშვიათმიწა ლითონების მადნის ერთ-ერთი მთავარი მინერალია და ასევე არსებობს ზოგიერთ დანალექ ქანში. მოყავისფრო-წითელი, ყვითელი, ზოგჯერ მოყავისფრო-ყვითელი, ცხიმიანი ბზინვარებით, სრული გახლეჩით, მოჰსის სიმტკიცით 5-5.5 და კუთრი სიმძიმით 4.9-5.5.

ჩინეთში ზოგიერთი პლაცერის ტიპის იშვიათმიწა მინერალის ძირითადი მადნის მინერალი მონაზიტია, რომელიც ძირითადად მდებარეობს ტონჩენგში, ჰუბეიში, იუეიანგში, ჰუნანში, შანგრაოში, ძიანსიში, მენგაიში, იუნანში და ჰეს ოლქში, გუანსი. თუმცა, პლაცერის ტიპის იშვიათმიწა მინერალების მოპოვებას ხშირად არ აქვს ეკონომიკური მნიშვნელობა. ცალკეული ქვები ხშირად შეიცავს რეფლექსურ თორიუმის ელემენტებს და ასევე წარმოადგენს კომერციული პლუტონიუმის მთავარ წყაროს.

3. იშვიათი მიწების გამოყენების მიმოხილვა ბირთვულ შერწყმასა და ბირთვულ დაშლაში, პატენტის პანორამული ანალიზის საფუძველზე.

იშვიათი დედამიწის ელემენტების ძიების საკვანძო სიტყვების სრულად გაფართოების შემდეგ, ისინი გაერთიანებულია ბირთვული დაშლისა და ბირთვული შერწყმის გაფართოების გასაღებებთან და კლასიფიკაციის ნომრებთან და იძებნება Incopt-ის მონაცემთა ბაზაში. ძიების თარიღია 2020 წლის 24 აგვისტო. 4837 პატენტი მიღებული იქნა ოჯახების მარტივი შერწყმის შემდეგ, ხოლო 4673 პატენტი განისაზღვრა ხელოვნური ხმაურის შემცირების შემდეგ.

იშვიათმიწა ნივთიერებების პატენტის განაცხადები ბირთვული დაშლის ან ბირთვული შერწყმის სფეროში გავრცელებულია 56 ქვეყანაში/რეგიონში, ძირითადად კონცენტრირებულია იაპონიაში, ჩინეთში, აშშ-ში, გერმანიასა და რუსეთში და ა.შ. პატენტების მნიშვნელოვანი რაოდენობა გამოიყენება PCT-ის სახით, რომელთაგან ჩინეთის პატენტ ტექნოლოგიების განაცხადების რაოდენობა იზრდება, განსაკუთრებით 2009 წლიდან, როდესაც ისინი სწრაფი ზრდის ეტაპზე შევიდნენ და იაპონია, აშშ და რუსეთი ამ სფეროში მრავალი წლის განმავლობაში აგრძელებენ განვითარებას (სურათი 1).

სურათი 1. იშვიათმიწა ელემენტების გამოყენებასთან დაკავშირებული ტექნოლოგიური პატენტების გამოყენების ტენდენცია ბირთვულ ბირთვულ დაშლასა და ბირთვულ შერწყმაში ქვეყნებსა და რეგიონებში

ტექნიკური თემების ანალიზიდან ჩანს, რომ იშვიათმიწა ელემენტების გამოყენება ბირთვულ შერწყმასა და ბირთვულ დაშლაში ფოკუსირებულია საწვავის ელემენტებზე, სცინტილატორებზე, რადიაციული დეტექტორებზე, აქტინიდებზე, პლაზმაზე, ბირთვულ რეაქტორებზე, დამცავ მასალებზე, ნეიტრონების შთანთქმასა და სხვა ტექნიკურ მიმართულებებზე.

4. იშვიათი დედამიწის ელემენტების სპეციფიკური გამოყენება და ძირითადი პატენტების კვლევა ბირთვულ მასალებში

მათ შორის, ბირთვულ მასალებში ბირთვული შერწყმისა და ბირთვული დაშლის რეაქციები ინტენსიურია და მასალების მიმართ მოთხოვნები მკაცრია. ამჟამად, ენერგეტიკული რეაქტორები ძირითადად ბირთვული დაშლის რეაქტორებია და შერწყმის რეაქტორები შესაძლოა ფართო მასშტაბით პოპულარული გახდეს 50 წლის შემდეგ.იშვიათმიწაელემენტები რეაქტორის სტრუქტურულ მასალებში; კონკრეტულ ბირთვულ ქიმიურ დარგებში, იშვიათმიწა ელემენტები ძირითადად გამოიყენება საკონტროლო ღეროებში; გარდა ამისა,სკანდიუმიასევე გამოიყენება რადიოქიმიასა და ბირთვულ მრეწველობაში.

(1) როგორც აალებადი შხამი ან საკონტროლო ღერო ნეიტრონების დონისა და ბირთვული რეაქტორის კრიტიკული მდგომარეობის რეგულირებისთვის

ენერგეტიკულ რეაქტორებში ახალი ბირთვების საწყისი ნარჩენი რეაქტიულობა ზოგადად შედარებით მაღალია. განსაკუთრებით პირველი საწვავის შევსების ციკლის ადრეულ ეტაპებზე, როდესაც ბირთვში ყველა ბირთვული საწვავი ახალია, ნარჩენი რეაქტიულობა ყველაზე მაღალია. ამ ეტაპზე, ნარჩენი რეაქტიულობის კომპენსაციისთვის მხოლოდ საკონტროლო ღეროების გაზრდაზე დაყრდნობა გამოიწვევს მეტი საკონტროლო ღეროს შემოტანას. თითოეული საკონტროლო ღერო (ან ღეროების შეკვრა) შეესაბამება რთული მამოძრავებელი მექანიზმის შემოღებას. ერთი მხრივ, ეს ზრდის ხარჯებს, ხოლო მეორე მხრივ, წნევის ჭურჭლის თავში ხვრელების გახსნამ შეიძლება გამოიწვიოს სტრუქტურული სიმტკიცის შემცირება. ეს არა მხოლოდ არაეკონომიურია, არამედ დაუშვებელია წნევის ჭურჭლის თავზე გარკვეული რაოდენობის ფორიანობისა და სტრუქტურული სიმტკიცის ქონა. თუმცა, საკონტროლო ღეროების გაზრდის გარეშე, დარჩენილი რეაქტიულობის კომპენსაციისთვის აუცილებელია ქიმიური კომპენსაციის ტოქსინების (მაგალითად, ბორის მჟავას) კონცენტრაციის გაზრდა. ამ შემთხვევაში, ბორის კონცენტრაცია ადვილად აღემატება ზღურბლს და მოდერატორის ტემპერატურის კოეფიციენტი დადებითი გახდება.

ზემოაღნიშნული პრობლემების თავიდან ასაცილებლად, კონტროლისთვის, როგორც წესი, შეიძლება გამოყენებულ იქნას აალებადი ტოქსინების, საკონტროლო ღეროების და ქიმიური კომპენსაციის კონტროლის კომბინაცია.

(2) როგორც დამატენიანებელი რეაქტორის სტრუქტურული მასალების მუშაობის გასაუმჯობესებლად

რეაქტორებს სჭირდებათ სტრუქტურული კომპონენტები და საწვავის ელემენტები, რომლებსაც აქვთ გარკვეული დონის სიმტკიცე, კოროზიისადმი მდგრადობა და მაღალი თერმული სტაბილურობა, ამასთანავე ხელს უშლიან დაშლის პროდუქტების გამაგრილებელში მოხვედრას.

1) იშვიათმიწა ფოლადი

ბირთვულ რეაქტორს ექსტრემალური ფიზიკური და ქიმიური პირობები აქვს და რეაქტორის თითოეული კომპონენტი ასევე მაღალ მოთხოვნებს უყენებს გამოყენებულ სპეციალურ ფოლადს. იშვიათმიწა ელემენტებს ფოლადზე განსაკუთრებული მოდიფიკაციის ეფექტები აქვთ, ძირითადად მათ შორის გაწმენდა, მეტამორფიზმი, მიკროშენადნობა და კოროზიისადმი მდგრადობის გაუმჯობესება. იშვიათმიწა ელემენტების შემცველი ფოლადები ასევე ფართოდ გამოიყენება ბირთვულ რეაქტორებში.

① გაწმენდის ეფექტი: არსებულმა კვლევებმა აჩვენა, რომ იშვიათმიწა ელემენტები კარგ გამწმენდ ეფექტს ახდენენ გამდნარ ფოლადზე მაღალ ტემპერატურაზე. ეს იმიტომ ხდება, რომ იშვიათმიწა ელემენტები შეიძლება რეაგირებდეს გამდნარ ფოლადში არსებულ მავნე ელემენტებთან, როგორიცაა ჟანგბადი და გოგირდი, და წარმოქმნას მაღალი ტემპერატურის ნაერთები. მაღალი ტემპერატურის ნაერთები შეიძლება დაილექოს და გამოიდევნოს ჩანართების სახით გამდნარი ფოლადის კონდენსაციამდე, რითაც მცირდება გამდნარ ფოლადში მინარევების შემცველობა.

2. მეტამორფიზმი: მეორე მხრივ, გამდნარ ფოლადში იშვიათმიწა ელემენტების ისეთ მავნე ელემენტებთან რეაქციის შედეგად წარმოქმნილი ოქსიდები, სულფიდები ან ოქსისულფიდები შეიძლება ნაწილობრივ შენარჩუნდეს გამდნარ ფოლადში და გადაიქცეს მაღალი დნობის წერტილის მქონე ფოლადის ჩანართებად. ეს ჩანართები შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც ჰეტეროგენული ბირთვის წარმოქმნის ცენტრები გამდნარი ფოლადის გამყარების დროს, რითაც გაუმჯობესდება ფოლადის ფორმა და სტრუქტურა.

③ მიკროშენადნობა: თუ იშვიათმიწა ელემენტების დამატება კიდევ უფრო გაიზრდება, ზემოაღნიშნული გაწმენდისა და მეტამორფიზმის დასრულების შემდეგ დარჩენილი იშვიათმიწა ელემენტები ფოლადში გაიხსნება. რადგან იშვიათმიწა ელემენტების ატომური რადიუსი რკინის ატომზე დიდია, იშვიათმიწა ელემენტებს უფრო მაღალი ზედაპირული აქტივობა აქვთ. გამდნარი ფოლადის გამყარების პროცესის დროს, იშვიათმიწა ელემენტები მარცვლის საზღვარზე მდიდრდება, რაც უკეთ ამცირებს მინარევების ელემენტების გამოყოფას მარცვლის საზღვარზე, რითაც აძლიერებს მყარ ხსნარს და ასრულებს მიკროშენადნობის როლს. მეორეს მხრივ, იშვიათმიწა ელემენტების წყალბადის შენახვის მახასიათებლების გამო, მათ შეუძლიათ წყალბადის შთანთქმა ფოლადში, რითაც ეფექტურად აუმჯობესებენ ფოლადის წყალბადის მსხვრევადობის ფენომენს.

④ კოროზიისადმი მდგრადობის გაუმჯობესება: იშვიათმიწა ელემენტების დამატებამ ასევე შეიძლება გააუმჯობესოს ფოლადის კოროზიისადმი მდგრადობა. ეს იმიტომ ხდება, რომ იშვიათმიწა ელემენტებს უფრო მაღალი თვითკოროზიის პოტენციალი აქვთ, ვიდრე უჟანგავ ფოლადს. ამიტომ, იშვიათმიწა ელემენტების დამატებამ შეიძლება გაზარდოს უჟანგავი ფოლადის თვითკოროზიის პოტენციალი, რითაც გაუმჯობესდება ფოლადის სტაბილურობა კოროზიულ გარემოში.

2). ძირითადი პატენტის კვლევა

ძირითადი პატენტი: ჩინეთის მეცნიერებათა აკადემიის ლითონების ინსტიტუტის მიერ ოქსიდის დისპერსიით გამაგრებული დაბალი აქტივაციის ფოლადის გამოგონების პატენტი და მისი დამზადების მეთოდი.

პატენტის რეზიუმე: წარმოდგენილია ოქსიდის დისპერსიით გამაგრებული დაბალი აქტივაციის ფოლადი, შესაფერისი თერმობირთვული რეაქტორებისთვის და მისი მომზადების მეთოდი, რომელიც ხასიათდება იმით, რომ დაბალი აქტივაციის ფოლადის მთლიან მასაში შენადნობის ელემენტების პროცენტული მაჩვენებელია: მატრიცაა Fe, 0.08% ≤ C ≤ 0.15%, 8.0% ≤ Cr ≤ 10.0%, 1.1% ≤ W ≤ 1.55%, 0.1% ≤ V ≤ 0.3%, 0.03% ≤ Ta ≤ 0.2%, 0.1 ≤ Mn ≤ 0.6% და 0.05% ≤ Y2O3 ≤ 0.5%.

წარმოების პროცესი: Fe-Cr-WV-Ta-Mn დედა შენადნობის დნობა, ფხვნილის ატომიზაცია, დედა შენადნობის მაღალი ენერგიის ბურთულიანი დაფქვა დაY2O3 ნანონაწილაკიშერეული ფხვნილი, ფხვნილის შემომხვევი ექსტრაქცია, გამყარების ჩამოსხმა, ცხელი გლინვა და თერმული დამუშავება.

იშვიათმიწა ნივთიერებების დამატების მეთოდი: ნანომასშტაბის დამატებაY2O3ნაწილაკები მშობელი შენადნობის ატომიზებულ ფხვნილში მაღალი ენერგიის ბურთულიანი დაფქვისთვის, ბურთულიანი დაფქვის საშუალებით, რომელიც წარმოადგენს Φ6 და Φ10 შერეული მყარი ფოლადის ბურთულებს, ბურთულიანი დაფქვის ატმოსფეროთი, რომელიც შეიცავს 99.99% არგონის აირს, ბურთულიანი მასალის მასის თანაფარდობით (8-10):1, ბურთულიანი დაფქვის დრო 40-70 საათი და ბრუნვის სიჩქარე 350-500 ბრ/წთ.

3). გამოიყენება ნეიტრონული გამოსხივებისგან დამცავი მასალების დასამზადებლად

① ნეიტრონული გამოსხივებისგან დაცვის პრინციპი

ნეიტრონები ატომური ბირთვის კომპონენტებია, რომელთა სტატიკური მასა 1.675 × 10-27 კგ-ია, რაც ელექტრონული მასის 1838-ჯერ მეტია. მისი რადიუსი დაახლოებით 0.8 × 10-15 მ-ია, ზომით პროტონის მსგავსია, γ სხივების მსგავსია. ნეიტრონები მატერიასთან ურთიერთქმედებისას ძირითადად ურთიერთქმედებენ ბირთვის შიგნით არსებულ ბირთვულ ძალებთან და არ ურთიერთქმედებენ გარეთა გარსში არსებულ ელექტრონებთან.

ბირთვული ენერგიისა და ბირთვული რეაქტორის ტექნოლოგიის სწრაფი განვითარებით, სულ უფრო მეტი ყურადღება ექცევა ბირთვული რადიაციული უსაფრთხოებისა და ბირთვული რადიაციული დაცვის საკითხებს. რადიაციული აღჭურვილობის მოვლა-პატრონობითა და ავარიების დროს სამაშველო სამუშაოებით დაკავებული ოპერატორების რადიაციული დაცვის გასაძლიერებლად, დიდი სამეცნიერო და ეკონომიკური ღირებულება აქვს დამცავი ტანსაცმლისთვის მსუბუქი დამცავი კომპოზიტების შემუშავებას. ნეიტრონული გამოსხივება ბირთვული რეაქტორის გამოსხივების ყველაზე მნიშვნელოვანი ნაწილია. ზოგადად, ადამიანებთან უშუალო კონტაქტში მყოფი ნეიტრონების უმეტესობა შენელებულია დაბალი ენერგიის ნეიტრონებად ბირთვული რეაქტორის შიგნით არსებული სტრუქტურული მასალების ნეიტრონული დამცავი ეფექტის შემდეგ. დაბალი ენერგიის ნეიტრონები ელასტიურად შეეჯახებიან დაბალი ატომური რიცხვის მქონე ბირთვებს და გააგრძელებენ მოდერაციას. მოდერირებული თერმული ნეიტრონები შეიწოვება უფრო დიდი ნეიტრონული შთანთქმის განივი კვეთის მქონე ელემენტებით და საბოლოოდ მიიღწევა ნეიტრონული დაცვა.

② ძირითადი პატენტის შესწავლა

ფოროვანი და ორგანულ-არაორგანული ჰიბრიდული თვისებებიიშვიათმიწა ელემენტიგადოლინიუმილითონის ორგანული ჩონჩხის მასალები ზრდის მათ თავსებადობას პოლიეთილენთან, რაც ხელს უწყობს სინთეზირებულ კომპოზიტურ მასალებს გადოლინიუმის უფრო მაღალი შემცველობისა და გადოლინიუმის დისპერსიისკენ. გადოლინიუმის მაღალი შემცველობა და დისპერსია პირდაპირ გავლენას ახდენს კომპოზიტური მასალების ნეიტრონული დამცავი თვისებების მახასიათებლებზე.

ძირითადი პატენტი: ჩინეთის მეცნიერებათა აკადემიის ჰეფეის მასალათმცოდნეობის ინსტიტუტი, გადოლინიუმის ბაზაზე დამზადებული ორგანული კარკასული კომპოზიტური დამცავი მასალის გამოგონების პატენტი და მისი მომზადების მეთოდი.

პატენტის რეზიუმე: გადოლინიუმის ბაზაზე დამზადებული ლითონის ორგანული ჩონჩხის კომპოზიტური დამცავი მასალა არის კომპოზიტური მასალა, რომელიც წარმოიქმნება შერევით.გადოლინიუმიპოლიეთილენთან ერთად 2:1:10 წონითი თანაფარდობით დამზადებული ლითონის ორგანული ჩონჩხის მასალა და მისი ფორმირება გამხსნელის აორთქლების ან ცხელი დაწნეხვის გზით. გადოლინიუმის ბაზაზე შექმნილ ლითონის ორგანულ ჩონჩხის კომპოზიტურ დამცავ მასალებს აქვთ მაღალი თერმული სტაბილურობა და თერმული ნეიტრონებისგან დამცავი უნარი.

წარმოების პროცესი: სხვადასხვა არჩევანის გაკეთებაგადოლინიუმის ლითონიმარილები და ორგანული ლიგანდები გადოლინიუმის ბაზაზე დამზადებული ლითონის ორგანული ჩონჩხის მასალების სხვადასხვა ტიპის მოსამზადებლად და სინთეზირებისთვის, მათი გარეცხვა მეთანოლის, ეთანოლის ან წყლის მცირე მოლეკულებით ცენტრიფუგირების გზით და მათი მაღალ ტემპერატურაზე ვაკუუმის პირობებში გააქტიურებით, რათა სრულად მოიხსნას ნარჩენი რეაქციული ნედლეული გადოლინიუმის ბაზაზე დამზადებული ლითონის ორგანული ჩონჩხის მასალების ფორებში; ეტაპზე მომზადებული გადოლინიუმის ბაზაზე დამზადებული ორგანომეტალური ჩონჩხის მასალა ურიეთ პოლიეთილენის ლოსიონთან მაღალი სიჩქარით ან ულტრაბგერით, ან ეტაპზე მომზადებული გადოლინიუმის ბაზაზე დამზადებული ორგანომეტალური ჩონჩხის მასალა დნობით ერევა ულტრამაღალი მოლეკულური წონის პოლიეთილენთან მაღალ ტემპერატურაზე სრულ შერევამდე; ერთგვაროვნად შერეული გადოლინიუმის ბაზაზე დამზადებული ლითონის ორგანული ჩონჩხის მასალის/პოლიეთილენის ნარევი მოათავსეთ ფორმაში და მიიღეთ გადოლინიუმის ბაზაზე დამზადებული ლითონის ორგანული ჩონჩხის კომპოზიტური დამცავი მასალა გაშრობით გამხსნელის აორთქლების ხელშეწყობის ან ცხელი დაწნეხვის გზით; მომზადებულ გადოლინიუმის ბაზაზე დამზადებულ ლითონის ორგანული ჩონჩხის კომპოზიტურ დამცავ მასალას აქვს მნიშვნელოვნად გაუმჯობესებული სითბოს წინააღმდეგობა, მექანიკური თვისებები და თერმული ნეიტრონებისგან დამცავი უმაღლესი უნარი სუფთა პოლიეთილენის მასალებთან შედარებით.

იშვიათმიწა ელემენტების დამატების რეჟიმი: Gd2 (BHC) (H2O) 6, Gd (BTC) (H2O) 4 ან Gd (BDC) 1.5 (H2O) 2 ფოროვანი კრისტალური კოორდინაციული პოლიმერი, რომელიც შეიცავს გადოლინიუმს და მიიღება გადოლინიუმის კოორდინაციული პოლიმერიზაციით.Gd (NO3)3 • 6H2O ან GdCl3 • 6H2Oდა ორგანული კარბოქსილატის ლიგანდი; გადოლინიუმის ბაზაზე დამზადებული ლითონის ორგანული ჩონჩხის მასალის ზომაა 50 ნმ-2 μ მ; გადოლინიუმის ბაზაზე დამზადებული ლითონის ორგანული ჩონჩხის მასალებს აქვთ სხვადასხვა მორფოლოგია, მათ შორის მარცვლოვანი, ღეროს ფორმის ან ნემსის ფორმის ფორმები.

(4) გამოყენებასკანდიუმირადიოქიმიასა და ბირთვულ ინდუსტრიაში

სკანდიუმის ლითონს აქვს კარგი თერმული სტაბილურობა და ფტორის ძლიერი შთანთქმის უნარი, რაც მას შეუცვლელ მასალად აქცევს ატომური ენერგიის ინდუსტრიაში.

ძირითადი პატენტი: ჩინეთის აერონავტიკის განვითარების პეკინის აერონავტიკის მასალების ინსტიტუტი, ალუმინის, თუთიის, მაგნიუმის და სკანდიუმის შენადნობის გამოგონების პატენტი და მისი მიღების მეთოდი.

პატენტის რეზიუმე: ალუმინის თუთიამაგნიუმის სკანდიუმის შენადნობიდა მისი მომზადების მეთოდი. ალუმინის-თუთიის-მაგნიუმის სკანდიუმის შენადნობის ქიმიური შემადგენლობა და წონითი პროცენტული შემცველობაა: Mg 1.0% -2.4%, Zn 3.5% -5.5%, Sc 0.04% -0.50%, Zr 0.04% -0.35%, მინარევები Cu ≤ 0.2%, Si ≤ 0.35%, Fe ≤ 0.4%, სხვა მინარევები ერთჯერადი ≤ 0.05%, სხვა მინარევები სულ ≤ 0.15%, ხოლო დარჩენილი რაოდენობა არის Al. ამ ალუმინის-თუთიის-მაგნიუმის სკანდიუმის შენადნობის მასალის მიკროსტრუქტურა ერთგვაროვანია და მისი მახასიათებლები სტაბილურია, 400 მპა-ზე მეტი დაჭიმვის სიმტკიცით, 350 მპა-ზე მეტი დენადობის ზღვარით და 370 მპა-ზე მეტი დაჭიმვის სიმტკიცით შედუღებული შეერთებებისთვის. მასალის გამოყენება შესაძლებელია როგორც სტრუქტურული ელემენტები აერონავტიკაში, ბირთვულ მრეწველობაში, ტრანსპორტში, სპორტულ საქონელში, იარაღსა და სხვა სფეროებში.

წარმოების პროცესი: ნაბიჯი 1, ინგრედიენტები ზემოთ მოცემული შენადნობის შემადგენლობის შესაბამისად; ნაბიჯი 2: დნობა დნობის ღუმელში 700 ℃~780 ℃ ტემპერატურაზე; ნაბიჯი 3: სრულად გამდნარი ლითონის სითხის გაწმენდა და ლითონის ტემპერატურის შენარჩუნება 700 ℃~750 ℃ ​​დიაპაზონში გაწმენდის დროს; ნაბიჯი 4: გაწმენდის შემდეგ, ის სრულად უნდა გაჩერდეს; ნაბიჯი 5: სრული გაჩერების შემდეგ, დაიწყეთ ჩამოსხმა, შეინარჩუნეთ ღუმელის ტემპერატურა 690 ℃~730 ℃ დიაპაზონში, ხოლო ჩამოსხმის სიჩქარეა 15-200 მმ/წუთში; ნაბიჯი 6: შენადნობის ზოდზე ტარდება ჰომოგენიზაციისა და გამოწვის დამუშავება გამათბობელ ღუმელში, ჰომოგენიზაციის ტემპერატურით 400 ℃~470 ℃; ნაბიჯი 7: ააცალეთ ჰომოგენიზებული ზოდი და ჩაატარეთ ცხელი ექსტრუზია 2.0 მმ-ზე მეტი კედლის სისქის პროფილების მისაღებად. ექსტრუზიის პროცესის დროს, ნაჭერი უნდა შენარჩუნდეს 350 ℃-დან 410 ℃-მდე ტემპერატურაზე; ნაბიჯი 8: ხსნარით ჩაქრობის დამუშავებისთვის პროფილის დაწნეხვა, ხსნარის ტემპერატურა 460-480 ℃; ნაბიჯი 9: მყარი ხსნარით 72 საათიანი ჩაქრობის შემდეგ, ხელით იძულებითი დაძველება. ხელით იძულებითი დაძველების სისტემაა: 90~110 ℃/24 საათი + 170~180 ℃/5 საათი, ან 90~110 ℃/24 საათი + 145~155 ℃/10 საათი.

5, კვლევის შეჯამება

საერთო ჯამში, იშვიათმიწა ელემენტები ფართოდ გამოიყენება ბირთვულ შერწყმასა და ბირთვულ დაშლაში და აქვთ მრავალი პატენტი ისეთ ტექნიკურ მიმართულებებში, როგორიცაა რენტგენის აგზნება, პლაზმის წარმოქმნა, მსუბუქი წყლის რეაქტორი, ტრანსურანიუმი, ურანილის და ოქსიდის ფხვნილი. რაც შეეხება რეაქტორის მასალებს, იშვიათმიწა ელემენტები შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც რეაქტორის სტრუქტურული მასალები და მასთან დაკავშირებული კერამიკული საიზოლაციო მასალები, საკონტროლო მასალები და ნეიტრონული გამოსხივებისგან დამცავი მასალები.