იშვიათმიწა მასალა იშვიათმიწა მაგნიუმის შენადნობი

მაგნიუმის შენადნობის მახასიათებლებია: მსუბუქი წონა, მაღალი სპეციფიკური სიმტკიცე, მაღალი დემპფერაცია, ვიბრაციისა და ხმაურის შემცირება, ელექტრომაგნიტური გამოსხივებისადმი მდგრადობა, დამუშავებისა და გადამუშავების დროს დაბინძურების არარსებობა და ა.შ., ხოლო მაგნიუმის რესურსები უხვადაა, რაც შეიძლება გამოყენებულ იქნას მდგრადი განვითარებისთვის. ამიტომ, მაგნიუმის შენადნობი ცნობილია, როგორც „XXI საუკუნის მსუბუქი და მწვანე სტრუქტურული მასალა“. ეს აჩვენებს, რომ XXI საუკუნის წარმოების ინდუსტრიაში მსუბუქი წონის, ენერგიის დაზოგვისა და ემისიების შემცირების ტალღასთან ერთად, ტენდენცია, რომ მაგნიუმის შენადნობი უფრო მნიშვნელოვან როლს შეასრულებს, ასევე მიუთითებს იმაზე, რომ გლობალური ლითონის მასალების, მათ შორის ჩინეთის, სამრეწველო სტრუქტურა შეიცვლება. თუმცა, ტრადიციულ მაგნიუმის შენადნობებს აქვთ გარკვეული სისუსტეები, როგორიცაა მარტივი დაჟანგვა და წვა, კოროზიისადმი მდგრადობის არარსებობა, მაღალი ტემპერატურისადმი ცუდი ცოცვისადმი მდგრადობა და დაბალი მაღალტემპერატურული სიმტკიცე.

თეორია და პრაქტიკა აჩვენებს, რომ იშვიათმიწა ლითონები ყველაზე ეფექტური, პრაქტიკული და პერსპექტიული შენადნობის ელემენტია ამ სისუსტეების დასაძლევად. ამიტომ, დიდი მნიშვნელობა აქვს ჩინეთში არსებული მაგნიუმის და იშვიათმიწა ლითონების უხვი რესურსების გამოყენებას, მათი სამეცნიერო განვითარებას და გამოყენებას, ასევე ჩინური მახასიათებლების მქონე იშვიათმიწა ლითონების მაგნიუმის შენადნობების სერიის შემუშავებას და რესურსების უპირატესობების ტექნოლოგიურ და ეკონომიკურ უპირატესობებად გარდაქმნას.

სამეცნიერო განვითარების კონცეფციის პრაქტიკაში გამოყენება, მდგრადი განვითარების გზის არჩევა, რესურსების დამზოგავი და გარემოსდაცვითი ახალი ინდუსტრიალიზაციის გზის პრაქტიკაში გამოყენება და მსუბუქი, მოწინავე და დაბალი ღირებულების იშვიათმიწა მაგნიუმის შენადნობების დამხმარე მასალების მიწოდება ავიაციის, აერონავტიკის, ტრანსპორტის, „სამი C“ მრეწველობისა და ყველა საწარმოო ინდუსტრიისთვის, ქვეყნის, მრეწველობისა და მრავალი მკვლევრის ცხელ წერტილებად და მთავარ ამოცანებად იქცა. იშვიათმიწა მაგნიუმის შენადნობი, მოწინავე მახასიათებლებითა და დაბალი ფასით, სავარაუდოდ, გახდება გარღვევის წერტილი და განვითარების ძალა მაგნიუმის შენადნობის გამოყენების გაფართოებისთვის.

1808 წელს ჰამფრი დეივიმ პირველად გამოყო ვერცხლისწყალი და მაგნიუმი ამალგამიდან, ხოლო 1852 წელს ბუნზენმა პირველად ელექტროლიზი გაუკეთა მაგნიუმს მაგნიუმის ქლორიდიდან. მას შემდეგ, მაგნიუმი და მისი შენადნობები ისტორიულ ასპარეზზე გამოჩნდა, როგორც ახალი მასალა. მაგნიუმი და მისი შენადნობები მეორე მსოფლიო ომის დროს ძალიან სწრაფად განვითარდა. თუმცა, სუფთა მაგნიუმის დაბალი სიმტკიცის გამო, მისი გამოყენება სამრეწველო გამოყენებისთვის სტრუქტურულ მასალად რთულია. მაგნიუმის ლითონის სიმტკიცის გასაუმჯობესებლად ერთ-ერთი მთავარი მეთოდია შენადნობა, ანუ სხვა სახის შენადნობის ელემენტების დამატება მაგნიუმის ლითონის სიმტკიცის გასაუმჯობესებლად მყარი ხსნარის, ნალექის, მარცვლების დახვეწისა და დისპერსიული გამაგრების გზით, რათა მან დააკმაყოფილოს მოცემული სამუშაო გარემოს მოთხოვნები.

ის წარმოადგენს იშვიათმიწა მაგნიუმის შენადნობის მთავარ შენადნობის ელემენტს და შემუშავებული სითბოსადმი მდგრადი მაგნიუმის შენადნობების უმეტესობა შეიცავს იშვიათმიწა ელემენტებს. იშვიათმიწა მაგნიუმის შენადნობას ახასიათებს მაღალი ტემპერატურისადმი მდგრადობა და მაღალი სიმტკიცე. თუმცა, მაგნიუმის შენადნობის საწყის კვლევაში, იშვიათმიწა მაგნიუმის შენადნობი გამოიყენება მხოლოდ კონკრეტულ მასალებში მისი მაღალი ფასის გამო. იშვიათმიწა მაგნიუმის შენადნობი ძირითადად გამოიყენება სამხედრო და აერონავტიკულ სფეროებში. თუმცა, სოციალური ეკონომიკის განვითარებასთან ერთად, მაგნიუმის შენადნობის მუშაობისადმი უფრო მაღალი მოთხოვნები წამოიჭრება და იშვიათმიწა მეტალების ღირებულების შემცირებასთან ერთად, იშვიათმიწა მაგნიუმის შენადნობი მნიშვნელოვნად გაფართოვდა სამხედრო და სამოქალაქო სფეროებში, როგორიცაა აერონავტიკა, რაკეტები, ავტომობილები, ელექტრონული კომუნიკაციები, ინსტრუმენტები და ა.შ. ზოგადად, იშვიათმიწა მაგნიუმის შენადნობის შემუშავება შეიძლება დაიყოს ოთხ ეტაპად:

პირველი ეტაპი: 1930-იან წლებში აღმოჩნდა, რომ Mg-Al შენადნობში იშვიათმიწა ელემენტების დამატებამ შეიძლება გააუმჯობესოს შენადნობის მაღალტემპერატურული მახასიათებლები.

მეორე ეტაპი: 1947 წელს ზაუერვორდმა აღმოაჩინა, რომ Mg-RE შენადნობში Zr-ის დამატება ეფექტურად ახდენდა შენადნობის მარცვლის დახვეწას. ამ აღმოჩენამ გადაჭრა იშვიათმიწა მაგნიუმის შენადნობის ტექნოლოგიური პრობლემა და რეალურად ჩაუყარა საფუძველი სითბოსადმი მდგრადი იშვიათმიწა მაგნიუმის შენადნობის კვლევასა და გამოყენებას.

მესამე ეტაპი: 1979 წელს დრიცმა და სხვებმა აღმოაჩინეს, რომ Y-ის დამატებას ძალიან სასარგებლო გავლენა ჰქონდა მაგნიუმის შენადნობზე, რაც კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი აღმოჩენა იყო სითბოსადმი მდგრადი იშვიათმიწა მაგნიუმის შენადნობის შემუშავებაში. ამის საფუძველზე შემუშავდა WE ტიპის შენადნობების სერია, რომლებსაც აქვთ სითბოგამძლეობა და მაღალი სიმტკიცე. მათ შორის, WE54 შენადნობის დაჭიმვის სიმტკიცე, დაღლილობის სიმტკიცე და ცოცვისადმი მდგრადობა შედარებადია თუჯის ალუმინის შენადნობის მაჩვენებლებთან ოთახის ტემპერატურაზე და მაღალ ტემპერატურაზე.

მეოთხე ეტაპი: ძირითადად გულისხმობს Mg-HRE (მძიმე იშვიათმიწა ელემენტების) შენადნობის შესწავლას 1990-იანი წლებიდან, რათა მივიღოთ მაღალი ხარისხის მაგნიუმის შენადნობი, რომელიც დააკმაყოფილებს მაღალტექნოლოგიური საბადოების საჭიროებებს. მძიმე იშვიათმიწა ელემენტებისთვის, Eu და Yb-ს გარდა, მაგნიუმში მაქსიმალური ხსნადობა მყარ მდგომარეობაში დაახლოებით 10%-28%-ია და მაქსიმუმმა შეიძლება 41%-ს მიაღწიოს. მსუბუქ იშვიათმიწა ელემენტებთან შედარებით, მძიმე იშვიათმიწა ელემენტებს უფრო მაღალი ხსნადობა აქვთ მყარ მდგომარეობაში. გარდა ამისა, მყარ მდგომარეობაში ხსნადობა სწრაფად მცირდება ტემპერატურის კლებასთან ერთად, რაც კარგ გავლენას ახდენს მყარი ხსნარის გამყარებასა და ნალექის გამყარებაზე.

მაგნიუმის შენადნობის გამოყენების უზარმაზარი ბაზარი არსებობს, განსაკუთრებით მსოფლიოში ისეთი ლითონის რესურსების მზარდი დეფიციტის ფონზე, როგორიცაა რკინა, ალუმინი და სპილენძი, მაგნიუმის რესურსებისა და პროდუქტის უპირატესობები სრულად იქნება გამოყენებული და მაგნიუმის შენადნობი სწრაფად განვითარებად საინჟინრო მასალად იქცევა. მსოფლიოში მაგნიუმის ლითონის მასალების სწრაფი განვითარების წინაშე, ჩინეთი, როგორც მაგნიუმის რესურსების მთავარი მწარმოებელი და ექსპორტიორი, განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია მაგნიუმის შენადნობის სიღრმისეული თეორიული კვლევისა და გამოყენების შემუშავების ჩატარება. თუმცა, ამჟამად, საერთო მაგნიუმის შენადნობის პროდუქტების დაბალი მოსავლიანობა, ცუდი ცოცვისადმი წინააღმდეგობა, ცუდი თბომედეგობა და კოროზიისადმი წინააღმდეგობა კვლავ წარმოადგენს შემაფერხებელ ფაქტორებს, რომლებიც ზღუდავს მაგნიუმის შენადნობის ფართომასშტაბიან გამოყენებას.

იშვიათმიწა ელემენტებს აქვთ უნიკალური ექსტრაბირთვული ელექტრონული სტრუქტურა. ამიტომ, როგორც მნიშვნელოვანი შენადნობის ელემენტი, იშვიათმიწა ელემენტები უნიკალურ როლს ასრულებენ მეტალურგიისა და მასალების სფეროებში, როგორიცაა შენადნობის დნობის გაწმენდა, შენადნობის სტრუქტურის დახვეწა, შენადნობის მექანიკური თვისებების და კოროზიისადმი მდგრადობის გაუმჯობესება და ა.შ. შენადნობის ელემენტების ან მიკროშენადნობის ელემენტების სახით, იშვიათმიწა ელემენტები ფართოდ გამოიყენება ფოლადსა და ფერადი ლითონების შენადნობებში. მაგნიუმის შენადნობის სფეროში, განსაკუთრებით სითბოს მდგრადი მაგნიუმის შენადნობის სფეროში, იშვიათმიწა ელემენტების გამორჩეული გამწმენდი და გამაგრების თვისებები თანდათან აღიარებულია ადამიანების მიერ. იშვიათმიწა ელემენტები ითვლება შენადნობის ელემენტად, რომელსაც აქვს ყველაზე მაღალი გამოყენების ღირებულება და ყველაზე დიდი განვითარების პოტენციალი სითბოს მდგრადი მაგნიუმის შენადნობებში და მისი უნიკალური როლი ვერ შეიცვლება სხვა შენადნობის ელემენტებით.

ბოლო წლებში, როგორც ქვეყნის შიგნით, ასევე მის ფარგლებს გარეთ, მკვლევარებმა ფართო თანამშრომლობა განახორციელეს მაგნიუმის და იშვიათმიწა მიწების რესურსების გამოყენებით, რათა სისტემატურად შეესწავლათ იშვიათმიწა მიწების შემცველი მაგნიუმის შენადნობები. ამავდროულად, ჩინეთის მეცნიერებათა აკადემიის ჩანჩუნის გამოყენებითი ქიმიის ინსტიტუტი ორიენტირებულია დაბალი ღირებულებისა და მაღალი ხარისხის იშვიათმიწა მიწების ახალი მაგნიუმის შენადნობების შესწავლასა და განვითარებაზე და გარკვეულ შედეგებსაც მიაღწია. იშვიათმიწა მიწების მაგნიუმის შენადნობების მასალების შემუშავებისა და გამოყენების ხელშეწყობა.