Fe基体中稀土元素Ce与Pb的相互作用

《稀土Ce对Fe40Mn20Cr20Ni20高熵合金耐腐蚀性能的影响》篇一一、引言近年来，高熵合金以其独特的性能在材料科学领域受到了广泛的关注。

在众多高熵合金体系中，Fe40Mn20Cr20Ni20合金以其优良的力学性能和耐腐蚀性能成为了研究的热点。

然而，为了进一步提高其耐腐蚀性能，研究者们开始探索通过添加稀土元素来优化其性能。

其中，稀土Ce因其独特的电子结构和化学性质，被认为是一种有效的添加剂。

本文旨在探讨稀土Ce对Fe40Mn20Cr20Ni20高熵合金耐腐蚀性能的影响。

二、实验方法1. 材料制备采用真空电弧熔炼法制备含不同质量分数稀土Ce的Fe40Mn20Cr20Ni20高熵合金。

具体步骤包括配料、熔炼、凝固和退火等过程。

2. 性能测试通过电化学工作站测试合金的极化曲线和电化学阻抗谱，以评估其耐腐蚀性能。

同时，利用扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）分析合金的微观结构和相组成。

三、实验结果与分析1. 微观结构与相组成添加稀土Ce后，Fe40Mn20Cr20Ni20高熵合金的微观结构和相组成发生了明显的变化。

通过SEM和XRD分析发现，稀土Ce 的加入使得合金中形成了新的相，并改善了合金的晶粒尺寸和分布。

这些变化有利于提高合金的耐腐蚀性能。

2. 耐腐蚀性能（1）极化曲线分析极化曲线测试结果表明，添加稀土Ce后，Fe40Mn20Cr20Ni20高熵合金的腐蚀电流密度降低，腐蚀电位提高。

这表明稀土Ce的加入使得合金的耐腐蚀性能得到了显著的提高。

（2）电化学阻抗谱分析电化学阻抗谱测试结果进一步证实了稀土Ce对Fe40Mn20Cr20Ni20高熵合金耐腐蚀性能的改善作用。

添加稀土Ce后，合金的阻抗值增大，表明其耐腐蚀性能得到了提高。

四、讨论稀土Ce对Fe40Mn20Cr20Ni20高熵合金耐腐蚀性能的影响主要归因于其独特的电子结构和化学性质。

一方面，稀土Ce的加入可以细化合金的晶粒，改善其组织结构，从而提高耐腐蚀性能。

稀土元素以及C N对铁钴基合金软磁材料微观结构和磁性能的影响摘要Fe、Co基有序合金常用于自旋阀和磁性隧道结等自旋电子元器件的铁磁电极材料，如何有效调控其铁磁电极材料的自旋极化电子结构，是开发新一代超高密度信息存储材料的重要课题之一。

本文基于密度泛函理论的第一性原理，首先研究了BCC Fe、Co的自旋极化电子结构，进而计算了Fe3Co（DO3结构），FeCo（B2结构），及FeCo3（DO3结构）有序合金的自旋极化电子结构。

计算结果表明，Fe3Co、FeCo及FeCo3的磁矩分别为μ = 9.31 μB、4.47 μB和8.01 μB; 费米面处的自旋极化率分别为P = 9.5%、78.1%和80.1%。

自旋极化率随着Co含量的增加而增大。

对合金晶体结构进行第一性原理计算是研究其性质的一种非常重要的方法，将对分析研究上述结构和性质的变化起到一定的理论指导作用。

本文通过文献调查铁钴合金的电子结构和原子磁矩，然后用添加稀土元素，采用非自耗真空电弧炉冶炼Fe50Co50－x RE x( RE = La、Ce、Gd、Dy) 合金锭。

通过MS软件等测试分析手段对添加稀土元素对FeCo合金的微观组织和磁性能影响做了系统研究。

结果表明，稀土元素的添加会在周围形成富稀土相，当含量较高时还会出现过渡相。

添加稀土是FeCo合金的磁导率增大。

关键词：自旋电子学；FeCo有序合金；磁性分析；微观组织第一章绪论1.1磁学发展概述磁学(magnetism)，又称为铁磁学(ferromagnetism)，是现代物理学的一个重要分支。

现代磁学是研究磁，磁场，磁材料，磁效应，磁现象及其实际应用的一门学科。

磁学和电学有着直接的联系。

经典磁学认为如同电荷一样，自然界中存在着独立的磁荷。

相同的磁荷互相排斥，不同的磁荷互相吸引。

而现代磁学则认为环形电流元是磁极产生的根本原因，相同的磁极互相排斥，不同的磁极互相吸引。

独立的磁荷是不存在的。

稀土元素在金属材料中的作用与机理【摘要】稀土元素作为一种重要的新能源技术材料,在当今的研究开发中有着十分重要的意义,尤其是在建筑、工业、金属材料的运用中有着非常重要的作用。

通过稀土元素技术的综合应用,并充分考虑在当前社会环境中的整体模式,稀土元素成为一种战略元素,既是高新技术的生长点,也是新材料的宝库,在工业生产中发挥着越来越大的作用。

本文将围绕稀土元素的整体概念进行分析,并概述稀土元素在金属材料中的作用,从多方面考究稀土元素在金属材料中的机理,更好的发挥稀土元素的整体效能。

【关键词】稀土元素金属材料作用机理稀土元素在当前新能源技术的发展中有着重要的作用,尤其是在金属材料的运用中能有效降低硫含量,并且能彻底改变杂物形态。

在稀土元素的整体作用分析中,通过技术的改进措施,充分发挥稀土元素在金属材料中的净化作用、吸收作用等,形成整体的机理及功能运用模式。

因此,要整体分析稀土元素与金属材料的融合性,在整个技术运用的过程中,通过对稀土元素在金属材料中的机理的全面分析,尤其是突出在化学效应、作用发挥等多方面的整体机能,更好的推动稀土元素的作用。

在实际的操作过程中突出稀土元素的化学原理,构建更为有效的稀土元素运用机制,形成高标准的机理效能,充分发挥在金属材料中的作用。

1 简述稀土材料的整体概念1.1 概念分析稀土是历史遗留下来的名称。

稀土元素(Rare Earth Element)是从18世纪末叶开始陆续发现,当时人们常把不溶于水的固体氧化物称为土。

稀土一般是以氧化物状态分离出来的,很稀少,因而得名为稀土(Rare Earth,简称RE或R)。

稀土就是化学元素周期表中镧系元素——镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu),以及与镧系的15个元素密切相关的元素——钪(Sc)和钇(Y)共17种元素,称为稀土元素。

《稀土Ce对Fe40Mn20Cr20Ni20高熵合金耐腐蚀性能的影响》篇一一、引言随着科技的发展，高熵合金因具有优异的力学性能和耐腐蚀性能，受到了广泛关注。

其中，Fe40Mn20Cr20Ni20高熵合金作为一种典型的合金体系，具有出色的强度和塑性。

然而，在复杂环境中，其耐腐蚀性能仍需进一步提高。

稀土元素因其独特的电子结构和物理化学性质，被广泛应用于合金中以提高其性能。

本文旨在研究稀土Ce对Fe40Mn20Cr20Ni20高熵合金耐腐蚀性能的影响。

二、材料与方法本实验选用Fe40Mn20Cr20Ni20高熵合金作为基体，添加不同含量的稀土Ce元素（如1wt%、3wt%和5wt%）。

采用真空熔炼法制备合金试样，并进行一系列的耐腐蚀性能测试。

测试方法包括电化学腐蚀测试、盐雾腐蚀测试和中性盐溶液浸泡测试等。

三、稀土Ce对耐腐蚀性能的影响（一）电化学腐蚀测试电化学腐蚀测试结果表明，添加稀土Ce的Fe40Mn20Cr20Ni20高熵合金具有更高的耐腐蚀性。

随着Ce含量的增加，合金的腐蚀电流密度逐渐减小，表明其耐腐蚀性得到提高。

这主要是由于稀土Ce的加入使得合金表面形成了一层致密的氧化膜，有效阻止了腐蚀介质的进一步侵蚀。

（二）盐雾腐蚀测试盐雾腐蚀测试中，添加了稀土Ce的合金表面出现的腐蚀斑点明显较少，且腐蚀程度较低。

在长时间盐雾环境下，稀土Ce 的加入有效延缓了合金的腐蚀速率。

（三）中性盐溶液浸泡测试在中性盐溶液浸泡测试中，添加稀土Ce的合金表现出更低的失重率和更小的腐蚀深度。

这表明稀土Ce有助于提高Fe40Mn20Cr20Ni20高熵合金在复杂环境中的耐腐蚀性能。

四、结论通过实验研究，我们发现稀土Ce的添加对Fe40Mn20Cr20Ni20高熵合金的耐腐蚀性能具有显著影响。

在电化学腐蚀测试、盐雾腐蚀测试和中性盐溶液浸泡测试中，添加了稀土Ce的合金均表现出更高的耐腐蚀性。

这主要是由于稀土Ce 在合金表面形成了致密的氧化膜，有效提高了合金的耐腐蚀性。

稀土元素四分组效应稀土元素是指原子序数为57至71的元素，它们具有相似的化学性质和电子结构。

由于它们在地壳中的含量较低，因此被称为“稀土”。

稀土元素四分组效应是指在同一四分组内，随着原子序数的增加，稀土元素化学性质逐渐变化的现象。

首先，稀土元素四分组效应表现在其原子半径和离子半径上。

随着原子序数的增加，原子半径和离子半径逐渐缩小。

这是因为随着电荷核吸引力的增强，电子云向核心靠拢。

同时，在同一四分组内，由于外层电子数量相同，电荷云对核心的屏蔽效应也相同，因此影响半径大小的主要因素是核电荷数。

其次，在同一四分组内，稀土元素化学性质逐渐变化。

在第一种情况下，由于外层电子构型相似（f轨道填充），与其他元素形成价键时能够提供类似的电荷密度和配位方式。

因此，在同一族中不同元素之间很容易发生置换反应。

在第二种情况下，由于电子云的屏蔽效应，原子核对外层电子的吸引力逐渐减弱，因此稀土元素化学性质会发生变化。

例如，在同一族中，随着原子序数的增加，稀土元素氧化态的稳定性逐渐降低。

这是因为随着原子序数的增加，电子云向核心靠拢，外层电子与核之间的距离减小，使得氧化态更容易被还原。

此外，在同一四分组内，稀土元素磁学性质也会发生变化。

由于f轨道电子自旋和轨道角动量相互作用的结果，在不同稀土元素中f轨道电子自旋和轨道角动量之间存在不同程度的耦合。

在某些情况下，这种相互作用可能导致稀土元素表现出磁各向异性和磁畴结构等特殊磁学性质。

最后，在同一四分组内，稀土元素物理性质也会发生变化。

例如，在第一四分组中，由于镧系元素（La至Eu）具有顺磁性和铁磁性特征，在低温下可以形成磁畴结构，而钆系元素（Gd至Lu）则表现出反铁磁性和顺磁性特征。

此外，稀土元素的光学性质也会随着原子序数的增加而发生变化。

例如，在同一族中，由于电子云的屏蔽效应，原子核对外层电子的吸引力逐渐减弱，因此随着原子序数的增加，稀土元素发射光谱中的谱线逐渐向长波方向移动。

综上所述，稀土元素四分组效应是指在同一四分组内，随着原子序数的增加，稀土元素化学性质、磁学性质、物理性质和光学性质等逐渐变化的现象。

稀土信息·12· 2021年第05期一、影响稀土元素在铜中吸收率的因素 影响稀土元素在铜中吸收率的因素主要有：稀土元素的颗粒大小、加入量、浇注温度和保温时间等。

稀土的颗粒对于吸收率有很大的影响，在加入量相近的情况下，随着稀土颗粒的减小，吸收率降低。

主要原因是在加入的过程中，颗粒越小越不易压入铜液中，上浮的几率比较大，氧化烧损率越大；另外，加入量相同时，颗粒小，数量多，表面积大，烧损严重。

研究发现，当Ce 以颗粒质量为5.40g 加入纯铜时，吸收率只有46.47%；在颗粒质量为9.50g 时， 铜是有色金属中最重要的金属之一，与其他金属相比，铜有高的导电性、导热性（仅次于银），有良好的耐蚀性，易于压力加工成线、棒、板、带、管等各种半成品或零件，主要用作导电、导热或耐蚀等要求的器材。

铜及铜合金是工业上的重要材料。

随着科学技术的飞跃发展，对材料的性能提出了越来越高的要求。

稀土元素具有典型的金属性质，化学性质极为活泼，几乎能与惰性气体以外的所有元素相互作用，同时具有大量吸收气体的能力。

其独特性质，能改善铜及铜合金的物理、机械性能等。

稀土在铜及铜合金中的作用及应用● 姜佳鑫 温永清/文吸收率增加到69.09%。

在颗粒平均质量相近的情况下，加入的纯稀土量越多，其吸收率也越高。

但稀土的加入量不宜太多，以免产生不良的影响。

在加入稀土时，温度越高稀土烧损得越多，应根据铸件的尺寸选择浇注温度。

稀土在铜液中易上浮，且其熔点较低，保温时间越长烧损得越多。

在实际生产时，为了使铸件中稀土均匀分布，必须延长保温时间，以净化合金基体，提高铸件质量。

保温时间要根据铸件的尺寸、加入量及分布情况而定。

二、稀土在铜及铜合金中的物理化学作用 工业用铜一般含有多种杂质，其杂质总量甚至可达0.05%-0.8%，其中有些杂质含量虽不大，但往往严重影响纯铜或铜合金材料的优良性能。

如氧、硫和铜形成的脆性化合物（Cu2O及Cu2S）降低铜的塑性，多了会使铜冷拉时产生毛刺，并降低铜的导电性、耐蚀性和焊接性能。

钢中稀土铈与砷相互作用研究稀土铈和砷都是常见的金属元素，它们在工业生产和生活中有着广泛的应用。

稀土铈广泛应用于新能源、环保、医药等领域，而砷则主要用于木材防腐、电子器件制造等领域。

这两种元素之间的相互作用一直是研究的热点之一。

本文以“钢中稀土铈与砷相互作用研究”为主题，探讨一下它们之间的关系。

钢中稀土铈的来源可以是添加剂或钢铁生产原料中的稀土铈。

稀土铈与砷在钢中的相互作用是由于它们在钢铁生产过程中存在，导致产生了它们之间的化学反应。

通常情况下，铈和砷在钢中的含量均非常低，但它们对钢铁性能的影响却非常显著。

据研究发现，稀土铈与砷在钢中的相互作用主要有以下几种表现形式：1. 稀土铈对砷的脱除作用铈可以将砷析出到钢铁表面上形成脆性铁砷化合物，并降低了钢的韧性和强度。

因此，在钢铁生产中，需要通过添加稀土铈来降低砷的含量，防止砷对钢的影响。

2. 稀土铈与砷的共存作用当稀土铈和砷同时存在于钢中时，它们之间会发生相互作用，并形成新的相互作用产物。

这种相互作用产物的稳定性和结构与钢铁的生产过程有关，如温度、压力、成分等因素。

3. 稀土铈与砷的竞争作用稀土铈和砷在钢中的含量很低，但它们与其他金属元素之间也存在着竞争关系。

例如，当钢中含有高浓度的铝或钛时，稀土铈和砷之间的相互作用受到阻碍，这就需要选择适当的添加方式和配比来平衡不同金属元素之间的竞争关系。

总之，稀土铈与砷在钢中的相互作用是一个非常复杂的问题。

虽然它们之间的相互作用形式和产品稳定性并不完全可控，但通过精确的测量和分析，科学家们可以揭示它们之间的物理化学机制，并为钢铁生产提供指导意见，实现优化生产和提高产品质量的目标。

在钢中稀土铈与砷相互作用研究的过程中，数据的分析至关重要。

通过对钢中稀土铈和砷的含量以及它们之间的关系进行数据分析，可以更好地理解它们的相互作用。

以下是一些相关数据和分析。

首先，我们需要知道稀土铈和砷在钢中的含量。

根据研究数据，钢中稀土铈的含量通常在0.01-0.05wt%之间，而钢中砷的含量则要低得多，通常在0.0005-0.001wt%之间。