“稀土离子和配体在钢、铝表面的吸附及其缓蚀协同机理研究”项目取得创新

稀土对铝合金力学性能影响的研究进展
近年来，随着稀土材料的广泛应用，研究稀土对铝合金力学性能的影响已成为一个热点领域。

本文将对相关研究进展进行综述。

首先，稀土对铝合金强度的影响。

稀土元素可以通过增强晶界强度和改善晶体结构等方式来提高铝合金的强度。

研究表明，添加稀土元素后，铝合金的抗拉、屈服和硬度等力学性能均有所提升。

其中，镧系稀土元素的强化效果最为显著，其次是铈系和钐系稀土元素。

此外，添加稀土元素还有助于提高铝合金的抗疲劳性能和耐蚀性能。

其次，稀土对铝合金塑性的影响。

添加稀土元素后，铝合金的塑性有所下降。

这是因为稀土元素会影响材料的晶体结构，使其难以发生滑移。

同时，稀土元素还能够在晶界形成胶囊结构，抑制晶粒生长，因此也会对材料的塑性产生一定影响。

不过，通过优化稀土添加量、热处理条件等方法，可以在一定程度上改善铝合金的塑性，从而使其在力学性能和塑性之间达到平衡。

总之，稀土元素对铝合金力学性能的影响是多方面的，既有其强化作用，又有其对塑性和热稳定性的影响。

因此，在铝合金的设计和加工过程中，需要综合考虑稀土元素的添加量、热处理工艺等因素，以达到最优化的力学性能和塑性平衡。

未来，还需要进一步深入研究稀土元素与铝合金的相互作用机理，为铝合金的应用和开发提供更可靠的科学依据。

稀土铝钛硼晶粒细化剂的研究现状胡华;黄雅莹;胡治流【摘要】Al-Ti-B-RE中间合金是一种高效长久的新型细化剂,其效果优于进口的Al-Ti-B,是目前最具有研发价值和最具有潜力的铝用晶粒细化剂之一.综述了稀土铝钛硼晶粒细化剂的研究进展,详细介绍了稀土铝钛硼晶粒细化剂的应用效果、细化机理及制备方法,分析了现有技术存在的问题,展望了稀土铝钛硼晶粒细化剂未来的发展方向.【期刊名称】《材料研究与应用》【年(卷),期】2014(008)002【总页数】5页(P73-77)【关键词】Al-Ti-B-RE;细化剂;细化机理;制备方法【作者】胡华;黄雅莹;胡治流【作者单位】广西大学材料科学与工程学院,广西南宁 530004;广西大学材料科学与工程学院,广西南宁 530004;广西大学材料科学与工程学院,广西南宁 530004【正文语种】中文【中图分类】TG146.2随着铝及其合金在飞机、汽车以及其他结构件等工业领域的广泛应用，人们对其在后续深加工工艺中的组织、性能提出了更为严格的要求，而影响其组织和性能的关键因素之一是熔铸出细小均匀的铸态晶粒组织.晶粒越细，金属材料的强度、塑性和韧性等综合机械性能就越好.而向铝熔体添加中间合金获得细小均匀的组织是目前生产中最简便和常用的方法.目前，铝合金晶粒细化剂主要有Al-Ti，Al-B，Al-Ti-B，Al-Ti-C等，其中Al-Ti-B 合金细化剂因其制备方法简单、价格低廉、性能稳定而成为铝工业使用最广泛的细化剂.尽管Al-Ti-B合金细化剂在一定程度上满足了生产的需要，但由于本身的性能缺陷使其在高档箔材的轧制上受到限制，以及对含Zr、Cr及Mn等元素的铝合金(高强度合金)的细化作用减弱甚至失效，造成晶粒组织不均匀.针对这些问题，近年来研究人员通过将稀土的变质、净化、除气等作用与Al-Ti-B中间合金的细化作用结合起来，开发出新型Al-Ti-B-RE中间合金晶粒细化剂.1 晶粒细化剂的发展铝晶粒细化剂的发展是从20世纪40年代开始的，使用的晶粒细化剂以盐类为主.到了60年代，由于无芯感应炉的使用，中间合金工业得到了迅猛发展.最早开发的是Al-Ti二元合金，后来人们发现Al-Ti合金中引入B可以增强细化能力以及提高稳定性和长效性，于是诞生了Al-Ti-B中间合金锭材.70年代中期，美国研制出Al-Ti-B中间合金线材[1]，用喂丝机连续加入到流槽中.此后10余年中，美国的KBA公司、英国的LSM公司、SMC公司和荷兰的KBM公司等，以及国内的一些研发机构都陆续开发出直径为9～10 mm的中间合金线材，目前世界铝工业75%以上使用此类产品.70年代到80年代，晶粒细化剂供应工业针对不同的铝合金开发出多种细化剂，其中一个重要的研究方向是不断改变Ti/B比.目前，最常用的仍然是Al-5Ti-1B.优质的Al-Ti-B细化剂可以取得理想的细化效果，但其内部TiB2容易聚集、沉淀，同时Cr，Zr，Mn等杂质元素还会与Ti反应出现中毒现象.90年代后，人们开发出Al-Ti-C和Al-Ti-B-RE等新型细化剂.在此基础上，又出现了一些复杂多元的细化剂，如Al-Ti-C-B，Al-Ti-C-RE等，但都没有得到广泛推广.Al-Ti-B-RE中间合金是近年来开发的一种新型细化剂.研究发现，稀土可以改善Al-Ti-B中的TiB2，TiAl3粒子的形态和分布，还能细化TiAl3粒子，从而增加异质晶核数目，提高细化效果.另外，RE具有变质、精练净化、除气等作用，可以提高铝合金的综合机械性能.Al-Ti-B-RE细化剂很好地解决了TiB2聚集、沉淀和细化剂中毒的问题.福州大学、福州冶金研究所、兰州理工和中南大学等单位在Al-Ti-B 中间合金的基础上着重研究Al-Ti-B-RE中间合金，赣州铝厂建立了年产稀土铝钛硼锭100 t、稀土铝钛硼丝400 t的生产线[2].2 稀土铝钛硼细化剂的细化效果近年来，研究人员通过各种方法制备了Al-Ti-B-RE中间合金并对其细化效果进行了检验.2.1 不同细化剂的细化效果傅高升等[3]采用Al-10Ti，Al-5Ti-1B，Al-3Ti-1B-1RE对罐用铝材进行细化试验.试验结果如表1.表1显示，传统的Al-Ti细化剂效果最差，采用进口Al-Ti-B或Al-Ti-B-RE细化剂处理后，平均晶粒尺寸明显减小.其中，Al-Ti-B-RE的细化效果最好，这表明Al-Ti-B-RE中间合金的细化效果显著.表1 不同细化剂的晶粒细化效果Table 1 The grain refining effect of different refiners细化剂种类宏观晶粒组织特征平均晶粒尺寸/μm试验条件未细化处理粗大柱状晶Al-10Ti粗大等轴晶451.3进口Al-5Ti-1B细小等轴晶338.7Al-3Ti-1B-1RE细小等轴晶332.4细化剂加入量w (Ti)=0.05%;处理温度740℃,静置20min 后浇注2.2 Al-Ti-B-RE细化剂的抗衰退性任峻等[4]分别将Al-Ti-B-RE和Al-Ti-B丝细化剂加入纯铝中进行试验，结果发现Al-Ti-B-RE细化剂能有效改善Al-Ti-B丝的衰退和“中毒”现象，细化能力增强.表2是细化剂抗衰退性试验结果.表2 细化剂抗衰退性试验结果Table 2 The refining agent recession resistance effect保湿时间/min011020304050晶粒尺寸/μm60.265.695.1121.5132.7116.8108.32.3 Al-Ti-B-RE中间合金细化处理对力学性能的影响傅高升等[5]用Al-3Ti-1B-1RE中间合金对罐用铝材进行细化处理.表3为经中间合金细化处理的罐用铝材拉伸试样性能的测试结果.表3 中间合金细化处理对罐用铝材力学性能的影响Table 3 Master alloy refining treatment on the mechanical properties of aluminum cans细化剂种类σb/MPaσb提高幅度/MPaδ/%δ提高幅度/%备注未细化处理65.715.4进口Al-5Ti-1B76.9117.125.062.3Al-3Ti-1B-1RE80.0621.927.880.5细化剂加入量w(Ti)=0.07%;处理温度740℃,静置10min由表3可知，与未细化处理相比，采用细化剂处理后的罐用铝材抗拉强度和伸长率都显著提高，尤其经Al-3Ti-1B-1RE处理后，铝材的力学性能提高最显著.3 稀土铝钛硼晶粒细化剂的细化机理关于Al-Ti-B-RE中间合金的细化机理，虽已做了大量研究但还不成熟，特别是没有对Al-Ti-B-RE中间合金的第二相以及反应的热力学和动力学进行深入分析.一部分观点支持Al-Ti-B中间合金对铝合金细化机理中的包晶理论.有人认为[6]，在铝液中加入稀土铝钛硼合金后，合金中的TiB2，AlB2，TiAl3及稀土化合物(如LaSi2)等金属化合物在铝液中呈极细颗粒，高度分散于金属液中.当铝液冷却到一定过冷度时，这些颗粒与铝液发生包晶、共晶等反应.当包晶反应生成新相时，固相和液相须经过一个扩散的阻碍层，形核后的新相被不同浓度的液相所包围，起着非均质形核的基底作用.共晶反应较快地形成新相，这些新相也可起着非均质形核的核心作用.铝液中固溶B，Ti，RE等元素，相对增大了铝液的过冷度，这样使晶粒得到细化.TiB2，AlB2，TiAl3及稀土化合物高度弥散分布将会成为晶粒长大的抑制剂，阻碍铝液中晶粒长大.另一部分观点支持Al-Ti-B中间合金对铝合金细化机理中的粒子理论.有人认为[7]，Al-Ti-B-RE中的稀土极易与Al，Ti生成Al-Ti-RE化合物或(RE，Ti)Al3，生成的化合物在铝熔体中快速熔解，降低了表面能，增加了铝熔体对硼化物、铝化物的润湿性，使TiB2颗粒表面的铺张系数增加而不易产生紧密团块.既达到了抑制衰退、长时间保持细化效果的目的，又充分发挥了它们的异质核作用，使细化效果增强. 有研究者认为[8]，以化合物形式存在的AlTiRE相(Ti2Al20La，Ti2Al20Ce等)与TiAl3相在热力学上是不稳定的，细化过程中随温度的升高，化合物Al-Ti-RE熔解释放出来的稀土元素，加上细化剂中存在的游离态稀土元素，与第二相粒子上的活性触点相互结合形成“保护膜”，能在一定程度上降低TiAl3颗粒的自由能，使得TiAl3颗粒在铝熔体中能够存在更长的时间，从而使Al-Ti-B-RE细化剂的衰退延时性得到较大提高.另外，稀土元素的“膜化作用”，可阻止细化剂中第二相粒子的聚集长大，增加异质晶核的数量，提高细化剂细化能力.有研究者认为[9]稀土元素与金属铝、某些合金元素或杂质(Fe，Si，S等)形成的高熔点化合物充当了异质晶核，在晶界析出，由于钉扎作用而阻止晶粒长大.此外，稀土表面活性高，能降低晶核表面能，增大结晶形核率.有研究者认为[10]，由于稀土元素在铝熔体中的固溶度极低且属表面活性类物质，容易在晶界和相界面上吸附偏聚，填补界面上的缺陷，从而阻碍TiB2，TiAl3 晶体的生长，起到了细化TiB2，TiAl3 的作用.目前提出的理论可以归纳为两种：一种是稀土与铝形成的高熔点化合物充当了异质形核，从而提高了细化能力；另一种是稀土降低了铝熔体的表面能而引起细化.陈亚军等[11]对Al-5Ti-1B-1RE的细化长效性作了深入研究：稀土元素可以降低铝熔体表面的活化能，提高铝熔体在TiB2和TiAl3表面的润湿度，特别是增加铝熔体在TiB2表面的扩散系数，使其充分发挥异质形核作用.此外，它还能阻碍TiB2团聚，从而提高了细化长效性.4 稀土铝钛硼晶粒细化剂的制备4.1 Al-Ti-B-RE的制备方法目前，国内外研制Al-Ti-B-RE中间合金细化剂的主要方法是在制备Al-Ti-B中间合金的基础上，引入稀土元素.关于制备中间合金晶粒细化剂的方法，按制备工艺可分为：电解法、铝热还原法、自蔓延高温合成法等，按原料可分为氧化物法、氟盐法、纯钛颗粒法等.4.1.1 电解法电解法[12]是在工业铝电解的条件下，将组成Al-Ti-B-RE中间合金的各元素的氧化物(TiO2，B2O3，RE2O3)直接加入常规的铝工业电解槽中，按常规工作条件同步、一次性完成了Al-Ti-B-RE中间合金的电解，该方法具有工艺简单、无需添加设备、成本低廉、铝收率高、合金的细化效果好等优点.该法的缺点是难以生产Ti和B含量较高的Al-Ti-B-RE合金.4.1.2 铝热还原法铝热还原法[13]类似于置换法，是用纯铝在高温下还原TiO2和B2O3等氧化物并重熔的方法制取Al-Ti-B中间合金，然后在熔体中添加稀土制成Al-Ti-B-RE中间合金.铝热还原反应温度在1200 ℃以上，不易操作，反应速率慢，能耗高，B的回收率仅为25%左右，因而没有得到广泛推广.张淑芬等[14]用低温铝热还原法制备稀土铝合金.采用NH4Cl直接与碳酸稀土反应，制备稀土氯化物，再将其溶解在铝熔体中.该方法仅要求热还原反应温度为700～750 ℃，热还原反应时间为40 min，稀土氯化物在熔体中的质量分数为30%比较合适.该方法具有工艺简单、成本低、稀土回收率高的特点.4.1.3 高温自蔓延法高温自蔓延法是将一定比例的A1粉和Ti粉、B粉和稀土混合均匀后，使之在高温下烧结反应而成.该方法理论上可以制得任何成分配比的A1-Ti-B-RE中间合金.但是该法存在反应温度不易控制，原材料Ti,B单质及稀土成本高的缺点，不适合工业化生产，目前还停留在实验室研究阶段.4.1.4 氟盐反应法氟盐反应法[15]是在750～850℃向铝熔体中添加K2TiF6+KBF4，通过机械搅拌使其充分反应，然后引入稀土制成Al-Ti-B-RE中间合金.该方法简单、反应温度低、成本低、副产物(KAlF4)可回收利用，适合工业化生产，为目前大量采用的生产方法.氟硼酸钾在530 ℃左右发生分解，在700 ℃以上开始挥发，致使B的收得率不高.因此，制备过程中应该严格控制加料方式、反应温度、作用时间等工艺条件. 4.1.5 纯钛颗粒法纯钛颗粒法[16]是将去除水分的钛粉和氟硼酸钾按化学计量比进行配比后，在混料机中干混，然后在万能试验拉伸机上冷压成坯.将压坯和富铈稀土在适当温度下同时压入铝熔体的中下部，待其充分反应后，进行搅拌、除气、除渣、精炼，浇注在锥形铜模中，制得Al-Ti-B-RE中间合金.4.2 制备工艺对细化效果的影响采用氟盐法制备工艺时各元素含量对该合金细化相粒子存在形态有明显影响[17]，其中Ti含量影响最为显著.由质量分数为5%Ti，1%B，0.5%RE合金元素组成的中间合金细化相粒子的分散性最好，其中TiAl3相呈细小块状，均匀弥散分布于铝基体中.采用纯钛颗粒熔铸法制备工艺[18]，将Al-Ti-B-RE细化剂的熔体进行过热处理，最佳熔铸温度为825 ℃.采用熔铸法制备Al-Ti-B-RE中间合金时最佳工艺[19]：600 ℃时加入预热铝锭，过热温度为820 ℃时加入反应原料，静置温度为800 ℃，保温时间30～45 min.在较低温度浇铸制取的Al-Ti-B-RE中间合金细化剂，其细化能力较强.4.3 制备工艺的选取目前，制备Al-Ti-B-RE中间合金较为常用的方法为氟盐法和纯钛颗粒法.用氟盐法制备的Al-Ti-B-RE中间合金中细化相的分布更为均匀，优于纯Ti粉颗粒法制备的Al-Ti-B-RE中间合金的组织[20].目前主要添加的是含有镧和铈的稀土，对添加其他稀土细化效果的研究很少.由于细化剂的性能主要取决于其成分与组织，而组织又与制备方法密切相关.因此，改进制备工艺方法和优化合金成分是改善Al-Ti-B-RE中间合金组织形态并提高其细化性能的重要途径.5 结语Al-Ti-B-RE作为一种高效长久的新型细化剂，有望解决一些重要铝材的细化问题，如改善缺陷和提高质量稳定性等.将Al-Ti-B-RE细化剂用于生产中，能有效提高铝的晶粒细化程度，不仅可以大大提高产品质量和成品率，还能减少铝板的针孔率，提高铝板的深冲性能，降低电工铝杆的电阻率，提高铝型材的挤压性能和氧化膜的耐蚀性.Al-Ti-B-RE的开发有着广阔的市场前景和应用前景.由于稀土资源稀缺，制备Al-Ti-B-RE的成本高而且工艺复杂，其细化机理和理想成分没有完全确定，其产品不够稳定.所以，目前Al-Ti-B-RE在工业中还没有得到广泛应用.要获得高性能的Al-Ti-B-RE细化剂，其细化机理有待明确，细化稳定性有待改善.另一方面，可从多方面优化生产工艺和制备方法：第一，控制熔体过热温度、静置时间、对熔体进行搅拌、改变稀土加入量和种类；第二，采用电磁搅拌和连续铸扎技术，以达到缩减成本、提高生产效率的目的.【相关文献】[1] 张涵.稀土Al-Ti-B合金及线杆生产工艺的研究[D].长沙:中南大学,2004.[2] 朱云,谢旭红.稀土铝钛硼晶粒细化剂的生产及应用[J].轻合金加工技术,1999,27(1):19-24.[3] 傅高升,孙锋山,王连登,等.中间合金对铝合金细化处理的现状分析与初探[J].特种铸造及有色合金,2012(2):50-53.[4] 任峻,陶钦贵,马颖.Al-Ti-B-RE细化剂对铝晶粒细化效果初探[J].热加工工艺,2006,35(17)：29-30.[5] 傅高升,陈文哲,钱匡武.Al-3Ti-1B-1RE细化剂对罐用铝材的细化效果及稀土的作用[J].中国稀土学报,2003,21(5):558-563.[6] 陈本孝,郭芳洲,李祥鸿.稀土铝钛硼细化剂的研究[J].江西冶金学院学报,1985(3):47-59.[7] 郭芳洲,陈芳华.铝晶粒细化剂Al-Ti-B-RE的研制[J].轻合金加工技术,1992,20(11):36.[8] 兰晔峰,郭朋,张继军.稀土对Al-Ti-B-RE中间合金细化性能的影响[J].铸造技术,2005，26(9):774-778.[9] 周晓霞,张仁元,刘银峁.稀土元素在铝合金中的作用和应用[J].新技术新工艺,2003(4):43.[10] 李洪达,李凯宇,胡治流,等.Al-Ti-RE和Al-C-RE细化机理及效果研究[J].材料与表面处理技术,2006(12):59-60.[11] 陈亚军,许庆彦,黄天佑.铝合金晶粒细化剂研究进展[J].材料导报,2006,20(12)：57-61.[12] 王三军,王明星,刘志勇,等.电解加钛铝合金的晶粒细化及其制备Al-Si合金的组织和性能[J].轻合金加工技术,2005,33(5):21.[13] 于亚鑫,邱竹贤,张明杰,等.铝硼及铝钛硼中间合金的研制(上)[J].轻金属,1988(4):31.[14] 张淑芬,李平,杜富英，等.铝热还原法制备稀土-铝合金[J].稀土,1994,15(4):66-67.[15] MURTY B S，KORI S A，VENKATESWARLU K，et al.Manufacture of Al-Ti-B master alloys by the reaction of complex halide salts with molten aluminum[J].Journal of Materials Science and Technology，1999，152:89-90.[16] NIKITIN V I, WANQI J I E, KANDALOVA E G, et al.Preparation of Al-Ti-B grain refiner by SHS technology[J].Scripta Materialia，2000，42(6):561-566.[17] 陈鸿玲,傅高升,黄利光,等.Al-Ti-B-RE中间合金中各元素含量优化及RE作用分析[J].铸造,2008,57(5):436-441.[18] 任峻,马颖.熔体过热处理对Al-Ti-B-RE细化剂组织和性能的影响[J].铸造技术,2010,31(8):1037-1039.[19] 兰晔峰,郭朋,朱正锋,等.新型中间合金铝晶粒细化剂Al-Ti-B-RE的研制[J].中国铸造装备与技术,2005(1):8-10.[20] 陈鸿玲,傅高升,颜文煅.新型Al-Ti-B-RE中间合金细化剂的微观组织特征分析[J].福建工程学院学报,2007,5(1):15-19.。

燃！今日斩获6篇Nature，中国科学家取得系列突破！来源：学研汇10月14日，顶级学术期刊Nature 上，国人一共发表了6篇论文，其中，以国内大学为第一单位，且第一作者和通讯作者都是国人的共三篇，分别为清华大学、北京大学以及厦门大学。

国人参与的有三篇，分别为中国科学院大学、浙江大学医学院以及南开大学。

让我们一起来看看他们在材料、计算机科学、物理科学以及生命科学等领域的突破吧。

1、Nature：新型铜防腐技术第一作者：Jian Peng通讯作者：傅钢，江颖，郑南峰第一单位：厦门大学铜以品种繁多的金属、合金和化合物的形式被人们在生产和生活中广泛利用。

然而，与铝和镍等金属不同，铜不容易形成稳定的表面钝化层以阻止其被空气连续腐蚀。

在各类铜防腐技术中，表面非金属涂层的使用最为广泛。

目前，表面活性剂，有机聚合物，无机材料(如石墨烯或氮化硼)被用作Cu材料的表面涂层，可以减少Cu与空气的接触，从而抑制其深度氧化。

然而，在Cu上制备这种涂层以获得优异的抗腐蚀性能同时在实际条件下保持Cu的良好导电性和导热性仍然是具有挑战性的。

有鉴于此，厦门大学郑南峰教授、傅钢教授和北京大学江颖教授及其合作研究人员发展了一种有效的表面配位化学钝化的策略，可以实现从Cu箔到Cu纳米线等各种尺度Cu材料的抗氧化。

研究团队首先通过在甲酸钠(HCOONa)溶液中水热处理Cu箔，发现可以在苛刻的碱性条件下防止Cu的氧化腐蚀，初步验证了猜想。

为了阐明甲酸钠导致钝化的分子机制，采用了系统的研究手段，包括原子分辨率的扫描隧道显微镜和原子力显微镜技术、密度泛函理论计算、质谱、拉曼光谱等技术。

系统研究揭示了在甲酸钠的作用下，Cu表面重构为Cu(110)，并形成了长程有序且致密的由甲酸铜二聚体和O2-(或氢氧根)构成分子钝化层。

这种独特的表面配位结构有效阻碍了O2在表面的吸附和活化，同时不影响Cu的本征导电和导热性质。

研究人员还将这一技术拓展到宏观的铜材料(如铜导线、铜丝网)，微米铜粉以及纳米铜材料(如铜纳米线、铜纳米颗粒)等，应用于透明导电电极、导电铜浆等领域，并开发了一种室温电化学的铜材料表面钝化处理技术。

㊀㊀‘科学文化评论“第21卷第1期(2024):64-77人物·访谈艰辛探索稀土新材料与新技术李碚教授的稀土人生霍知节㊀访问整理访谈整理者按㊀稀土是宝贵的战略资源,是高新技术产业不可缺少的原材料,广泛应用于电子㊁石油化工㊁新能源㊁环保诸多领域㊂稀土科技是国之重器,包头稀土研究院是我国乃至全球最大的稀土科研机构,建院60年为国家培养了大批精英人才,在稀土领域做出了巨大贡献㊂本文依据该院国务院政府津贴获得者㊁教授级高级工程师李碚的口述资料,回顾他的稀土人生,通过他在电热合金㊁磁致伸缩材料㊁磁悬浮熔炼技术领域的工作,阐释 中国稀土科技 的成就与贡献,揭示第一代 稀土人 的艰辛奋斗历程,他们对我国稀土事业的影响,并展望稀土行业未来的发展前景㊂收稿日期:2023-11-08作者简介:霍知节,内蒙古呼和浩特人,理学博士,海南师范大学马克思主义学院,研究方向为技术史㊂Email:2236695186@qq.com㊂㊀图1.李碚近照2023年8月15日,包钢集团首届白云讲堂暨稀土研究院建院60周年庆祝大会在香格里拉大酒店举行,会议回顾建院60年来稀土研究院助推我国稀土产业发展壮大的拼搏历程,展望了我国稀土事业科学发展的广阔前景㊂会议间隙,笔者访谈了李碚,回顾了他的成长经历和稀土人生㊂他是我国第一代稀土人中的代表人物,他的奋斗经历较好体现了包头稀土研究院培养稀土精英人才和发展稀土高科技的情况㊂46李碚(图1)1941年6月生于四川省北碚县㊂在父亲李乃暨言传身教的影响下,刻苦读书,立志以高精尖科技报效祖国,1965年2月毕业于北京钢铁学院金属物理专业㊂李碚大学毕业后只身来到偏远落后的包头,1965年4月至2021年6月,在包头稀土研究院从事科研工作,曾担任包头稀土研究院物理室主任㊁副总工程师,1993 2023年当选为包头市第十届,第十一届人大代表㊂李碚开展了18项国家级和省部级的科研课题研究,多项成果获得自治区㊁冶金部的科技进步奖㊂发表学术论文50多篇㊂获得授权的专利包括发明专利12项,实用新型专利24项,多次获自治区㊁冶金部的科技成果奖和技术进步奖㊂在包头稀土研究院工作期间,参加和组织开展了高纯稀土金属研制㊁含稀土电热合金的相关研究㊁稀土及其他功能材料研究,退休后持续开展磁悬浮熔炼设备的研发,推动了国内磁悬浮熔炼事业的开发和应用㊂2023年6月,习近平总书记视察内蒙古时强调: 要发挥好战略资源优势,加强战略资源的保护性开发㊁高质化利用㊁规范化管理,加强能源资源的就地深加工,把战略资源产业发展好㊂ ①10月,国务院又重磅发布了‘国务院关于推动内蒙古高质量发展奋力书写中国式现代化新篇章的意见“,提出要 加强稀土等战略资源开发利用 ,重中之重是要 将包头建设成为全国最大的稀土新材料基地和全球领先的稀土应用基地㊂ ②包头稀土研究院积极响应和深入贯彻落实党中央的指示精神,加快 两个稀土基地 建设和发展,打造世界稀土之都,推进科技和体制㊁机制创新,尤其要加快稀土产业的自主创新体系发展㊂在党中央的高度重视和战略引领下,包头稀土研究院建成了全球最大的稀土科研机构,并被誉为稀土界的黄埔军校㊂以李碚为代表的第一代稀土人用血汗和聪明才智使中国的稀土工业从无到有,在他们的努力下,我国作为稀土大国在崛起,并逐步走向强大㊂第一代稀土人,用自己的 稀土人生 诠释了独立自主㊁不畏艰险㊁勇于创新㊁科技报国的 稀土精神 ㊂受访人:李碚访谈人㊁整理人:霍知节访谈时间:2023年8月17日56霍知节㊀艰辛探索稀土新材料与新技术㊀①②习近平在内蒙古考察时强调把握战略定位坚持绿色发展奋力书写中国式现代化内蒙古新篇章(2023-06-08).https:// /2023-06/08/content_36618937.htm.国务院关于推动内蒙古高质量发展奋力书写中国式现代化新篇章的意见-中新网(2023-10-16).ht-tps:// /gn /2023/10-16/10094868.shtml.访谈地点:包头市香格里拉大酒店会议厅中图分类号㊀N092文献标识码㊀A一　成长与求学路霍(以下简称 霍 ):您是什么时间离开稀土研究院正式退休的?李(以下简称 李 ):我是在2001年6月正式退出工作的㊂霍:您父亲李乃暨①先生是我国著名火药与固体推进剂技术专家,为国家做出了重大贡献㊂您能介绍一下吗?李:我父亲李乃暨1915年8月9日出生于浙江省嘉善县,我的祖父李衡夫是清末秀才,自己曾经创办过私塾,后任典当行业的经理,当时家里生活艰难㊂我祖父很有远见,节衣缩食培养儿子读书成才㊂我父亲在老家读完小学和初中, 1930年考入杭州市省立高中,毕业后考入南京中央大学化工系,后又考入南京兵工专门学校②应用化学科,1938年夏天大学毕业㊂他先后在长沙兵工署技术司㊁万县兵工署航空兵器技术研究处㊁重庆兵工署技术司工作,从事弹药专业的相关研究㊂我是浙江人,1941年出生在四川北碚,这就是我为什么叫李碚㊂我4岁时全家迁往南京,我父亲在南京兵工署研究发展司工作㊂一开始没有交通工具,我们几个小孩被挑夫带过三峡,然后登上国民党的军舰到了南京㊂我父亲从事弹药的相关研究,参与了火药厂㊁氯酸钾厂的创建,我也在这里开始读小学㊂撤退后父亲单位迁至重庆,后来又搬到了唐家沱㊂1945年抗日战争胜利,我在重庆,日本人被打跑了,我们非常高兴,我和我弟弟举着旗子,就在嘉陵江边上跑着笑着庆祝㊂后来我父亲只身去了台湾㊂我们没有跟他走,因为他还想回来,1948年我们就回到了浙江老家㊂1949年期间,父亲在 台北兵工署台湾办公处 做技术工66㊀‘科学文化评论“第21卷第1期(2024)①②李乃暨(1915 2005),中国导弹与航天技术的开拓者之一,著名火药与固体推进剂技术专家,第七机械工业部第四研究院副总工程师,第六届㊁第七届全国政协委员㊂该校在1937年7月7日 芦沟桥事变 后迁往重庆,改为重庆兵工学校,设专科部和大学部㊂作㊂新中国成立后,他在中共地下党员的帮助下回到祖国大陆㊂回来后被调到沈阳的一个兵工厂,一直被重用,担任技术科的科长㊂霍:我查阅资料了解到,1950年初,您父亲在北京中央技术管理局工作,后到沈阳52厂①任工程师,继续从事弹药技术研究工作㊂抗美援朝时期,您父亲应作战之急需,成功地用国内首创的无溶剂法安全地制备了双基药,广泛应用于各种炮弹和火箭弹,为抗美援朝做出了重大贡献,还为固体发动机用的双基药的研制奠定了技术基础㊂您父亲还参与研制90反坦克火箭弹,因业绩突出东北军工局授予了特等奖㊂李:应该是,1957年他调到了北京国防部第五研究院,也就是后来的第七机械工业部,开始从事导弹与航天技术研究,先后担任推进剂研究室主任㊁一分院推进剂研究室主任㊁试验站副站长㊁固体发动机研究所副所长㊁四分院科学技术委员会副主任㊁院科学技术委员会委员等重要职务㊂霍:您父亲曾带领19名新毕业的大学生②白手起家,在偏僻的 东山沟 建成了实验室,为我国固体㊁液体推进剂技术的发展奠定了初步基础㊂还与第二机械工业部二局第三研究所建立了协作关系,进一步推动固体推进剂技术的发展㊂那您父亲与家人一定是聚少离多了?李:是这样,那时候我正在辽宁实验中学读高中,是当地最好的中学之一㊂我见到他的时候很少,1965年后他在第七机械工业部时期,以及1982 1993年在航天工业部㊁航空航天工业部㊁中国航天工业总公司③期间,我父亲历任四院副总工程师兼研究所所长㊁院科技委副主任㊁第四研究院科学技术委员会副主任㊁部科学技术委员会委员等职务,直到1993年他退休㊂霍:您父亲40多年一直从事危险性极高的专业技术研究工作,为我国导弹与航天事业的发展,以及固体推进剂与固体发动机的研制和试验做出了重大贡献,他对您有什么影响?李:父亲的言传身教对我们的影响深远,尤其是对我的求学和科研的影响更大,老实踏实做人,勤劳本分做事㊂我从小喜欢学习,这是一直的追求㊂高中时候我在班级排名第一,成绩全校第一,在沈阳上学表现很出色的㊂霍:您当时是如何选择大学和所学专业的?76霍知节㊀艰辛探索稀土新材料与新技术㊀①②③即现兵器总公司沈阳724厂㊂1956年毕业的一批大学生㊂第七机械工业部于1982年改为航天工业部,1988年改为航空航天工业部,1993年改为中国航天工业总公司㊂86㊀‘科学文化评论“第21卷第1期(2024)李:我选择了北京钢铁学院,进入了金属物理专业,专业听起来有点像研究生性质,学制是6年或者5年半㊂当时我们填写的志愿是服从国家分配,我们希望能够为国家做更多的高精尖工作,并没有过多考虑个人意愿㊂这所学院对家庭背景没有那么严格的要求,而且在钢铁行业闻名,我们所学是理论性质的知识,主要是学习金属物理学㊂当时学校非常重视这个领域,有四位从美国回来的专家,这些专家都在金属物理领域取得了很高的成就㊂上学的时候,我就总想着要解决下一个问题,总有一种探索的欲望,想通过学习和实践来解决下一步的问题,想要探求更多的知识㊂我是1965年2月毕业的㊂二　建设稀土研究院霍:您毕业后就来到了包头稀土研究院,开始稀土科研工作了?李:1965年4月,我被分配到包头冶金研究所①(以下简称 包冶所 )搞稀土,我们还在学校读书的时候,老师们就给我们讲过,中国的稀土非常重要,让我们深入地了解一下㊂霍:您介绍一下当时包冶所的发展情况?李:1960年10月,聂荣臻副总理视察包头时提出: 要集中力量在包头搞个稀土㊁稀有金属研究中心,将研究试验㊁生产试制㊁使用结合起来,搞综合利用㊂ ([1],页20)在他的主持和推动下开始筹建包冶所,冶金部从北京地区的科研院所抽调了319名科技人员,作为骨干力量支持白云鄂博资源综合利用研究㊂这些科研院所主要有钢铁研究院㊁有色金属研究院㊁黑色冶金设计院㊁矿山研究院等单位,于是第二年年底包钢冶金研究所就成立了㊂1962年6月聂副总理指示,要集中全国力量把包冶所配置成国家级的研究所或研究院,而且要几代稀土人研究下去,上升到了国家战略层面㊂1963年4月包冶所正式成立,李光先生担任所长㊂国家科委㊁冶金部㊁中国科学院马上联合召开了第一次 4㊃15会议 ,进一步推进包冶所的建设发展,不到半年所里的职工就有1200多人,设有七个专业研究室,包括选矿㊁稀土和稀有金属㊁稀土钢㊁金属物理㊁化学分析㊁情报等,还有两个稀土试验厂和一个机修厂㊂霍:包冶所建设和发展的速度真快啊!后续情况怎样?①包头稀土研究院前身,于1960年按照聂荣臻(时任国务院副总理)指示筹建,1963年经国务院批准挂牌成立,直属原冶金工业部㊂李:1964年4月,邓小平视察了白云鄂博矿强调, 白云鄂博是座宝山,我们要很好地开发利用,我们要搞钢铁,也要搞稀土 ([2],页483)㊂紧接着第二年召开了第二次 4㊃15会议 ,进一步明确了包冶所作为我国稀土科研机构的重要性,也为其创造了更好的发展条件㊂包冶所仅用了三年时间,6万多平的基础建设基本完成㊂1965年底试验楼完工,试验设备及相关仪器安装完毕,并陆续投入使用㊂霍:那您来包冶所后具体做什么科研工作?李:我到了包冶所后,开始在工厂里做最艰苦的工作㊂我去的是包钢稀土一厂,冶炼稀土合金的电炉温度高达2000多度,正值夏天,我们一群学生在电炉前加料㊁搅拌干活儿㊂刚上工第一天,我们就开始在劳动布工作服上 画地图 了,汗出了一圈又一圈,也都咬着牙过来了㊂半年后,1965年冬,所有大学生都下乡,我们到农村与老百姓同吃同住同劳动,在农村呆了一年半㊂1967年春天我回到包冶所,分配到了火法冶金室做技术员㊂我想进行稀土研究,刚开始没有具体的科研项目,在火法实验室的金属组只是团队的助手,主要学习了稀土的特性和熔炼技术㊂基本上没有什么研究工作,没有学到太多东西,但是这并不代表包冶所没有科研成果㊂1966 1970年,所里完成了稀土湿法提取用于生产的第一个流程,实现了从稀土精矿中制得17种稀土产品,还成功研制出了稀土钢(10MnNbRE)㊂霍:那您的稀土科研是什么时候真正开启的?李:进入20世纪70年代后,包冶所稀土科研逐步趋于正常且发展加快,尤其是8㊃25会议重申了白云鄂博资源 以铁为主,综合利用 的开发方针,同时进行了大范围的稀土应用巡展以扩大影响㊂此外,包冶所完成了第一代碱法工艺技术,用于分解包头稀土精矿㊂这时候,我个人的稀土科研也开始起步了㊂霍:随着您个人科研的起步,包冶所的发展情况如何?李:改革开放后,包头稀土产业飞速发展,基于白云鄂博资源综合利用的稀土科研也取得重大突破,逐步建成了国内最大的集稀土生产㊁科研㊁贸易为一体的完整产业体系㊂我们所里的科技成果日趋丰硕,如湿法萃取㊁火法冶金㊁稀土永磁等生产线建立,打开了稀土技术市场,走上科研服务产业化的新道路㊂1978年全国科技大会上我们有12个项目获得荣誉,尤其是到1986年的八年间,方毅副总理 七下包头 抓稀土,我们所的科研人员为主力成功拿下了稀土选矿和冶炼分离等技术难题,直接推动了我国稀土工业的发展,稀土大国崛起㊂96霍知节㊀艰辛探索稀土新材料与新技术㊀07㊀‘科学文化评论“第21卷第1期(2024)霍:就是在这期间包冶所改名为 包头稀土研究院 的?李:1985年改名为 冶金部包头稀土研究院 ,隶属冶金部为主与内蒙古双重领导㊂1992年6月经冶金部和内蒙古自治区政府批准研究院进入包钢,作为其研开发机构承担着国家和冶金部重点科研课题和行业技术管理任务,继续服务于全国稀土行业㊂1999年4月正式更名为 包头稀土研究院 ,依托研究院成立了北方稀土行业生产力促进中心㊁建设了稀土冶金及功能材料国家工程研究中心㊂进入新世纪后,研究院不断深化科技体制机制改革,加大研发投入力度,在稀土精矿连续分离绿色生产工艺㊁稀土镁合金㊁高能效钢铁新材料㊁抛光材料㊁高性能稀土永磁材料㊁新能源储氢材料㊁发光材料等领域科研成果丰硕㊂研究院服务于国家战略和企业 卡脖子 技术,如为航空航天领域多项国家重点工程研制了关键材料和器件,用于 神舟系列飞船 中国探月工程 载人航天 ㊂2005年9月研究院整体搬迁至包头稀土高新区,2007年10月全资进入包钢稀土(现为北方稀土)加快产业整合重组㊂特别是新时代以来,依托研究院建立了一系列科研学术平台,2015年9月建立的国家级 白云鄂博稀土资源研究与综合利用全国重点实验室 ,2018年1月成立的 国家新材料测试评价平台 稀土行业中心 等,建有国家稀土产品质量监督检验中心,形成了完备的稀土科技创新体系,积极开展前瞻性和战略性研究,为稀土行业转型升级和高质量发展提供强劲技术支撑,不断研发国际领先的稀土产品和稀土新材料,实现产业化㊁绿色化㊁智能化,助推中国稀土科技高质量发展㊂三　稀土科研和成就霍:请您讲讲您的稀土科研和成果㊂李:我很乐意介绍稀土技术工作和取得的主要成果,将研究结果交待给后人,期待得到继续发展,解决遗留问题㊂我单纯的想在事业上取得成功,实现自己的梦想,希望能在稀土科研事业上留下一些痕迹㊂1973年1月,我调到了钢种室,研究稀土钢材㊂我比较喜欢,每天都专注于自己的课题研究,努力弄清楚它所有的细节㊂我的第一个课题是关于电热合金的研究,用在电炉丝上的那种金属,如果使用普通的铁丝马上就会烧断,但是这种材料在高温下可持续使用㊂我开始时跟随李培良师傅学习,他对我影响很大,他工作方面有两大特点:一是非常努力地工作,无论做什么事情都很认真;二是亲自进行所有的实验,掌握第一手资料,我从他身上学到了这两个重要经验㊂当时我们与陕西钢铁研究所合作进行科研,他们生产电热合金㊂跟着李师傅我真正了解了电热合金的生产技术流程㊂我们主要研究了三种电热合金,完成了申报的项目,也因此获得了不同级别的奖励㊂但这并不是我的独立成果,只是跟着学习和掌握了一些基础知识,做了一些实践工作㊂20世纪70年代是我开始学习的阶段,真正在科研上转为主动是在20世纪80年代后㊂霍:为什么?是包研所科研的春天来了吗?李:是的,首先是1978 1986年,时任国务院副总理的方毅八年 七下包头 抓稀土,他领导和主持召开了七次 全国性包头资源综合利用科技工作会议 ㊂我们研究所这期间成功解决了诸多技术难题,最具代表性的有稀土选矿和冶炼分离等工艺技术,为我国稀土科技和产业发展做出了重要贡献㊂其次全国科学大会的召开,全面总结和检阅了我国稀土科研成果,包冶所的稀土永磁材料等项目得到了嘉奖㊂再有所里响应国家号召重视基础研究,钢种室成立了机理组,研究稀土在钢中的作用机理,我开始专门从事自己擅长的研究㊂最后我在研究电热合金的过程中发现了一些现象,根据这些现象进行深入地研究,试图找出其中的原因㊂例如铁铬铝为什么要加稀土,到底起什么作用等问题㊂霍:在改革开放下,科技兴国的大战略不仅推动了稀土研究院的发展,您也迎来事业发展的春天,您概括一下研究成果㊂李:我发现加稀土提高了铁铬铝的抗氧化性能,延长了使用寿命㊂如Fe-CeAl 电热合金,稀土对它的作用非常突出,微量添加,作用就非常大且极其稳定,在钢和其他金属中尚未见到,揭示其作用机理或许对稀土在其他材料中的作用会有启示㊂国外很早就有发现,我国从20世纪50年代开始使用加稀土的铁铬铝㊂我们研究如何进一步提高铁铬铝的性能,进行了更高温度的实验㊁低脆性的实验㊁抗渗碳的实验及其他实验㊂先探究稀土如何提高铁铬铝合金的使用寿命,稀土可以提高抗氧化性能,但如果温度不变,抗氧化性能提高不了多少,使用寿命不会延长㊂霍:您搞清楚其中的机理了吗?李:我先研究了它是怎么烧断的,铁铬铝为什么还要添加铝?我的研究揭17霍知节㊀艰辛探索稀土新材料与新技术㊀27㊀‘科学文化评论“第21卷第1期(2024)示了FeCeAl合金高温烧损的条件 铝耗,高温下合金表面形成保护性的氧化膜㊂在使用过程中氧化膜不断脱落㊁修复引起合金中铝含量持续降低㊂实验证实,合金丝将烧损的条件是其铝含量低于1%,有实验曲线㊂铝含量低于1%又是怎么断裂的?我解决了这个问题,完成了相关研究论文㊂霍:在这个研究过程中,您还有什么新发现?李:我先说添加稀土能提高抗氧化性,不添加稀土铝在冷热交替下,氧化物表面无粘黏性会脱落㊂添加稀土达到理想状态,如同瓷釉不会脱落㊂此外,减缓合金中铝量的流失,提高合金寿命,有曲线为证㊂霍:稀土的作用如此神奇,难道这就是它点石成金的作用?李:确实神奇,无稀土合金的氧化膜无附着力氧化速率高㊂含微量稀土合金的氧化膜紧密贴附不脱落㊂稀土完全改变了氧化膜的形貌,千真万确,变化令人吃惊,无稀土合金的氧化膜高低起伏状呈波浪状㊂含稀土合金的氧化膜致密㊁平直㊁光滑,如同釉层紧密地辐照在合金表面㊂稀土加入量仅万分之几到千分之几就能产生如此强烈的作用,应该有深刻的原因㊂我想通过稀土的研究总结出作用规律,使稀土在该领域发挥更广泛㊁稳定㊁突出的作用[3]㊂霍:您的研究留有哪些问题?李:氧化膜从全部脱落到完全附着,是氧化膜对基体表面附着力的改变,还是氧化物力学性能的变化?如果是氧化膜附着力的改变,它是氧化物本身生长机制改变的结果,还是稀土形成了界面钉扎层?无稀土合金氧化膜形成皱褶状的形貌的根源是什么?这与附着力差有什么关系?希望能够更深入研究氧化膜相关问题后续能够解决㊂霍:您的研究很专业而且很深入,还有哪些方面的研究成果,重要意义是什么?李:我研究稀土加入对铁铬铝脆性的影响,解决了铁铬铝材料脆性及其原因的问题,写了很多论文㊂主要成果是国家自然科学基金基金项目 稀土Y克服FeCrAl合金脆性的作用机理 ,在研制低脆性的FeCrAl-Y合金的过程中,发现Y含量超过0.1%的FeCrAl合金,不仅比低稀土含量的合金有更好的抗氧化性,而且能使该合金固有的脆性明显消除[4]㊂最重要是解释了该合金脆性的本质是475ħ脆性,提示了稀土在金属中形成合金化作用的可能性和途径㊂揭示了Fe-CrAl合金的脆性的本质是晶粒生长脆性和和475ħ脆性,为稀土在钢和合金中产生合金化作用提出了新思路㊂霍:这项研究留有哪些问题期待后续发展和解决?李:475ħ脆性是α相Fe 基合金的一个普遍特性,形成475ħ脆性的机制是一个重要的且无定论的学术问题㊂我关于FeCrAl 合金脆性本质的研究结果,需要得到其他研究者的验证和形成结论,并且向其他α相Fe 基合金推广㊂霍:您是怎么转向稀土超磁致伸缩合金研究的?李:这是我的第三项成果①,1990年后申报项目要求技术上要创新,还能够带来经济效益,我开始寻找这样的项目㊂正好参加一次稀土会议,听到的报告中提到美国开始研发磁致伸缩合金,我将这个消息带回稀土研究院,领导很重视,就开始研究这个项目㊂霍:进入20世纪90年代后,您单位最大的变化是什么?李:很大,1984年以后,包冶所除了为包钢生产服务外,开始对外进行技术转让,先后与20个省区近180个单位开展稀土科技合作,业务范围很广,可谓一举多得,既创造了经济效益,又促进了地方产业的发展,还培养了大批专业技术人才㊂1992年以后,我国开始向市场经济转型,我们研究院的稀土科技改革也逐步加快,承担包钢和国家及冶金部重点科研项目外,还完成行业技术管理任务,助力全国稀土产业的发展㊂霍:您的磁致伸缩合金研究也是响应科技改革的,通常用这个材料来做什么?李:是的,这种材料主要用于声纳,海底通讯侦查领域㊂电磁波是目前人类联系和探测的主要工具,但在水下电磁波因衰减过快而无法被利用㊂声讯号是在水下进行通讯㊁探测㊁侦察和遥控的主要媒介,发射和接收声波的声纳装置其核心元件由压电陶瓷或磁致伸缩材料制成[5]㊂美国科学家最早发现这种现象,开始研究磁致伸缩合金㊂20世纪50年代,美国的第一篇论文就提出,接近绝对零度附近存在几种稀土元素具有磁致伸缩性质㊂这种收缩特性特别强大,比一般电致伸缩材料(即压电材料)要高几十倍㊂他们将17种稀土都进行了从低温到高温的研究,发表了大量论文,我都阅读了㊂最终美国发现铽㊁镝的铁形成的化合物在室温也具有磁致伸缩性质,但需要的磁场特别高,怎么能把磁场降下来㊂它们研发了稀土铽和镝与铁形成的三元化合物,在较低磁场下就能获37霍知节㊀艰辛探索稀土新材料与新技术㊀① 稀土超磁致伸缩合金研制 是国家 八五 九五 重点项目,20世纪90年代,李碚为课题负责人,研制稀土超磁致伸缩合金指(TbDy)Fe 2合金,该合金具有超强的磁致伸缩应变,是制作最现代的海军声纳的核心材料㊂该项目是国家计委 八五 九五 重点科技攻关项目㊂。

稀土金属催化剂催化机理及应用研究稀土金属催化剂是一类重要的催化剂，在化学合成、环境保护和能源转化等领域具有广泛的应用潜力。

本文将就稀土金属催化剂的催化机理及应用进行详细探讨。

稀土金属催化剂是由稀土金属元素组成的催化剂。

稀土金属拥有特殊的电子结构和化学特性，因此具有优异的催化性能。

稀土金属催化剂的催化机理主要包括催化剂表面吸附、表面反应和产物解离等步骤。

催化剂表面吸附是指反应物与催化剂表面形成吸附态的过程，通过改变反应物的电子结构和活性，促进反应物之间的相互作用。

表面反应是指吸附态的反应物通过吸附态中的键合作用，发生化学转化的过程。

产物解离是指产物离开催化剂表面吸附态的过程。

这些步骤相互作用形成了稀土金属催化剂的催化循环。

稀土金属催化剂在有机合成中具有广泛的应用。

稀土金属催化剂可以催化一系列的有机反应，如烯烃的加氢、烯烃的聚合等反应。

以稀土金属催化剂为催化剂的有机合成反应具有高效、高选择性和环境友好等特点。

例如，利用稀土金属催化剂可以将废旧塑料转化为高附加值的化学品，实现废物的资源化利用。

此外，稀土金属催化剂还可用于制备药物中的手性中间体，提高合成药物的效率和减少副产物的产生等。

稀土金属催化剂在环境保护中也有重要应用。

稀土金属催化剂可以催化有害气体的转化，如车辆尾气中的一氧化碳、二氧化氮和氮氧化物等。

通过稀土金属催化剂的催化作用，可以将这些有害气体转化为无害的二氧化碳和氮气等。

此外，稀土金属催化剂还可以催化废水的处理，将有机污染物转化为无害的产物。

在能源转化领域，稀土金属催化剂也具有广泛的应用。

稀土金属催化剂可以催化燃料电池中的氧还原反应，提高燃料电池的效率。

此外，稀土金属催化剂还可以催化氢气的制备和利用，促进氢能的开发和利用。

尽管稀土金属催化剂具有广泛的应用潜力，但也存在一些问题需要进一步解决。

首先，稀土金属催化剂的制备方法还不够成熟。

当前，大部分的稀土金属催化剂制备方法依赖于复杂的化学合成过程，成本较高且对环境影响较大。

离子型稀土矿绿色高效浸取技术与理论研究进展*罗仙平1,2,3，李运强1，唐学昆1，马沛龙1，周贺鹏1,3（1.江西理工大学，江西赣州，341000；2.西部矿业股份有限公司，青海西宁 810006；3.离子型稀土资源开发及应用省部共建重点实验室，江西赣州341000）摘要：介绍了离子型稀土矿资源的特点，从浸出剂、浸出工艺的高效化、绿色化发展及浸出过程基础理论研究体系的完善等方面综述了离子型稀土矿浸出技术研究进展，并在此基础上提出了离子型稀土矿浸出过程的适应性有待提高，污染及地质灾害控制效果不佳等问题，建议进一步完善渗流规律、传质过程等基础理论研究，掌握尾矿中稀土及金属离子的二次迁移规律，加强浸出过程中边坡稳定性控制研究，重视低品位难浸离子型稀土矿的回收工作，以促进离子型稀土矿绿色高效提取技术的可持续发展。

关键词：离子型稀土矿；绿色高效浸出技术；原地浸矿；边坡稳定；基础理论Research progressofgreen and high efficientextractiontechniqueand theory ofIon-adsorbedtyperareearthore*LuoXian-ping1,2,3,Liyun-qiang1,Tang Xue-kun1,Ma Pei-long1, Zhou He-peng1,3( 1.Jiangxi University of Science and Technology, Ganzhou 341000，China。

2. Western mining Limited by Share Ltd ,Qinghai Xining 810006 China。

3. Key Laboratory ofIonic-typeＲare Earth Ｒesources Development and Application, Ministry of Education, Ganzhou 341000，China)Abstract:The characteristic of the Ion-adsorbed type rareearthore is introduced. The research progress ofextractiontechnique of Ion-adsorbed type rareearthore is summarizedfrom the aspect of the Greening and high efficiency development and consummate of the basic theory system of the leaching process. On this basis, some problem such as the adaptation of the in-situ leaching process need improve, poor effect on controlling pollution and geological disasters are raised. In orderto promote sustainable development of green and high efficientexploitation technique of ionic-type rare earth ore, it is recommended that researches on basictheory of permeability rule and mass transfer processshould be further strengthened in the future，master the rule of secondary migration rule of rare earth and heavy metal ions in tailings, and recovery of low-grade ion-absorbed rareearth be emphasized,Keywords:Ion-adsorbedtyperareearthore。

《Mg-Al系合金中稀土元素的作用机理研究》篇一一、引言镁-铝系合金，由于其在重量轻、耐腐蚀等方面的优秀性能，已经得到了广泛的关注和应用。

近年来，为了提高镁-铝系合金的性能，许多研究者开始将稀土元素引入其中。

稀土元素具有特殊的物理和化学性质，它们可以显著地改变合金的力学性能、抗腐蚀性等特性。

本文旨在探讨Mg-Al系合金中稀土元素的作用机理，为进一步优化合金性能提供理论依据。

二、稀土元素在Mg-Al系合金中的作用1. 改善力学性能稀土元素能显著提高Mg-Al系合金的力学性能，主要表现在增加强度、提高延展性等方面。

其作用机理主要是通过稀土元素的固溶强化和细晶强化效应实现的。

稀土元素能有效地固溶在镁铝基体中，通过提高基体的固溶强度来提高合金的强度。

同时，稀土元素还能细化晶粒，减少晶界面积，从而提高合金的力学性能。

2. 增强抗腐蚀性稀土元素还能显著提高Mg-Al系合金的抗腐蚀性。

这主要是由于稀土元素能在合金表面形成一层致密的氧化膜，这层膜能有效地阻止外界环境对合金的侵蚀。

此外，稀土元素还能提高合金的电化学稳定性，降低电位差，从而进一步增强其抗腐蚀性。

三、稀土元素的作用机理分析1. 微合金化效应稀土元素作为微合金化元素，可以有效地改变镁-铝基体的晶体结构，影响合金的相组成和相结构。

这种微合金化效应能显著提高合金的力学性能和抗腐蚀性。

2. 表面改性效应稀土元素能在合金表面形成一层稳定的氧化膜，这层膜能有效地阻止外界环境对合金的侵蚀。

此外，稀土元素还能改变合金表面的物理和化学性质，如表面能、表面张力等，从而提高其抗腐蚀性。

四、结论综上所述，稀土元素在Mg-Al系合金中起到了重要作用。

通过固溶强化、细晶强化等机制，稀土元素能显著提高合金的力学性能；同时，通过表面改性效应，稀土元素还能显著提高合金的抗腐蚀性。

因此，在镁-铝系合金中合理添加稀土元素是提高其性能的有效途径。

然而，关于稀土元素在镁-铝系合金中的具体作用机理还需要进一步的研究和探索。

《Mg-Al系合金中稀土元素的作用机理研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，合金材料因其优异的物理和化学性能，在航空、汽车、电子等领域得到了广泛应用。

Mg-Al系合金作为轻质高强合金的代表，其性能的改善与优化一直是研究的热点。

稀土元素因其独特的电子结构和物理化学性质，在合金中发挥着重要的作用。

本文将重点研究Mg-Al系合金中稀土元素的作用机理。

二、稀土元素在Mg-Al系合金中的存在形式与作用稀土元素在Mg-Al系合金中主要以固溶体和金属间化合物两种形式存在。

固溶体形式可以有效地提高合金的强度和韧性，而金属间化合物则能显著提高合金的耐热性和耐腐蚀性。

三、稀土元素对Mg-Al系合金力学性能的影响1. 强化效应：稀土元素的加入能够显著提高Mg-Al系合金的抗拉强度和屈服强度。

这是因为稀土元素可以与Mg、Al等元素形成稳定的化合物，从而阻碍了位错运动，提高了合金的强度。

2. 韧化效应：稀土元素的加入可以改善合金的韧性，减少裂纹的产生和扩展，从而提高合金的抗冲击性能。

四、稀土元素对Mg-Al系合金耐腐蚀性能的影响1. 耐蚀性提高：稀土元素能够与合金表面形成一层致密的氧化膜，有效地阻止了腐蚀介质对合金的侵蚀，提高了合金的耐腐蚀性能。

2. 钝化作用：稀土元素还能促进合金表面发生钝化反应，进一步增强合金的耐腐蚀性能。

五、稀土元素的作用机理探讨1. 细化晶粒：稀土元素的加入能够细化Mg-Al系合金的晶粒，从而提高合金的力学性能。

这是因为细晶强化效应能够提高材料的强度和韧性。

2. 净化作用：稀土元素具有强烈的吸附作用，能够吸附合金中的杂质元素，从而净化合金组织，提高合金的性能。

3. 改性作用：稀土元素可以与合金中的其他元素形成稳定的化合物，改变合金的组织结构，从而改善合金的性能。

六、结论通过本文对Mg-Al系合金中稀土元素的作用机理进行了研究，发现稀土元素能够以固溶体和金属间化合物的形式存在于合金中，对合金的力学性能和耐腐蚀性能产生显著影响。