稀土在铜及铜合金中的作用
- 格式:docx
- 大小:6.08 MB
- 文档页数:20
1.铜材中的元素及其阻碍1.1.氧氧在铜的生产进程中是不可幸免的,其阻碍也超级重要,氧很少固溶于铜,1065℃时为0.06%,600℃时为0.002%(重量比);氧在铜中除极少易固溶外,均以Cu2O形式存在,铜的氧化物不固溶于铜,呈现Cu+Cu2O共晶组织,散布于晶界,共晶反映为:L含氧0.39%,1065℃;α含氧0.01%+Cu2O,亚共晶铜中的含氧量与共晶量成正比,可在显微镜下与标准图片比较来精准测定铜中的含氧量。
氧对铜及合金性能的阻碍是复杂的,微量氧对铜的导电率和机械性能阻碍甚微,工业铜具有很高的导电率,其缘故是氧作为清洁剂,能够从铜中清除掉许多有害杂质,以氧化物形式进入炉渣,专门是能够清除砷、锑、铋等元素,含有少量氧的铜其导电率能够达到100-103%±ACS,高纯铜如6N铜在深冷条件下电阻值是相当低的。
电真空构件用铜应严格操纵其中氧的含量,其缘故是电真空器件需要在氢气中密封,铜中氧的存在会致使氢病发生,引发器件高真空环境破坏,因此电真空用铜应该是无氧铜,中国国家标准中规定无氧铜中含氧量小于20ppm,美国ASTM标准中规定为3ppm,为操纵氧含量,在无氧铜生产中都应选择优质电解铜原料,在熔炼工艺中采取还原性气氛,增强熔池表面覆盖,一样利用柴炭爱惜;铜及铜合金熔炼时,一样均应进行脱氧,脱氧剂有磷、硼、镁等,以中间合金方式加入,磷是最有效的脱氧剂,只是应严格操纵磷的残留量,因其能够强烈降低铜及合金的导电率。
1.2.锑、铋、硫、碲、硒这些元素在铜中固溶度极小,室温下大体不溶于铜,它们以金属化合物形式存在,散布于晶界,对铜的的导电、导热阻碍不大,可是都严峻的恶化了铜及合金的塑性加工性能,应该严格操纵其含量,各国标准中规定不该超出0.005%;由于含有这些元素的铜,具有良好的切削性能,在工程技术界也有应用,比如铋钼,能够作为真空开关中断路器的触头,在断路时,避免开关触头的沾结,铋铜中含铋量可高达0.5%-1.0%;含碲0.15-0.5%的碲铜合金,可作为高导电、易切削无氧铜利用,能够加工成周密的电子原器件;作为特殊用途的铜合金,能够加入这些元素,但其加工工艺是特殊的,可采纳包套挤压、冷挤、铸造、粉末冶金等方式。
根据Hall-petch公式,晶粒细化既能提高材料的强度,又能提高材料塑性,同时也能显著提高其力学性能。
通过不同的手段细化晶粒是控制和改善铜及其合金组织,提高材料性能的重要途径。
在实际生产中,添加合金元素细化合金的凝固组织最为简单实用,但是随着科学技术和现代工业的迅速发展,对铜及其合金的性能提出了更高的要求,需要发展新型的晶粒细化方法。
目前对铜及铜合金晶粒细化方法的研究主要集中在:添加合金元素细化晶粒;快速凝固法细化晶粒;形变处理细化晶粒和电脉冲孕育处理细化晶粒几个方面。
本文就铜及铜合金晶粒细化的方法进行了综述,对其发展方向提出了看法。
现在普遍地在金属或熔体中加入合金元素或化合物进行所谓的变质处理来达到改善铸造组织的目的。
铸造用铜及铜合金在实际生产中应用广泛,通过添加合金元素细化晶粒的主要铜及铜合金晶粒细化方法的研究现状吴卫华(湖北三峡大学机械与材料学院,湖北宜昌443002)摘要:介绍了目前国内铜及铜合金晶粒细化常用的几种方法,并指出了存在的问题和今后的发展方向。
关键词:铜;铜合金;晶粒细化中图分类号:TG146.1+1文献标识码:A文章编号:1005—6084(2006)05—44—05RESEARCHPRESENTSITUATIONOFGRAINREFINEMENTMETHODSOFCOPPERANDCOPPERALLOYSWUWei-hua(CollegeofMechanicalandMaterialEngineering,HubeiThreeGorgesUniversity,Yichang443002,China)ABSTRACT:Themethodsofgrainrefinementofcopperandcopperalloysinourcountryatthemomentwereintroduced.Moreovertheproblemanddevelopmentorientationinthefutureofgrainrefinementofcopperandcopperalloyswerealsopointedout.KEYWORDS:copper;copperalloys;grainrefinement收稿日期:2006—06—27作者简介:吴卫华(1979—),女,硕士。
微量镧对纯铜晶粒大小及硬度的影响作者:赵轩孟祥锋周丹来源:《硅谷》2014年第14期摘要金属材料的性能和晶粒大小有着密切关系,工业生产中常常通过不同的手段细化材料的晶粒,控制和改善铜及其合金组织,提高材料性能。
文章通过在纯铜中添加微量稀土元素镧,研究镧对纯铜晶粒大小和硬度的影响,分析产生变化的原因。
关键词纯铜;镧;晶粒;硬度中图分类号:TG146 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2014)14-0064-01稀土元素作为一种添加剂在黑色金属中的应用已经进行了大量的研究,并在钢铁工业中成熟运用,并表现出良好的效果[1]。
而稀土元素在有色金属中的应用,近些年来也越来越受到更广泛的关注。
关于稀土对铜和铜合金的作用方面也已做了大量的基础和应用性研究工作。
现在学者们普遍认为稀土的加入可以使铜及铜合金的热塑性能、耐腐蚀性能、导电性能、机械性能等得到改善[2]。
铜及铜合金中的杂质有氧、氢、硫、氮、铅、秘等,这些元素的存在使铜的机械性能等受到很大影响。
稀土元素对氧、氢、硫、氮等具有较高的亲合力,可以起到净化合金的作用,提高合金的性能和质量[3]。
有文献[4]记载不同稀土含量可以影响铜合金硬度。
当稀土加入量增加时,铜合金的硬度也增加,而硬度达到某一值后增加则趋于平缓。
文献[5]讨论了稀土对连续铸造紫铜杆的变质作用,指出添加微量稀土元素钇或混合稀土可细化铸杆的晶粒,提高紫铜杆的机械性能。
本文通过在纯铜中加入稀土元素镧,采用真空熔炼,分析研究微量稀土元素镧对纯铜晶粒大小和硬度的影响,为稀土在铜中作用的研究做基础性工作。
1 实验材料及方法原材料采用99.9%的T2纯铜和纯度都大于99.9%的稀土金属镧。
纯铜在加热前要进行使用碳酸钠水溶液表面处理和预热去气。
粉末状稀土镧和紫铜棒一起放入事先烘干的石墨坩埚中,放入真空熔炼炉中加热到设计温度,保温预定时间,然后采用炉冷。
通过不同的成分配比加工成成分0.02、0.04、0.06、0.08和0.1wt%系列的Cu-Re合金试样。
铝铜合金稀土接地材料
铝铜合金稀土接地材料是一种专门用于接地系统中的材料。
接地系统在电力系
统和通信系统中起着至关重要的作用,它能够将电流通过接地材料传输到地下,以确保设备的安全运行和人员的安全。
铝铜合金稀土接地材料具有以下特点和优势。
首先,铝铜合金是一种优质的导电材料。
铝铜合金的导电性能优于纯铝或纯铜
材料,能够有效地传导电流。
这使得铝铜合金稀土接地材料在接地系统中具有更好的导电性能,能够更有效地排除电流,减小系统的电阻。
其次,稀土元素的添加能够提升铝铜合金的抗腐蚀性能。
稀土元素能够与铝铜
合金中的金属成分发生化学反应,形成一层耐腐蚀的氧化膜,防止铝铜合金材料被外界环境侵蚀。
这使得铝铜合金稀土接地材料能够在恶劣的环境条件下使用,具有更长的使用寿命。
此外,铝铜合金稀土接地材料还具有较低的密度和较高的强度。
相比于纯铜材料,铝铜合金稀土材料的密度更低,可以减轻接地系统的重量负担;而其优异的强度能够保证接地系统在外力作用下的稳定性和可靠性。
总结而言,铝铜合金稀土接地材料是一种高性能的材料,具有优越的导电性能、抗腐蚀性能、低密度和高强度等特点。
在接地系统中应用铝铜合金稀土接地材料可以提高系统的安全性和可靠性,确保设备和人员的安全。
铜合金熔炼与铸造工艺嗨,朋友!今天咱们就来唠唠铜合金熔炼与铸造工艺这档子事儿。
这可真是个超级有趣又超级实用的领域呢!你知道吗?铜合金,就像是一群性格各异的小伙伴凑在一起。
有黄铜,这家伙里面锌和铜搭伙,就像两个配合默契的好兄弟,黄铜的颜色那叫一个金灿灿,特别好看。
还有青铜,锡和铜凑在一块,就像稳重的老大哥带着小弟,青铜有一种古朴的韵味。
这些铜合金在咱们生活里到处都是,大到雕像,小到一些精致的小饰品。
我有个朋友叫小李,他就在一家铜合金铸造厂上班。
我有次去他那参观,那场面,可真是让我大开眼界。
先说说这熔炼吧。
就像做饭得先准备食材一样,熔炼铜合金首先得把各种原料准备好。
这可不是随随便便把铜啊、锌啊之类的扔到炉子里就行的。
每一种原料的纯度得把关好,要是纯度不够,那最后出来的铜合金就像是生病的人,没什么力气,性能也不好。
在熔炼的时候,那炉子就像是一个魔法锅。
把原料放进去,加热起来,就开始发生奇妙的变化了。
温度的控制那可是相当重要的,就好比我们烤蛋糕,温度高一点低一点,那蛋糕的口感就完全不一样了。
对于铜合金熔炼来说,温度要是太高了,那些原料就像是调皮的小孩子,会有过度反应,可能有些元素就挥发掉了,那可不行。
温度低了呢,就像乌龟爬一样,熔炼得特别慢,效率极低。
小李告诉我,他们厂里有专门的温度监测设备,时刻盯着这个魔法锅的温度,保证熔炼过程顺顺利利的。
这熔炼的过程中还得加一些添加剂呢。
这就像是做菜时候加调料一样。
有些添加剂是为了去除铜合金里的杂质,就像清洁工一样,把那些不好的东西清理掉。
还有些添加剂是为了改善铜合金的性能。
比如说加一点稀土元素,这就像给铜合金注入了一股神秘的力量,让它的强度、硬度之类的性能变得更好。
我当时就好奇地问小李:“你们怎么知道加多少添加剂合适呢?”小李笑着说:“这可都是经验加上科学的计算呢。
就像厨师做菜,放多少盐放多少糖,做多了就有数了。
”说完熔炼,再讲讲铸造吧。
铸造就像是把已经调配好的“魔法药水”倒入特定的模具里,让它变成我们想要的形状。
冶金稀土添加剂运用1、黑色冶金中的应用1.1铸铁中的应用稀土在铸铁中的应用始于20世纪代。
铁水中加入稀土,稀土能与氧、硫作用,起到脱硫去氧的作用,铁水浇铸时,能促进石墨向蠕虫状或球状转变[1]。
高铬白口铸铁中加入0.8%~1.0%稀土硅铁合金,稀土促使铸铁中长条状碳化物趋于变短、细化并均匀分布,铸态组织改善,铸铁冲击韧性和抗磨性显著提高[2]。
普通灰铸铁(C2.5%~3.6%)里添加不超过0.1%的混合稀土,稀土元素与铁液中硫、氧反应,生成稀土化合物,清除石墨棱面上的表面活性元素,促使石墨向蠕球状转化,铸铁金相组织细化、均匀,材料的抗拉强度、硬度及耐磨性得到显著提高[3]。
稀土在铸铁中的突出作用表现为使石墨向球形转变;稀土元素易与Fe中O、S等有害杂质形成稀土化合物,减少铁水浇铸时气孔和裂纹的产生;稀土加入铁水中能显著提高铁水的流动性,减少冷却时偏析现象,改善铸态组织,改变非金属夹杂物的形状和分布。
因而,稀土铸铁强度提高,韧性改善,材质综合机械性能获得提升。
在铸铁中的应用已成为稀土最大应用领域之一。
稀土铸铁主要应用于冶金行业的轧辊、钢锭模;机械行业的各种齿轮、凸轮轴、各种机座;汽车行业的曲轴、气缸体、变速箱、履带;建筑行业的输水、输气管线。
在我国,随着汽车行业不断壮大以及南水北调、西气东输工程的展开,还将进一步促进稀土铸铁,稀土铸铁管的开发与应用。
1.2钢中的应用稀土大规模在钢中的应用,始于20世纪代。
随后,人们逐渐认识到稀土对钢的显微组织、夹杂物等均有良好的影响。
稀土加入弹簧钢中能起到除气,改变夹杂物形态,减小夹杂物粒度的作用,能提高钢的抗疲劳强度[4]。
耐热钢中加入0.01%~0.01%的La或Ce,稀土原子容易富集在晶界,减少晶界杂质元素,可提高钢的高温强度[5]。
重轨钢中稀土加入量约为0.01%,钢中的奥氏体晶粒尺寸明显细化,热轧态奥氏体晶粒尺寸由34.4μm减小到30.3μm,钢的冲击韧度得到显著改善[6]。
集成电路用引线框架材料研究【摘要】随着电子技术飞跃发展,集成电路成为了电路中尤为重要的部件。
因此,对集成电路的研究上升到了一定的高度。
引线框架作为集成电路是重要组成部分,运到了新机遇及新挑战,研究引线框架材料成为相关专家与学者研究的重要课题。
本文阐述了当今引线框架的研究进展,介绍了引线框架的基本特征及研发动态,就集成电路用引线框架材料发展前景做了展望。
【关键词】引线框架材料;集成电路;研究0.前言在集成电路中,就是依靠进线框架连接外部元件与芯片,其作用至关重要。
主要起到支撑及固定芯片,保护内部元件,把IC组装成为一个整体;同时将芯片和外部电路连接起来传递信号,有效进行导电导热。
因此,集成电路与各个组装程序必然依据框架才能成为一种整体。
鉴于引线框架材料在集成电路中的重要,许多相关人士将研究集成电路用引线框架材料成为了热点话题。
在这种形势下,本文对集成电路用引线框架材料研究具有实际价值。
1.集成电路用引线框架概述随着电力技术快速发展,信息产品正朝着轻量化、高速化、薄型化、小型化以及智能化等方向发展,而作为封装材料也得到长足发展,尤其是半导体的集成电路封装更是突飞猛进。
如今,引线框架的封装密度及引线密度是越来越高,同时封装引线的脚数也快速增多,让引线的节距逐年降低,如今已近达到了0.1mm,同时超薄型成为了热门,从过去的0.25mm降至到0.05-0.08mm,而引线的框架也朝着轻、短、薄、多引线、高精细度以及小节距方向发展。
集成电路用引线框架的性能:①具备较高强度与硬度;因为引线框架逐步小型,但是其内部容纳的电路依然是那么多,而且容纳的东西应该是越来越多,这就为其材料提出了较高强度及硬度要求。
②良好的导热性;随着集成电路逐渐变小,功能足部增大,随着工作效率提高必然产生热量越多,必然要具备加好导热性。
③较好的导电性;要消除电感及电容造成的影响,材料就必然要求较好导电性,才能降低框架上的阻抗,也有效散热。
第一篇铸造有色合金及其熔炼思考题及参考答案1.基本概念:屈服强度、抗拉强度、固溶强化、时效强化屈服强度就是指金属对起始塑性变形的抗力;抗拉强度是代表最大均匀塑性变形抗力的指标;固溶强化是指形成固溶体使合金强化的方法;时效强化是指通过热处理利用合金的相变产生第二相微粒,造成的强化。
2.金属材料的强化机制主要有哪些,对强度和塑性有什么影响?晶界强化、固溶强化、分散强化、形变强化、复合强化。
形变强化与粒子强化在强度提高时,塑性会显著降低;固溶强化在强度提高时塑性还能保持较好的水平;晶界强化时,细化晶粒提高强度也改善塑性。
3.铸造合金的使用性能有哪些?机械性能、物理性能和化学性能4.铸造合金的工艺性能有哪些?铸造性能、熔炼性能、焊接性能、热处理性能、机加工性能5.基本概念:变质处理、机械性能的壁厚效应所谓变质处理是在熔融合金中加入少量的一种或几种元素(或加化合物起作用而得),改变合金的结晶组织,从而改善合金机械性能。
这种随铸件壁厚增加而使机械性能下降的现象,称为机械性能的壁厚效应。
6.铝硅合金进行变质处理的原因及方法?原因:铝硅合金中的硅相在自发非控制生长条件下会长成粗大的片状,这种形态的脆性相严重割裂基体,大大降低合金的强度和塑性,为了改变这种状况,必须进行变质处理。
方法:生产上常在合金液中加入氟化纳与氯盐的混合物来进行变质处理,加入微量的纯钠也有同样效果。
7.镁、铜、铁和锰对铝硅合金组织和性能的影响?1)镁:少量的镁,即能大大提高抗拉和屈服强度,随着镁量增加,强化效果不断增大,强度急剧上升,而塑性下降;2)铜:使铝硅合金强度显著增加,但伸长率下降,提高合金的热强性;3)铁:恶化了合金的机械性能,特别是塑性,同时降低了合金的抗蚀性;4)锰:在Al-Si合金中加入锰,可大大降低Fe的危害。
8.Al-Si类活塞合金多为共晶及过共晶合金的原因?活塞材料要求具有高的热强性和耐磨性,低的线膨胀系数和密度。
共晶及过共晶合金铝硅合金中含有大量共晶和初生硅硅,可以保证合金有良好的铸造性能和低的线胀系数,并提高强度、耐磨性、抗蚀性。
微量杂质元素对铜性能的影响2010-08-10 12:15:01| 分类:铜合金产品及行业 | 标签:微量杂质元素对铜性能的影响铜合金元素| 微量杂质元素对铜性能的影响许多微量杂质元素对纯铜的性能有很大的影响,表现在导热、导电及塑性变形的变化。
下面详细叙述了杂质元素对纯铜的影响。
1)氧氧几乎不固溶于铜。
含氧铜凝固时,氧以(Cu十Cu2O)共晶体的形式析出,分布于铜的晶界上。
当含氧极低时,只见铜晶粒,随着含氧量的升高则依次出现含Cu2O的亚共晶体、共晶体与过共晶体。
氧对铜的塑性变形性能的影响很大。
根据Cu—O二元相图,氧与铜的共晶体为Cu20,由于其共晶温度很高,对热变形性能不产生影响。
但共晶中的化合物Cu20硬而脆,以粒状形态分布于铜晶粒内或晶界上,致使金属发生“冷脆”,冷变形产生困难。
因此,铜中的氧含量要严格控制,一般最大允许含量为0.02~0.1%,故在铸造铜的过程中需加入脱氧剂。
的脱氧剂可采用P、Ca、Si、Li、Be、A1、Mg、Zn、Na、Sr、B等。
磷是最常用的,但当含磷达0.1%时,虽不影响铜的力学性能,却严重地降低铜的电导率。
对于高导铜,磷含量不得大于0.001%。
工业中还生产出一种不含氧的紫铜,即为无氧铜。
无氧铜具有较高的导电性、延展性和气密性,低氢脆倾向,在电力电子领域受到青睐,如制作电线电缆、电机换向器、高真空电子装置等。
有些紫铜还特意保留一定量的氧,—方面它对铜性能的影响不大,另一方面Cu2O 可与Bi、Sb、As等杂质起反应,形成高熔点的球状质点分布于晶粒内,消除了晶界脆性。
氧对铜的力学性能影响见下表,由表6.2可知,氧稍微提高铜的强度,但降低铜的塑性和疲劳极限,氧对铜的电导率影响不大。
氧与其他杂质共存时则影响极为复杂,例如微量氧可氧化高纯铜中的痕量杂质Fe、Sn、P等,提高铜的电导率,若杂质含量较多,则氧的这种作用就显不出来。
氧能部分削弱Sb、Cd对铜导电性的影响,但不改变As、S、Se、Te、Bi等对铜导电性的影响。
稀土在铜及铜合金中的作用一、稀土对铜及铜合金组织的影响1、净化组织工业用铜中往往含有多种杂质,虽然有些杂质含量很低,甚至低于0.001 %(质量分数,下同) ,但是这些杂质元素会严重影响铜及铜合金的加工性能、降低导电性及导热性。
如氧、硫和铜形成的脆性化合物(Cu2O 和Cu2S) 可以降低铜的塑性,这些脆性化合物冷拉时还会产生毛刺,并降低铜的导电性、耐蚀性和焊接性能。
稀土净化铜及铜合金组织主要有两种方式: (1) 稀土与氧和硫的亲和力很强,形成熔点较高,热稳定性强,比重较小的稀土化合物,从而达到脱硫、脱氧的作用;又稀土元素很容易与原子态氢发生作用,生成RH2 或RH3 型稳定氢化物(R 代表稀土金属) ,这些氢化物以固溶体的形式溶于铜合金中,从而消除了氢的有害作用。
(2) 稀土与铅、铋等元素生成比铜熔点高的高熔点金属间化合物,因此在铜熔铸过程中,可以保持固体状态,与熔渣一起从液体金属铜合金中排除,达到脱铅、铋的目的。
2、细化组织稀土对铜及铜合金显微组织的影响主要体现为细化晶粒,减少或消除柱状晶,扩大等轴晶区的作用。
稀土细化铜及铜合金组织的作用机理主要存在以下三种: (1) 形成新晶核,抑制晶粒长大。
稀土在铜及其合金中能与一些元素反应形成高熔点化合物,常以极微细颗粒悬浮于熔体之中,成为弥散的结晶核心,使晶粒变多,变小;又从凝固原理及热力学观点看,由于稀土大量聚集在固液界面前沿的液相中,使合金在凝固时成分过冷增大,以树枝状方式凝固生长,同时在分枝节点处产生细颈、熔断,增多了结晶核心,从而细化了晶粒。
(2) 微晶化作用。
由于稀土元素的原子半径( 0.174nm~0.204 nm) 比铜的原子半径(0.127nm) 要大36 %~60 % ,故稀土原子很容易填补正在生长中的铜或铜合金的晶粒新相的表面缺陷,生成能阻碍晶粒继续生长的膜,从而细化为微晶; (3) 合金化作用。
稀土在铜中的溶解度很小,一般仅千分之几到万分之几,但稀土与铜能生成多种金属间化合物。
这些金属间化合物弥散分布于基体中,达到细化晶粒。
3、稀土对夹杂物组织的影响稀土对夹杂物组织的影响主要是改变杂质的形态和分布。
其主要表现有以下四种: (1) 减轻或消除合金结构中的树枝状晶形和柱状结晶,这与稀土同某些杂质形成难熔化合物并呈弥散状态有关。
(2) 使合金中某些呈条状、片状甚至块状的杂质(如铅、铋等,其中有的杂质可形成低熔点共晶) 转变成点状或球状,从而改善或提高了铜及其合金的机械及加工性能,这是由于活性很强的稀土金属,能使像铅这样的一些杂质对铜的润湿性急剧降低,这些杂质在其自身表面张力的作用下,使体积大大缩小。
(3) 使合金中的某些有害杂质由集中分布于枝晶或晶界间,改变为较均匀分布于整个晶体中,使杂质实现在金属微观体积上的再分布,或对某些杂质的宏观偏析发生影响,导致各种性能得以提高。
(4) 含稀土的化合物被吸附在金属或合金的晶界上,减少合金晶界上低熔点有害杂质的数量,从而减弱合金的高温回火脆性。
如在铍铜合金中未加稀土前,夹杂物多为不规则棱角形的Cu2O 和Cu2S,添加适量稀土后,夹杂物全部球化,稀土夹杂物取代了Cu2O 和Cu2S ,使夹杂物由固溶态变为稀土化合物析出。
二、稀土对铜及铜合金性能的影响1、稀土对铜及铜合金加工性能的影响在铜合金中加入适量稀土金属,可以改善铜及铜合金的铸造性能。
对不同种类的铜合金,加入稀土后流动性可提高30 %~40 %。
对高锰铝青铜、高铅青铜、铅黄铜中加入微量混合稀土,均可以改善合金的偏析或逆偏析现象,并可显著提高变形铅黄铜的高温延伸率,改善热加工性能,减轻或消除热轧开裂现象。
加入稀土可使残余应力值降低,稀土在一定变形度范围内( < 14 %) 可提高材料的冷变形能力。
在变形铅黄铜中添加稀土,可大大改善其切削加工性能,尤为显著的是降低表面粗糙度、毛刺和刀具磨损。
稀土添加剂对改善铜及其合金的焊接工艺性能具有很好的效果,焊缝金属中的杂质如微量Pb、Fe 、Si 、Bi 可引起热裂纹,添加稀土元素将有效地防止这一倾向。
稀土的定义及对铜及铜合金组织的影响【组图】今天我们的主题是稀土的定义及对铜及铜合金组织的影响。
看了这个主题不知是否有很多疑惑,什么是稀土?稀土的定义是什么?稀土的应用在哪几块?稀土和铜及铜合金有什么关系?稀土对铜及铜合金组织的影响是什么?我们带着这些疑问来看这边文章,我们通过2块内容将上述问题一一讲述,请看正文。
今天我们的主题是稀土的定义及对铜及铜合金组织的影响,稀土可能我们做生产加工的企业了解甚多。
什么是稀土?它与我们的主题稀土的定义及对铜及铜合金组织的影响有什么关系,这都是我们今天要了解的内容。
今天的内容稀土的定义及对铜及铜合金组织的影响也是分为2块。
第一块是稀土的定义,这个不是我们的重点我们会点到为止。
第二块内容稀土对铜及铜合金组织的影响是我们的重头戏。
因为全铜网是一个主营铜的门户网站,铜合金的各个元素对其的影响也是各不相同,我们今天的内容则是稀土的定义及对铜及铜合金组织的影响中稀土对铜及铜合金组织的影响因素。
好了,废话不多说我们开始今天的主题的第一块:稀土的定义及对铜及铜合金组织的影响之稀土的定义。
稀土的定义及对铜及铜合金组织的影响之稀土的定义稀土(rareearth)有“工业维生素”的美称。
现如今已成为极其重要的战略资源。
稀土元素氧化物是指元素周期表中原子序数为57到71的15种镧系元素氧化物,以及与镧系元素化学性质相似的钪(Sc)和钇(Y)共17种元素的氧化物。
稀土元素在石油、化工、冶金、纺织、陶瓷、玻璃、永磁材料等领域都得到了广泛的应用,随着科技的进步和应用技术的不断突破,稀土氧化物的价值将越来越大。
稀土稀土概况表稀土的定义及对铜及铜合金组织的影响之稀土主要元素根据稀土元素原子电子层结构和物理化学性质,以及它们在矿物中共生情况和不同的离子半径可产生不同性质的特征,十七种稀土元素通常分为二组:轻稀土包括:镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆。
重稀土包括:铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪。
矿物特点铈组(轻稀土)—镧、铈、镨、钕、钷、钐和铕;钇组(重稀土)—钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥和钪。
稀土的定义及对铜合金组织的影响之稀土的应用军事方面稀土有工业“黄金”之称,由于其具有优良的光电磁等物理特性,能与其他材料组成性能各异、品种繁多的新型材料,其最显著的功能就是大幅度提高其他产品的质量和性能。
比如大幅度提高用于制造坦克、飞机、导弹的钢材、铝合金、镁合金、钛合金的战术性能。
而且,稀土同样是电子、激光、核工业、超导等诸多高科技的润滑剂。
稀土科技一旦用于军事,必然带来军事科技的跃升。
从一定意义上说,美军在冷战后几次局部战争中压倒性控制,以及能够对敌人肆无忌惮地公开杀戮,正缘于稀土科技领域的超人一等。
冶金工业稀土金属或氟化物、硅化物加入钢中,能起到精炼、脱硫、中和低熔点有害杂质的作用,并可以改善钢的加工性能;稀土硅铁合金、稀土硅镁合金作为球化剂生产稀土球墨铸铁,由于这种球墨铸铁特别适用于生产有特殊要求的复杂球铁件,被广泛用于汽车、拖拉机、柴油机等机械制造业;稀土金属添加至镁、铝、铜、锌、镍等有色合金中,可以改善合金的物理化学性能,并提高合金室温及高温机械性能。
冶金工业石油化工用稀土制成的分子筛催化剂,具有活性高、选择性好、抗重金属中毒能力强的优点,因而取代了硅酸铝催化剂用于石油催化裂化过程;在合成氨生产过程中,用少量的硝酸稀土为助催化剂,其处理气量比镍铝催化剂大1.5倍;在合成顺丁橡胶和异戊橡胶过程中,采用环烷酸稀土-三异丁基铝型催化剂,所获得的产品性能优良,具有设备挂胶少,运转稳定,后处理工序短等优点;复合稀土氧化物还可以用作内燃机尾气净化催化剂,环烷酸铈还可用作油漆催干剂等。
石油化工玻璃陶瓷稀土氧化物或经过加工处理的稀土精矿,可作为抛光粉广泛用于光学玻璃、眼镜片、显像管、示波管、平板玻璃、塑料及金属餐具的抛光;在熔制玻璃过程中,可利用二氧化铈对铁有很强的氧化作用,降低玻璃中的铁含量,以达到脱除玻璃中绿色的目的;添加稀土氧化物可以制得不同用途的光学玻璃和特种玻璃,其中包括能通过红外线、吸收紫外线的玻璃、耐酸及耐热的玻璃、防X-射线的玻璃等;在陶釉和瓷釉中添加稀土,可以减轻釉的碎裂性,并能使制品呈现不同的颜色和光泽,被广泛用于陶瓷工业。
新材料稀土钴及钕铁硼永磁材料,具有高剩磁、高矫顽力和高磁能积,被广泛用于电子及航天工业;纯稀土氧化物和三氧化二铁化合而成的石榴石型铁氧体单晶及多晶,可用于微波与电子工业;用高纯氧化钕制作的钇铝石榴石和钕玻璃,可作为固体激光材料;稀土六硼化物可用于制作电子发射的阴极材料;镧镍金属是70年代新发展起来的贮氢材料;铬酸镧是高温热电材料;当前世界各国采用钡钇铜氧元素改进的钡基氧化物制作的超导材料,可在液氮温区获得超导体,使超导材料的研制取得了突破性进展。
此外,稀土还广泛用于照明光源,投影电视荧光粉、增感屏荧光粉、三基色荧光粉、复印灯粉;在农业方面,向田间作物施用微量的硝酸稀土,可使其产量增加5~10%;在轻纺工业中,稀土氯化物还广泛用于鞣制毛皮、皮毛染色、毛线染色及地毯染色等方面。
农业方面研究结果表明,稀土元素可以提高植物的叶绿素含量,增强光合作用,促进根系发育,增加根系对养分吸收。
稀土还能促进种子萌发,提高种子发芽率,促进幼苗生长。
除了以上主要作用外,还具有使某些作物增强抗病、抗寒、抗旱的能力。
大量的研究还表明,使用适当浓度稀土元素能促进植物对养分的吸收、转化和利用。
玉米用稀土拌种,出苗、拔节比对照早1~2天,株高增加0.2米,早熟3~5天,而且籽粒饱满,增产14%。
大豆用稀土拌种,出苗提早1天,单株结荚数增加14.8~26.6个,3粒荚数增多,增产14.5%~20.0%。
喷施稀土可使苹果和柑橘果实的Vc含量、总糖含量、糖酸比均有所提高,促进果实着色和早熟。
并可抑制贮藏过程中呼吸强度,降低腐烂率。
我们的第一块内容大致结束了,我们看到稀土的应用其中一块就是应用于冶金工业,也衔接到我们的第二部分内容稀土的定义及对铜及铜合金组织的影响之稀土对铜及铜合金组织的影响。
稀土的定义及对铜及铜合金组织的影响之稀土对铜及铜合金组织的影响主要有一下几块。
一、稀土对铜及铜合金组织的影响1、净化组织工业用铜中往往含有多种杂质,虽然有些杂质含量很低,甚至低于0.001%(质量分数,下同),但是这些杂质元素会严重影响铜及铜合金的加工性能、降低导电性及导热性。
如氧、硫和铜形成的脆性化合物(Cu2O和Cu2S)可以降低铜的塑性,这些脆性化合物冷拉时还会产生毛刺,并降低铜的导电性、、耐蚀性和焊接性能。
稀土净化铜及铜合金组织主要有两种方式:(1)稀土与氧和硫的亲和力很强,形成熔点较高,热稳定性强,比重较小的稀土化合物,从而达到脱硫、脱氧的作用;又稀土元素很容易与原子态氢发生作用,生成RH2或RH3型稳定氢化物(R代表稀土金属),这些氢化物以固溶体的形式溶于铜合金中,,从而消除了氢的有害作用。