稀土鎂合金的研發(fā)及應(yīng)用現(xiàn)狀

稀土鎂合金的研發(fā)及應(yīng)用現(xiàn)狀一、本文概述隨著全球科技的不斷進步和工業(yè)的快速發(fā)展，稀土鎂合金作為一種輕質(zhì)、高強度的金屬材料，正逐漸在航空、汽車、電子、醫(yī)療器械等領(lǐng)域展現(xiàn)出其獨特的優(yōu)勢。本文旨在全面概述稀土鎂合金的研發(fā)歷程、性能特點、應(yīng)用領(lǐng)域以及當前的發(fā)展瓶頸和未來趨勢。我們將回顧稀土鎂合金的發(fā)展歷程，包括其從最初的實驗室研究到如今的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的過程。我們將詳細介紹稀土鎂合金的性能特點，包括其力學性能、物理性能、化學性能以及加工性能等。接著，我們將重點探討稀土鎂合金在各個領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀，如航空航天、汽車制造、電子通信、醫(yī)療器械等，并分析其在實際應(yīng)用中的優(yōu)勢和挑戰(zhàn)。我們將展望稀土鎂合金的未來發(fā)展趨勢，包括新材料的研發(fā)、新技術(shù)的應(yīng)用以及新市場的開拓等。通過本文的闡述，我們希望能夠為相關(guān)領(lǐng)域的科研工作者和工程師提供有益的參考和啟示，共同推動稀土鎂合金的研發(fā)和應(yīng)用取得更大的突破和進展。二、稀土鎂合金的研發(fā)歷程稀土鎂合金的研發(fā)可以追溯到20世紀中期，當時科學家們開始探索稀土元素與鎂的合金化潛力。初期的研究主要集中在稀土元素對鎂合金力學性能的影響上，通過添加少量的稀土元素，科學家們發(fā)現(xiàn)可以顯著提高鎂合金的強度和耐腐蝕性。隨著研究的深入，稀土鎂合金的種類和應(yīng)用范圍逐漸擴大。進入21世紀，稀土鎂合金的研發(fā)迎來了快速發(fā)展的時期。一方面，隨著稀土資源的開采和提煉技術(shù)的提升，稀土元素的供應(yīng)變得更加充足，為稀土鎂合金的規(guī)?；a(chǎn)提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。另一方面，隨著航空航天、汽車、電子等行業(yè)的快速發(fā)展，對高性能鎂合金的需求日益增長，推動了稀土鎂合金的研發(fā)進程。在這一階段，研究者們不僅關(guān)注稀土元素對鎂合金力學性能的影響，還開始深入研究稀土元素對鎂合金加工性能、電磁性能、生物相容性等方面的影響。通過不斷優(yōu)化合金成分和制備工藝，稀土鎂合金的性能得到了顯著提升，應(yīng)用領(lǐng)域也進一步拓寬。目前，稀土鎂合金已經(jīng)成為一種重要的輕質(zhì)高強材料，廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、電子、醫(yī)療等領(lǐng)域。未來，隨著科技的不斷進步和應(yīng)用需求的日益增長，稀土鎂合金的研發(fā)將繼續(xù)深入，其在各個領(lǐng)域的應(yīng)用也將更加廣泛。三、稀土鎂合金的性能優(yōu)勢稀土鎂合金作為一種新型的輕質(zhì)高強材料，在眾多領(lǐng)域中展現(xiàn)出顯著的性能優(yōu)勢。其獨特的物理和化學性質(zhì)使其在眾多金屬材料中脫穎而出，成為眾多工業(yè)領(lǐng)域的理想選擇。稀土鎂合金具有極高的比強度和比剛度。與傳統(tǒng)的鋁合金和鋼鐵材料相比，稀土鎂合金的密度更低，但強度和剛度卻與之相當甚至更高。這種輕質(zhì)高強的特性使得稀土鎂合金在航空航天、汽車制造等輕量化需求迫切的領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用前景。稀土鎂合金展現(xiàn)出優(yōu)異的電磁屏蔽性能和導熱性能。隨著電子設(shè)備的普及和電磁輻射問題的日益突出，對材料的電磁屏蔽性能提出了更高要求。稀土鎂合金因其良好的電磁屏蔽性能，在電子設(shè)備、通訊設(shè)施等領(lǐng)域的應(yīng)用中顯示出獨特優(yōu)勢。同時，其優(yōu)良的導熱性能也使得稀土鎂合金在散熱設(shè)備、熱交換器等方面具有廣闊的應(yīng)用空間。稀土鎂合金還具備良好的鑄造性能和加工性能。稀土元素的添加使得鎂合金的鑄造性能得到顯著提升，能夠有效減少鑄造缺陷，提高鑄件質(zhì)量。稀土鎂合金的加工性能也十分優(yōu)異，可以通過鑄造、鍛造、擠壓等多種工藝加工成各種形狀和尺寸的零部件，滿足復雜結(jié)構(gòu)的需求。稀土鎂合金在比強度、比剛度、電磁屏蔽性能、導熱性能以及鑄造和加工性能等方面展現(xiàn)出顯著的優(yōu)勢。這些性能優(yōu)勢使得稀土鎂合金在航空航天、汽車制造、電子設(shè)備、通訊設(shè)施等眾多領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用前景。隨著科技的不斷進步和工藝的不斷完善，稀土鎂合金的性能優(yōu)勢將得到進一步發(fā)揮，為工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展注入新的活力。四、稀土鎂合金的應(yīng)用領(lǐng)域稀土鎂合金憑借其優(yōu)異的物理和化學性能，在眾多領(lǐng)域中都展現(xiàn)出了廣闊的應(yīng)用前景。以下將詳細介紹稀土鎂合金的幾個主要應(yīng)用領(lǐng)域。在航空航天領(lǐng)域，材料需要具備輕質(zhì)、高強度、耐高溫和耐腐蝕等特性。稀土鎂合金因其低密度、高比強度、良好的熱穩(wěn)定性和抗腐蝕性，成為航空航天器結(jié)構(gòu)材料的理想選擇。例如，稀土鎂合金被廣泛應(yīng)用于飛機框架、發(fā)動機部件和衛(wèi)星結(jié)構(gòu)等關(guān)鍵部位，有效減輕了飛行器的質(zhì)量，提高了運行效率。汽車工業(yè)是稀土鎂合金應(yīng)用的另一個重要領(lǐng)域。隨著汽車輕量化趨勢的加強，稀土鎂合金在汽車制造中的應(yīng)用越來越廣泛。它們被用于制造汽車框架、發(fā)動機缸體、車輪、座椅支架等部件，不僅減輕了汽車質(zhì)量，提高了燃油效率，還增強了汽車的安全性和舒適性。稀土鎂合金在電子電器領(lǐng)域也扮演著重要角色。由于其優(yōu)良的電磁屏蔽性能、導熱性能和加工性能，稀土鎂合金被廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備外殼、散熱器、電池支架等部件。同時，稀土鎂合金還具有優(yōu)異的抗腐蝕性和耐候性，能夠保證電子電器產(chǎn)品的長期穩(wěn)定運行。稀土鎂合金在醫(yī)療器械領(lǐng)域也展現(xiàn)出了良好的應(yīng)用前景。由于其生物相容性好、無毒無害、機械性能優(yōu)良等特點，稀土鎂合金被用于制造牙科植入物、骨科植入物、血管支架等醫(yī)療器械。稀土鎂合金的應(yīng)用不僅提高了醫(yī)療器械的性能和使用壽命，還降低了患者的痛苦和康復時間。稀土鎂合金憑借其獨特的性能優(yōu)勢，在航空航天、汽車工業(yè)、電子電器和醫(yī)療器械等領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。隨著科技的不斷進步和稀土鎂合金研發(fā)技術(shù)的深入發(fā)展，其在更多領(lǐng)域的應(yīng)用也將不斷拓展和深化。五、稀土鎂合金的市場現(xiàn)狀及前景隨著科技的不斷進步和環(huán)保意識的日益增強，稀土鎂合金作為一種高性能、輕量化的材料，正逐漸受到全球市場的關(guān)注和青睞。當前，稀土鎂合金的市場呈現(xiàn)出快速增長的態(tài)勢，其應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴大。在航空航天領(lǐng)域，稀土鎂合金因其低密度、高強度和良好的抗腐蝕性能而被廣泛應(yīng)用于飛機、火箭等高性能飛行器的制造中。隨著航空航天技術(shù)的不斷發(fā)展，稀土鎂合金在這一領(lǐng)域的需求將持續(xù)增長。在汽車工業(yè)中，稀土鎂合金正逐步替代傳統(tǒng)的金屬材料，用于制造汽車車身、發(fā)動機零部件等。其輕量化特性有助于提高汽車的燃油經(jīng)濟性和減少二氧化碳排放，符合當前綠色出行和節(jié)能減排的趨勢。因此，稀土鎂合金在汽車工業(yè)中的市場前景廣闊。稀土鎂合金在3C電子產(chǎn)品、醫(yī)療器械、軌道交通等領(lǐng)域也有廣泛的應(yīng)用。隨著這些領(lǐng)域的不斷發(fā)展，稀土鎂合金的市場需求將進一步增加。然而，當前稀土鎂合金市場仍面臨一些挑戰(zhàn)。一方面，稀土資源的稀缺性和價格波動對稀土鎂合金的成本和穩(wěn)定性造成影響；另一方面，稀土鎂合金的加工技術(shù)和應(yīng)用領(lǐng)域仍需進一步拓展和完善。展望未來，隨著稀土資源的合理開發(fā)和利用、加工技術(shù)的不斷進步以及應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，稀土鎂合金的市場前景將更加廣闊。隨著全球環(huán)保意識的提高和輕量化需求的增加，稀土鎂合金有望在更多領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，為推動可持續(xù)發(fā)展和綠色經(jīng)濟做出貢獻。六、稀土鎂合金產(chǎn)業(yè)面臨的挑戰(zhàn)與對策資源短缺與價格波動：稀土元素本身在地殼中的含量并不高，且分布不均，這使得稀土鎂合金的生產(chǎn)可能受到資源短缺的限制。同時，稀土元素價格的波動也會直接影響到稀土鎂合金的成本和市場競爭力。技術(shù)瓶頸：盡管稀土鎂合金具有諸多優(yōu)點，但在制備過程中仍存在一些技術(shù)難題，如合金成分的精確控制、制備工藝的優(yōu)化等。市場推廣難度：由于稀土鎂合金在某些領(lǐng)域的應(yīng)用尚屬起步階段，市場推廣需要投入大量的人力和物力，同時還需要面對消費者對新材料的認知度和接受度的挑戰(zhàn)。環(huán)境保護壓力：稀土鎂合金的生產(chǎn)過程中可能會產(chǎn)生一些有害物質(zhì)，這對環(huán)境保護提出了更高要求。如何在保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時，降低對環(huán)境的污染，是稀土鎂合金產(chǎn)業(yè)需要解決的重要問題。加強資源保障：通過國內(nèi)外合作，拓展稀土資源的來源，同時加強稀土資源的回收利用，提高資源利用效率。技術(shù)創(chuàng)新：加大科研投入，突破技術(shù)瓶頸，提高稀土鎂合金的性能和制備效率。同時，加強與高校、研究機構(gòu)的合作，推動產(chǎn)學研一體化發(fā)展。市場推廣策略：制定科學的市場推廣計劃，通過展會、研討會等形式，提高稀土鎂合金的知名度和影響力。同時，加強與下游產(chǎn)業(yè)的合作，拓展應(yīng)用領(lǐng)域。環(huán)保措施：建立嚴格的環(huán)保管理體系，采用清潔生產(chǎn)技術(shù)，減少生產(chǎn)過程中的污染物排放。同時，加強廢物處理和回收利用，實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟。稀土鎂合金產(chǎn)業(yè)在面臨諸多挑戰(zhàn)的也擁有巨大的發(fā)展?jié)摿ΑＭㄟ^制定合理的對策和措施，相信稀土鎂合金產(chǎn)業(yè)將會迎來更加廣闊的發(fā)展前景。七、結(jié)論稀土鎂合金的研發(fā)及應(yīng)用現(xiàn)狀表明，這種高性能材料在多個領(lǐng)域都展現(xiàn)出了巨大的潛力和優(yōu)勢。隨著科技的不斷進步，稀土鎂合金的性能得到了顯著提升，不僅在力學性能、物理性能、化學性能等方面表現(xiàn)出色，而且在加工制造方面也更加靈活多樣。在航空航天領(lǐng)域，稀土鎂合金的輕質(zhì)高強特性使其成為理想的材料選擇，有助于實現(xiàn)飛行器的輕量化，提高燃油效率和飛行性能。在汽車工業(yè)中，稀土鎂合金的應(yīng)用則有助于提升汽車的安全性和舒適性，同時降低能源消耗和排放。在電子電器領(lǐng)域，稀土鎂合金的高導電性、高熱穩(wěn)定性和高電磁屏蔽性能使其成為電子元器件的理想材料。在生物醫(yī)療領(lǐng)域，稀土鎂合金的生物相容性和可降解性也使其成為植入材料的有力競爭者。然而，盡管稀土鎂合金具有諸多優(yōu)點，但在實際應(yīng)用中仍面臨一些挑戰(zhàn)。例如，稀土鎂合金的耐腐蝕性、高溫性能以及成本等方面仍有待進一步改進和提升。因此，未來的研發(fā)工作應(yīng)著重于解決這些問題，推動稀土鎂合金在更多領(lǐng)域的應(yīng)用。稀土鎂合金作為一種高性能材料，在航空航天、汽車工業(yè)、電子電器以及生物醫(yī)療等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。隨著科研工作的深入和技術(shù)的不斷進步，相信稀土鎂合金將在未來發(fā)揮更加重要的作用，為人類的科技進步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展做出更大的貢獻。參考資料：鎂合金作為一種輕質(zhì)、高強度的金屬材料，在航空航天、汽車、電子產(chǎn)品等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。然而，傳統(tǒng)鎂合金的強度和韌性等性能仍有待提高。為了滿足現(xiàn)代工業(yè)對材料性能的更高要求，高性能稀土鎂合金的研究與應(yīng)用逐漸成為研究熱點。本文將就高性能稀土鎂合金的研究現(xiàn)狀、應(yīng)用領(lǐng)域及未來發(fā)展趨勢進行綜述。稀土元素在鎂合金中具有顯著的強化效果，能夠顯著提高鎂合金的力學性能和耐腐蝕性能。近年來，研究者們在高性能稀土鎂合金的成分設(shè)計、制備工藝和熱處理制度等方面取得了重要進展。通過在鎂合金中添加適量的稀土元素，如Y、Nd、Gd等，可以顯著提高鎂合金的強度、韌性、耐腐蝕性和高溫性能。其中，Mg-RE-Zr系列合金是目前研究最為廣泛的稀土鎂合金之一，其具有優(yōu)良的室溫及高溫力學性能、良好的焊接性能和抗腐蝕性能，被廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、電子產(chǎn)品等領(lǐng)域。制備高性能稀土鎂合金的工藝方法主要包括熔煉鑄造法、粉末冶金法、噴射沉積法等。熔煉鑄造法是目前制備稀土鎂合金最常用的方法，通過控制熔煉溫度、澆注溫度等工藝參數(shù)，可以獲得具有優(yōu)良性能的鎂合金鑄件。粉末冶金法可以制備出具有高致密度、高純度、細晶粒的鎂合金材料，其力學性能和耐腐蝕性能更加優(yōu)異。噴射沉積法是一種快速凝固技術(shù)，能夠制備出具有優(yōu)良綜合性能的鎂合金材料，但制備過程較為復雜，成本較高。熱處理是提高鎂合金性能的重要手段之一，通過控制熱處理溫度、時間和冷卻方式等工藝參數(shù)，可以調(diào)整鎂合金的晶粒大小、相組成和析出相形態(tài)，進一步提高其力學性能和耐腐蝕性能。目前，研究者們已經(jīng)探索出多種有效的熱處理制度，如固溶處理+時效處理、形變熱處理等。由于高性能稀土鎂合金具有優(yōu)良的力學性能、耐腐蝕性能和高溫性能，其在航空航天、汽車、電子產(chǎn)品等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。鎂合金在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用主要涉及飛機和衛(wèi)星的結(jié)構(gòu)件和零部件制造。由于鎂合金具有輕質(zhì)、高強度的特點，將其應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域可以有效減輕結(jié)構(gòu)重量，提高飛行器的燃油經(jīng)濟性和飛行效率。同時，高性能稀土鎂合金的耐腐蝕性能和高溫性能可以保證其在極端環(huán)境下的可靠性。鎂合金在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用主要包括發(fā)動機部件、車輪、座椅骨架等零部件制造。由于高性能稀土鎂合金具有優(yōu)良的力學性能和耐腐蝕性能，將其應(yīng)用于汽車制造可以有效減輕車身重量，提高燃油經(jīng)濟性和排放性能。同時，鎂合金材料的回收利用也有利于環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展。鎂合金在電子產(chǎn)品領(lǐng)域的應(yīng)用主要涉及筆記本電腦、手機等的外殼和內(nèi)部結(jié)構(gòu)件制造。由于高性能稀土鎂合金具有優(yōu)良的電磁屏蔽性能和輕質(zhì)高強度的特點，將其應(yīng)用于電子產(chǎn)品制造可以有效提高產(chǎn)品的電磁屏蔽效果和外觀質(zhì)量。鎂合金材料的回收利用也有利于資源節(jié)約和環(huán)境保護。稀土鎂合金泛指含有稀土元素（rareearth）的鎂合金。鎂合金是工程應(yīng)用中最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，具有密度低、比強度高、比剛度高、減震性高、易加工、易回收等優(yōu)點，在航天、軍工、電子通訊、交通運輸?shù)阮I(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用市場，特別是在全球鐵、鋁、鋅等金屬資源緊缺大背景下，鎂的資源優(yōu)勢、價格優(yōu)勢、產(chǎn)品優(yōu)勢得到充分發(fā)揮，鎂合金成為一種迅速崛起的工程材料。面臨國際鎂金屬材料的高速發(fā)展，我國作為鎂資源生產(chǎn)和出口大國，對鎂合金開展深入研究和應(yīng)用前期開發(fā)工作意義重大。稀土鎂合金泛指含有稀土元素（rareearth）的鎂合金。鎂合金是工程應(yīng)用中最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，具有密度低、比強度高、比剛度高、減震性高、易加工、易回收等優(yōu)點，在航天、軍工、電子通訊、交通運輸?shù)阮I(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用市場，特別是在全球鐵、鋁、鋅等金屬資源緊缺大背景下，鎂的資源優(yōu)勢、價格優(yōu)勢、產(chǎn)品優(yōu)勢得到充分發(fā)揮，鎂合金成為一種迅速崛起的工程材料。面臨國際鎂金屬材料的高速發(fā)展，我國作為鎂資源生產(chǎn)和出口大國，對鎂合金開展深入研究和應(yīng)用前期開發(fā)工作意義重大。然而普通鎂合金強度偏低、耐熱耐蝕等性能較差仍然是制約鎂合金大規(guī)模應(yīng)用的瓶頸問題。大部分稀土元素與鎂的原子尺寸半徑相差在±15%范圍內(nèi)，在鎂中有較大固溶度，具有良好的固溶強化、沉淀強化作用；可以有效地改善合金組織和微觀結(jié)構(gòu)、提高合金室溫及高溫力學性能、增強合金耐蝕性和耐熱性等；稀土元素原子擴散能力差，對提高鎂合金再結(jié)晶溫度和減緩再結(jié)晶過程有顯著作用；稀土元素還有很好的時效強化作用，可以析出非常穩(wěn)定的彌散相粒子，從而能大幅度提高鎂合金的高溫強度和蠕變抗力。因此在鎂合金領(lǐng)域開發(fā)出一系列含稀土的鎂合金，使它們具有高強、耐熱、耐蝕等性能，將有效地拓展鎂合金的應(yīng)用領(lǐng)域。稀土元素在鎂合金熔體中具有除氫、除氧、除硫、除鐵、除夾雜物的作用,達到除氣精煉、凈化熔體的效果。鎂合金在熔煉過程中極易氧化燃燒，工業(yè)生產(chǎn)鎂合金一般采用熔劑覆蓋或氣體保護法熔煉，但都存在不少缺點，如果能夠提高鎂合金熔體自身的起燃溫度則有可能實現(xiàn)鎂合金大氣下直接熔煉，這對鎂合金的進一步推廣應(yīng)用意義重大。稀土是鎂合金熔體的表面活性元素，能夠在熔體表面形成致密的復合氧化物膜，有效阻止熔體和大氣的接觸，大大提高鎂合金熔體起燃溫度。稀土元素在固液界面前沿富集引起成分過冷，過冷區(qū)形成新的形核帶而形成細等軸晶，此外稀土的富集使其起到阻礙α-Mg晶粒長大的作用，進一步促進了晶粒的細化。根據(jù)Hall2Petch公式，合金的強度隨晶粒尺寸的細化而增加，并且相對體心立方和面心立方晶體而言，晶粒尺寸對密排六方金屬強度影響更大，因此鎂合金晶粒細化產(chǎn)生的強化效果極為顯著。大部分稀土元素在鎂中具有較高的固溶度，當稀土元素固溶于鎂基體時，由于稀土元素與鎂的原子半徑和彈性模量的差異，使鎂基體產(chǎn)生點陣畸變。由此產(chǎn)生的應(yīng)力將阻礙位錯運動，從而使鎂基體得到強化。稀土元素固溶強化的作用主要是減慢原子擴散速率，阻礙位錯運動，從而強化基體，提高合金的強度和高溫蠕變性能。稀土與鎂或其他合金化元素在合金凝固過程中形成穩(wěn)定的金屬間化合物，這些含稀土的金屬間化合物一般具有高熔點、高熱穩(wěn)定性等特點，它們呈細小化合物粒子彌散分布于晶界和晶內(nèi)，在高溫下可以釘扎晶界，抑制晶界滑移，同時阻礙位錯運動，強化合金基體。稀土元素在鎂中所具有的較高固溶度隨溫度降低而降低，當處于高溫下的單相固溶體快速冷卻時，形成不穩(wěn)定的過飽和固溶體，經(jīng)過長時間的時效，則形成細小而彌散的析出沉淀相。析出相與位錯之間交互作用，提高合金的強度。Y加入到鎂合金中可明顯細化組織的晶粒大小。白云等研究了Y對鑄造鎂合金Mg-6Zn-3Cu-6Zr的微觀組織和力學性能的影響，結(jié)果表明：由于Y的加入，試樣組織的平均晶粒尺寸有效減?。ㄓ?7μm降為39μm）。Y可以提高鎂合金的耐腐蝕性能。齊偉光等研究了Y對AZ91D鎂合金微觀組織和腐蝕性能影響，結(jié)果表明：結(jié)果表明：AZ91D鎂合金加入Y后，顯微組織主要由α-Mg基體相、B相Mg17AlAl2Y相和Al6Mn6Y相組成。加入1%Y能顯著降低合金的腐蝕速度，提高合金的平衡電位和腐蝕電位，降低腐蝕電流。Y可以明顯提高鎂合金的力學性能。李建平等在高強韌鑄造鎂合金顯微組織和性能的研究中，研究了不同稀土Y含量(O%、2%、2%、2%和2wt%)對GZK1000鎂合金的顯微組織及其室溫拉伸性能和物理性能的影響在GZKl000合金中加入Y元素(0～2%wt)可以提高鑄卷GZK1000的抗拉強度，其延伸率也相應(yīng)有所提高，當Y含量為2%wt時，其抗拉強度和延伸率都達到最大，抗拉強度達到237MPa，延伸率達到2%；經(jīng)過固溶時效處理后合金的顯微組織由經(jīng)過固溶時效處理后合金的顯微組織由α-Mg、Mg5Gd和Mg24Y5組成α-Mg、Mg5Gd和Mg24Y5組成。Ce加入到鎂合金中，可以明顯細化組織晶粒。黎文獻等研究了Ce對Mg-Al鎂合金晶粒尺寸的影響。在Mg-Al系A(chǔ)Z31合金中添加微量稀土元素Ce，可明顯細化合金晶粒，當Ce的加入量為了8%時，晶粒細化效果最好，由未細化前的約300um下降到約20～40μm。Ce在鎂及鎂合金中的細化作用是由于稀途元素在凝固過程中固/液界面前沿富集而引起成分過冷，過冷區(qū)形成新的形核帶而形成細等軸晶。凝固過程中溶質(zhì)再分配造成固液界面前沿成分過冷度增大是稀土元素細化鎂及鎂合金的主要機理。稀土在固/液界面前沿的富集使其起到阻礙α-Mg晶粒長大的作用，進一步促進了晶粒的細化。Ce可提高鎂合金的抗氧化燃燒性。趙洪金等研究了稀土元素Ce對AZ91D鎂合金燃點的影響：利用自行開發(fā)的溫度采集系統(tǒng)，測試了加入少量稀土元素Ce的塊狀AZ91D鎂合金及其熔體在加熱過程中表面與心部的溫度．時間曲線。隨Ce含量的增加，氧化點與燃燒點均呈上升趨勢。w(Ce)=1%時，氧化點與燃燒點的平均值較AZ91D的分別提高了33℃和61℃。Ce可以改善鎂合金的力學性能。陳芙蓉等研究了Ce對AZ91D鎂合金組織和力學性能的影響。Ce加入到鎂合金組織后，細化合金組織起到細晶強化作用；使網(wǎng)狀的β相細小并彌散分布于晶界上；同時在晶界形成彌散分布的Al4Ce化合物起到第二相強化作用，當Ce含量為69%時，含金的抗拉強度、屈服強度、伸長率及硬度分刺比AZ91D鎂合金提高8%、7%、140%及7%，其綜合力學性能達到最佳。Ce能夠改善鎂合金的耐腐蝕性能。楊潔等研究了Ce對AZ91鎂合金微觀組織及耐蝕性的影響，結(jié)果表明：Ce細化了合金的微觀組織，使β—Mg17Al12相變得斷續(xù)、彌散，成分分布更為均勻，生成了A14Ce相及Mg—Al—Mn—Ce—Fe的金屬間化合物；稀土Ce使合金在5%NaCl溶液中的自腐蝕電位升高，與Al、O生成了不連續(xù)的保護性氧化膜，提高了合金的耐腐蝕性能；添加5%Ce時合金的耐蝕性最佳。Z.L.Ning等研究了Nd對Mg–3Zn–32Zr合金微觀結(jié)構(gòu)和力學性能的影響。當合金中Nd的加入量由21%逐漸增加至65%時，合金的的晶粒尺寸由120μm減小至60μm，同時晶粒形態(tài)從六面體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)轭愃泼倒鍫罱Y(jié)構(gòu)。當Nd的加入量小于84%時，Nd能夠完全溶入鎂基體中，鑄錠中只有單相的α-Mg，當Nd的加入量超過62%，通過射線衍射儀測試發(fā)現(xiàn)在晶界和晶界三角區(qū)有金屬間化合物Mg12Nd生成。晶粒和晶界中的Mg12Nd相能夠鎖定晶界，減少晶界限滑移和位錯滑移，能夠明顯改善鎂合金高溫下的抗拉強度，和屈服強度，同時伸長率稍有降低。LiMingzhao等利用金相顯微鏡，SEM,EDS,RD等手段研究了Nd對AZ31鎂合金微觀結(jié)構(gòu)和力學性能。結(jié)果表明：在AZ31鎂合金中加入微量的Nd能夠在晶界和α-Mg相中生成金屬間化合物Al2Nd和Mg12Nd，Nd的吸收率高達95%，能夠明顯改善AZ31鎂合金的微觀結(jié)構(gòu)和提高合金的力學性能。在AZ31鎂合金中加入6wt%，抗拉強度達到245MPa，屈服強度為171Mpa延伸率為9%。侯志丹研究了Nd對ZK60腐蝕性能的影響，研究表明ZK60-1%Nd合金由α-Mg基體和晶界的MgZn相、MgZn2相和Mg12Nd相組成。晶界結(jié)構(gòu)較為連續(xù)和緊實，晶界寬而明顯，晶粒更為細小，大量帶狀或鏈狀組織相互連接成網(wǎng)狀，且晶界的Nd與O結(jié)合生成Nd2O3鈍化膜，Nd的加入可明顯提高ZK60合金在5%NaCl水溶液中的耐蝕性。YanJingli等研究了Mg–2wt%Nd鎂合金的蠕變性能。在150至250℃，應(yīng)力30至110Mpa的條件下，在固溶強化和析出強化的作用下合金表現(xiàn)出良好的抗蠕變性能。在蠕變過程中有細小的沉淀物析出，這對限制位錯的運動起到了重要作用。JieYang等研究了Gd對Mg–5Zn合金微觀組織和力學性能的影響。結(jié)果表明，隨著Gd的加入，合金的晶粒尺寸逐漸細化，生成了Mg5Gd和Mg3Gd2Zn3相，加入Gd后，合金的強度大大提高。當Gd的加入量為5%時，合金的強度最高，抗拉強度和屈服強度分別為231MPa和113Mpa。和未加入Gd前的Mg–5Zn合金相比，抗拉強度和屈服強度分別提高了22MPaand56Mpa。合金強化的主要和晶粒細化，Mg5Gd和Mg3Gd2Zn3相的強化作用以及Gd原子溶于鎂基體的強化效果有關(guān)。Gd對鎂合金腐蝕性能的影響。王萍等采用電化學方法研究了Gd含量對ZK60系鎂合金在5%NaCI溶液中的腐蝕行為，并用金相顯微鏡、SEM觀察了鑄態(tài)顯微組織及腐蝕形貌，對腐蝕產(chǎn)物進行了RD分析。結(jié)果表明：稀土元素Gd可以細化合金晶粒，減少粗大共晶相MgZn的含量；在5%NaCI溶液中，腐蝕產(chǎn)物主要Mg(OH)2；通過極化曲線測試，ZK60+6%Gd合金耐蝕性最好。在Cl作用下，腐蝕以點蝕為主，同時會形成以第二相MgZn和Mg5Gd為陰極，α-Mg為陽極的電偶腐蝕。吳國華等研究了稀土La對AZ91D鎂合金在NaCl溶液中耐蝕性的影響，AZ9lD合金中加入1%La(質(zhì)量分數(shù))后，不但形成了條狀的A111La3相和塊狀的Al8LaMn4相，而且在粗大p相(Mgl7All2)周圍形成了許多細小的層片狀β相，并使β相進一步網(wǎng)狀化。這些細小的層片狀p相明顯阻礙了腐蝕的擴展，提高了AZ91D鎂合金的耐蝕性．條狀的Al11La3相和塊狀的Al8LaMn4相都屬于陰極耐蝕相。其中Al11La3相由于較小的陰極面積，對加速其周圍鎂基體的腐蝕不起明顯作用；而塊狀的Al8LaMn4相陰極面積較大，與基體構(gòu)成微電偶腐蝕，加速了基體的腐蝕．JinghuaiZhang等研究了富Ce稀土和La對Mg–4Al–4Mn鎂合金的影響。研究表明：在Mg–4Al–4RE–4Mn(RE=Ce-richmischmetal)合金中，沿著晶界有Al11RE3andAl2RE兩種相生成，而在Mg–4Al–4La–4Mn合金中的主要相為α-Mg相和Al11La3相。Al11La3相占據(jù)著晶界的大部分區(qū)域，且有著復雜的形態(tài)。當用La代替富Ce稀土加入到Mg–4Al–4Mn鎂合金中，改善了晶粒尺寸，并使晶界相分布一致性能，極大的提高Mg–4Al–4Mn鎂合金的抗拉強度。在室溫下，Mg–4Al–4La–4Mn的抗拉強度，屈服極限，延伸率分別為264Mpa，146Mpa，13%，優(yōu)于Mg–4Al–4RE–4Mn的247Mpa，140Mpa，11%。Mg–4Al–4La–4Mn合金晶體附近范圍內(nèi)的微觀結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性明顯優(yōu)于Mg–4Al–4RE–4Mn合金，其原因是Al11La3的熱力學穩(wěn)定性優(yōu)于Al11RE3。在蠕變測試中，Al11La3相能夠有效阻礙晶界附近的晶界滑移和位錯運動。在Mg–4Al–4Mn鎂合金中加入La后的力學性能明顯優(yōu)于在合金中加入富Ce稀土。稀土鎂合金具有耐高溫和高強度等特點。由于加入稀土元素后，合金成本較高，以前稀土鎂合金主要應(yīng)用于航空航天、導彈等軍工領(lǐng)域，但隨著社會經(jīng)濟發(fā)展，現(xiàn)在軍工和民用領(lǐng)域均有了較大拓展。在軍工方面，以釹為主要添加元素的ZM6鑄造鎂合金已用于直升機減速機匣、殲擊機翼肋及30kW發(fā)電機的轉(zhuǎn)子引線壓板等重要零件。QE22A合金廣泛應(yīng)用于飛機、導彈部件的生產(chǎn)，如美洲虎攻擊機的座艙蓋骨架，超黃蜂直升機的前起落架外筒和輪彀等。中航與有色金屬總公司聯(lián)合研制的稀土高強鎂合金B(yǎng)M25已代替部分中強鋁合金，在殲擊機上獲得應(yīng)用。長春應(yīng)用化學研究所研發(fā)成功的MB26富釔鎂合金已用于國產(chǎn)殲7和轟炸機飛機的受力構(gòu)件上。航空航天領(lǐng)域?qū)辖鸶邷亓W性能及合金高溫性能的要求使稀土鎂合金在此領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。WFMWE54廣泛應(yīng)用于新型航空發(fā)動機齒輪箱和直升機變速系統(tǒng)中。EQ、Ez系列合金也廣泛應(yīng)用于飛機部件，如座椅、踏板、輪子等。稀土鎂合金在汽車發(fā)動機箱體、變速箱殼、舵桿件、氣缸蓋、支撐柱等部件中也得到越來越廣泛地的使用。2006年中科院長春應(yīng)化所與一汽集團合作研發(fā)成功一種耐熱、抗蠕變的稀土鎂合金，應(yīng)用在重卡汽車460馬力發(fā)動機上，并已批量生產(chǎn)稀土鎂合金汽缸罩蓋。其性能達到或超過國外同類產(chǎn)品水平。稀土鎂合金MgBeRE，著火點較高，在煤炭礦井、天然氣及容易燃燒物質(zhì)接觸的部件中可獲得廣泛應(yīng)用。在石油化工中，由于鎂對燃料、礦物油和堿等具有很高的化學穩(wěn)定性，故所開發(fā)的阻燃耐蝕稀土鎂合金可用來制造、保存和運送這類液體的導管、箱體和貯罐。稀土鎂合金良好的生物相容性和無毒性有望用作為人工骨接材料，代替現(xiàn)有金屬夾具。我國的鎂及稀土資源豐富，既是鎂及鎂合金的生產(chǎn)大國，又是稀土的生產(chǎn)大國，在利用豐富的稀土資源，推動稀土鎂合金的發(fā)展方面具有獨特的優(yōu)勢。充分利用稀土元素獨特的物理和化學性質(zhì)，進一步提高和改善鎂合金的綜合性能，特別是耐高溫、高強度鎂合金的開發(fā)，使鎂合金的優(yōu)良性能得到充分發(fā)揮，以滿足汽車工業(yè)、通訊電子業(yè)、航空航天等領(lǐng)域?qū)Ω咂焚|(zhì)高性能鎂合金的需求，擴大鎂合金的應(yīng)用范圍，將是稀土鎂合金的重要研究方向。稀土發(fā)光材料是一類具有獨特發(fā)光性能的材料，具有廣泛的應(yīng)用價值。稀土元素具有獨特的4f電子結(jié)構(gòu)，具有優(yōu)異的光、電、磁等物理特性，這些特性使得稀土發(fā)光材料在顯示、照明、醫(yī)療等領(lǐng)域具有獨特優(yōu)勢。隨著科技的不斷發(fā)展，稀土發(fā)光材料的研發(fā)和應(yīng)用也在不斷取得重要進展。稀土發(fā)光材料的研究主要包括發(fā)光機理、材料制備技術(shù)以及應(yīng)用領(lǐng)域等方面。在發(fā)光機理方面，稀土發(fā)光材料主要基于稀土離子的能級躍遷原理，通過吸收能量后從低能級躍遷到高能級，再釋放出能量回到低能級而產(chǎn)生發(fā)光。在材料制備技術(shù)方面，通常采用化學合成、物理沉積、熱解等方法制備稀土發(fā)光材料。而在應(yīng)用領(lǐng)域方面，稀土發(fā)光材料已廣泛應(yīng)用于顯示、照明、醫(yī)療等多個領(lǐng)域。顯示技術(shù)：稀土發(fā)光材料在顯示技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用進展主要體現(xiàn)在發(fā)展新型的稀土發(fā)光顯示器。目前，基于稀土發(fā)光材料的顯示器具有高亮度、高對比度、寬色域等優(yōu)點，已成為新一代顯示技術(shù)的重要發(fā)展方向。照明技術(shù)：稀土發(fā)光材料在照明技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用進展主要是開發(fā)高效、環(huán)保的稀土發(fā)光燈具。例如，利用稀土發(fā)光材料制作的LED燈具具有節(jié)能、壽命長、環(huán)保等優(yōu)點，已成為照明產(chǎn)業(yè)的重要發(fā)展方向。醫(yī)療技術(shù)：稀土發(fā)光材料在醫(yī)療技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用進展主要體現(xiàn)在開發(fā)新型的生物傳感器和藥物載體。利用稀土離子的獨特性質(zhì)，可以制備出靈敏度高的生物傳感器，用以檢測疾病標志物；同時也可以將稀土元素摻入藥物載體中以提高藥物的療效。材料制備工藝：稀土發(fā)光材料的制備工藝是關(guān)鍵技術(shù)之一，直接影響到材料的性能和應(yīng)用。目前，材料制備工藝已從傳統(tǒng)的沉淀法、溶膠-凝膠法向更加精密的物理氣相沉積、化學氣相沉積等方法發(fā)展，以期獲得更加均穩(wěn)定的材料。光學調(diào)制技術(shù)：稀土發(fā)光材料的光學調(diào)制技術(shù)也是關(guān)鍵技術(shù)之一，直接影響其應(yīng)用性能。通過控制材料的能級結(jié)構(gòu)、光學損耗、熒光壽命等參數(shù)，可以實現(xiàn)對光強的控制和調(diào)制，以滿足不同應(yīng)用場景的需求。生物傳感器：在醫(yī)療技術(shù)領(lǐng)域，稀土發(fā)光材料的生物傳感器技術(shù)是關(guān)鍵所在。利用稀土離子的獨特發(fā)光性質(zhì)，可以制作出高靈敏度、高選擇性的生物傳感器，用以檢測疾病標志物，為疾病的早期發(fā)現(xiàn)和治療提供幫助。隨著科技的不斷發(fā)展，稀土發(fā)光材料的研發(fā)和應(yīng)用也在不斷取得新的進展。未來，稀土發(fā)光材料的發(fā)展將更加多元化和創(chuàng)新化。在技術(shù)趨勢方面