L'alliage de magnésium présente les caractéristiques suivantes : légèreté, rigidité spécifique élevée, amortissement élevé, réduction des vibrations et du bruit, résistance aux rayonnements électromagnétiques, absence de pollution pendant le traitement et le recyclage, etc., et les ressources en magnésium sont abondantes et peuvent être utilisées pour le développement durable. Par conséquent, l’alliage de magnésium est connu comme « matériau structurel léger et vert au 21e siècle ». Il révèle que dans la vague de légèreté, d'économie d'énergie et de réduction des émissions dans l'industrie manufacturière du 21e siècle, la tendance selon laquelle l'alliage de magnésium jouera un rôle plus important indique également que la structure industrielle des matériaux métalliques mondiaux, y compris la Chine, va changer. Cependant, les alliages de magnésium traditionnels présentent certaines faiblesses, telles qu'une oxydation et une combustion faciles, une absence de résistance à la corrosion, une mauvaise résistance au fluage à haute température et une faible résistance à haute température.
La théorie et la pratique montrent que les terres rares constituent l’élément d’alliage le plus efficace, le plus pratique et le plus prometteur pour surmonter ces faiblesses. Il est donc d'une grande importance d'exploiter les abondantes ressources chinoises en magnésium et en terres rares, de les développer et de les utiliser de manière scientifique, de développer une série d'alliages de magnésium et de terres rares présentant les caractéristiques chinoises, et de transformer les avantages des ressources en avantages technologiques et économiques.
Mettre en pratique le concept de développement scientifique, emprunter la voie du développement durable, pratiquer la nouvelle voie d'industrialisation économe en ressources et respectueuse de l'environnement et fournir des matériaux de support en alliage de magnésium de terres rares légers, avancés et peu coûteux pour l'aviation, l'aérospatiale et les transports, « Trois Les industries C » et toutes les industries manufacturières sont devenues les points chauds et les tâches clés du pays, de l’industrie et de nombreux chercheurs. L’alliage de magnésium de terres rares avec des performances avancées et un prix bas devrait devenir le point de rupture et la puissance de développement pour étendre l’application de alliage de magnésium.
En 1808, Humphrey Davey fractionna pour la première fois le mercure et le magnésium des amalgames, et en 1852, Bunsen électrolysa pour la première fois le magnésium à partir du chlorure de magnésium. Depuis lors, le magnésium et ses alliages sont entrés sur la scène historique en tant que nouveau matériau. Le magnésium et ses alliages se sont développés à pas de géant pendant la Seconde Guerre mondiale. Cependant, en raison de la faible résistance du magnésium pur, il est difficile de l’utiliser comme matériau structurel pour une application industrielle. L'une des principales méthodes pour améliorer la résistance du magnésium métallique est l'alliage, c'est-à-dire l'ajout d'autres types d'éléments d'alliage pour améliorer la résistance du magnésium métallique par le biais d'une solution solide, de la précipitation, du raffinement des grains et du renforcement de la dispersion, afin qu'il puisse répondre aux exigences. d’un environnement de travail donné.
C'est le principal élément d'alliage de l'alliage de magnésium des terres rares, et la plupart des alliages de magnésium résistants à la chaleur développés contiennent des éléments des terres rares. L'alliage de magnésium de terres rares présente les caractéristiques de résistance à haute température et de haute résistance. Cependant, dans les recherches initiales sur les alliages de magnésium, les terres rares ne sont utilisées que dans des matériaux spécifiques en raison de leur prix élevé. L'alliage de magnésium de terres rares est principalement utilisé dans les domaines militaires et aérospatiaux. Cependant, avec le développement de l'économie sociale, des exigences plus élevées sont mises en avant pour les performances de l'alliage de magnésium, et avec la réduction du coût des terres rares, l'alliage de magnésium de terres rares a été considérablement étendu aux domaines militaires et civils tels que l'aérospatiale, les missiles, l'automobile, les communications électroniques, l'instrumentation, etc. D'une manière générale, le développement de l'alliage de magnésium des terres rares peut être divisé en quatre étapes :
La première étape : dans les années 1930, il a été découvert que l’ajout d’éléments de terres rares à l’alliage Mg-Al pouvait améliorer les performances de l’alliage à haute température.
La deuxième étape : En 1947, Sauerwarld a découvert que l’ajout de Zr à l’alliage Mg-RE pouvait affiner efficacement le grain de l’alliage. Cette découverte a résolu le problème technologique de l'alliage de magnésium et de terres rares et a véritablement jeté les bases de la recherche et de l'application d'un alliage de magnésium et de terres rares résistant à la chaleur.
La troisième étape : En 1979, Drits et d'autres ont découvert que l'ajout de Y avait un effet très bénéfique sur l'alliage de magnésium, ce qui constituait une autre découverte importante dans le développement d'un alliage de magnésium de terres rares résistant à la chaleur. Sur cette base, une série d'alliages de type WE présentant une résistance thermique et une résistance élevée ont été développés. Parmi eux, la résistance à la traction, la résistance à la fatigue et la résistance au fluage de l'alliage WE54 sont comparables à celles de l'alliage d'aluminium moulé à température ambiante et à haute température.
La quatrième étape : Elle concerne principalement l'exploration de l'alliage Mg-HRE (terres rares lourdes) depuis les années 1990 afin d'obtenir un alliage de magnésium aux performances supérieures et répondre aux besoins des domaines de haute technologie. Pour les éléments de terres rares lourdes, à l'exception de Eu et Yb, la solubilité solide maximale dans le magnésium est d'environ 10 % à 28 %, et le maximum peut atteindre 41 %. Comparés aux éléments de terres rares légers, les éléments de terres rares lourds ont une solubilité solide plus élevée. De plus, la solubilité solide diminue rapidement avec la diminution de la température, ce qui a de bons effets de renforcement de la solution solide et de renforcement des précipitations.
Il existe un énorme marché d'application pour l'alliage de magnésium, en particulier dans le contexte d'une pénurie croissante de ressources métalliques telles que le fer, l'aluminium et le cuivre dans le monde, les avantages en matière de ressources et de produits du magnésium seront pleinement exploités et l'alliage de magnésium deviendra un matériau d'ingénierie en croissance rapide. Face au développement rapide des matériaux métalliques à base de magnésium dans le monde, la Chine, en tant que producteur et exportateur majeur de ressources en magnésium, il est particulièrement important de mener une recherche théorique approfondie et de développer des applications sur l'alliage de magnésium. Cependant, à l’heure actuelle, le faible rendement des produits courants en alliage de magnésium, la mauvaise résistance au fluage, la mauvaise résistance à la chaleur et à la corrosion restent des goulots d’étranglement limitant l’application à grande échelle de l’alliage de magnésium.
Les éléments des terres rares ont une structure électronique extranucléaire unique. Par conséquent, en tant qu'élément d'alliage important, les éléments de terres rares jouent un rôle unique dans les domaines de la métallurgie et des matériaux, tels que la purification de la fonte de l'alliage, le raffinage de la structure de l'alliage, l'amélioration des propriétés mécaniques de l'alliage et de la résistance à la corrosion, etc. En tant qu'éléments d'alliage ou éléments de microalliage, les terres rares ont été largement utilisés dans l’acier et les alliages de métaux non ferreux. Dans le domaine des alliages de magnésium, en particulier dans le domaine des alliages de magnésium résistants à la chaleur, les propriétés exceptionnelles de purification et de renforcement des terres rares sont progressivement reconnues par les gens. Les terres rares sont considérées comme l'élément d'alliage ayant la plus grande valeur d'usage et le plus grand potentiel de développement dans l'alliage de magnésium résistant à la chaleur, et son rôle unique ne peut être remplacé par d'autres éléments d'alliage.
Ces dernières années, des chercheurs nationaux et étrangers ont mené une coopération approfondie, utilisant les ressources en magnésium et en terres rares pour étudier systématiquement les alliages de magnésium contenant des terres rares. Dans le même temps, l'Institut de chimie appliquée de Changchun, de l'Académie chinoise des sciences, s'engage à explorer et à développer de nouveaux alliages de magnésium de terres rares à faible coût et à haute performance, et a obtenu certains résultats. Promouvoir le développement et l'utilisation de matériaux en alliage de magnésium de terres rares .
Heure de publication : 04 juillet 2022