稀土鋁合金的研究新進展述評

鄧相宇

摘 要：稀土鋁合金作為—種輕量化的金屬材料，自從研發以來，受到了各行各業的積極關注。本文將針對稀土鋁合金研究現狀以及稀土鋁合金在應用中存在的問題進行詳細的分析，其目的是研究出稀土鋁合金的研究新進展。

關鍵詞：稀土鋁合金;研究現狀;合金成分;應用問題

稀土鋁合金主要是代表的Al-RE系列的金屬鋁合金，是指金屬鋁合金中含有4.45%-5%的稀土成分，通過復雜的冶煉過程，使多種元素和成分進行融合與生產。稀土作為—種極其活潑的元素，可與金屬相互作用生成非常穩定的化合物。當前已開發使用近千種的鋁合金，但是鋁合金在實際使用的過程中，質量不佳、性能低的鋁合金也逐—被淘汰。先進的高性能鋁合金在科研和市場應用過程中不斷突出強化。稀土鋁合金作為—種非常具有優越性的合金制品，被不斷的開發和升級，以便于滿足人們生活生產需求。本文將針對稀土鋁合金的研究新進展進行詳細的述評。

一、稀土鋁合金研究現狀

稀土元素可與金屬中的氣體發生化學反應，生成耐高溫、熔點極高的化合物。通過稀土元素的加入，可對鋁合金起到微合金化作用。與此同時，稀土還可以有效的凈化與清除金屬中的氫物質，其活潑性極強的特點，能夠有效的吸附在長大的晶粒界面，阻礙晶粒的生長。在稀土鋁合金制作的過程中，通過變質處理的手段，能夠有效的轉變鋁合金的內在結構，修復鋁合金表面缺陷，有效降低新舊兩界面上的張力，強化鋁合金的本質性能。近年來隨著我國科學技術的不斷發展，稀土鋁合金冶煉技術不斷進步與成熟，其適用范圍也不斷擴大。作為—種高性能的金屬，稀土鋁合金具有高強度、高硬度、耐疲勞、耐高溫、耐腐蝕等特點。實際開發新型稀土鋁合金的手段，主要有兩種，分別是改變合金成分和合金熱處理工藝兩種手段。在開發稀土鋁合金的工藝當中，添加稀土元素是改變合金成分進而提升合金性能的相對比較有效的手段[1]。通過向鋁合金中添加稀土元素，可顯著改善鋁合金的冶煉加工性能和力學、電子學性能。稀土可以細化晶粒，切實地改變鋁合金的內部元素組織，消除鋁合金內部晶界雜質和鋁合金自身存在的缺陷，切實有效地提高鋁合金力學性能，有效強化鋁合金耐腐蝕、耐疲勞、耐高溫的能力。我國地大物博，具有豐富的稀土資源和鋁資源，在研究和開發Al-RE系列的金屬鋁合金方面具有強大的天然優勢。當前我國已經研究出Al—RE系、Al—Si—RE系、Al—Mg—Si—RE系、Al—Zn—Mg（Cu）—RE系等稀土鋁合金系列。在深入與廣泛的研究之下，有效促進我國稀土資源的利用效率。

二、稀土鋁合金研發使用中的瓶頸問題

雖然我國稀土鋁合金的冶煉技術不斷的發展和進步，但是稀土鋁合金在實際運用的過程中，往往會存在一定問題。其一，因為原子半徑減少而造成稀土效果變質的現象，所以單一的或幾種稀土元素并不能起到明顯的細化作用[2]。其二，我國當前稀土鋁合金中稀土變質處理的技藝還并未優化和成熟，在實際開展稀土鋁合金冶煉和使用的過程中，稀土變質會影響稀土鋁合金的耐腐蝕性和耐高溫性，所以稀土變質處理工藝還需要不斷的完善。其三，添加稀土元素是冶煉Al—Zn—Mg（Cu）—RE系稀土鋁合金的主要手段，但是相比其他系列鋁合金來說，該系鋁合金化合度要求相對較高，單純的利用微合金化來提升冶煉加工質量，很難實現的，所以必須要強化稀土鋁合金冶煉的熱處理技術的研究，并且將其作為日后稀土鋁合金研究的重點[3]。其四，在超高強度鋁合金的研究方面，我國可以實現批量生產，但由于工藝控制等原因鑄錠熱裂紋傾向相對較大，使得鋁合金產品質量穩定性相對較差，且我國超高強度鋁合金的標準仍與發達國家存在一定程度上的差距，我國稀土鋁合金在機理機制研究、精細工藝控制、性能提升等方面還處于尋找差距努力追趕階段。

三、稀土鋁合金的研究新進展

我國稀土鋁合金的研究新進展具有很大寬度和廣度，開發的深度也日漸加深。為了切實提高我國稀土鋁合金的實際質量，應強化稀土作用機制和理論基礎研究，開發穩定性較強的稀土鋁合金[4]。通過基礎研究，對稀土的添加方式和添加量進行嚴格明確，使得基礎實驗具有可重復性。深入研究稀土鋁合金組織不發生質變的工藝，確保稀土與鋁及其他金屬物質的協同作用，實現工藝的精細控制。加大稀土鋁合金制品的推廣應用，切實地將稀土鋁合金技術轉化為實際的生產力。

結束語

總而言之，稀土鋁合金具有明確的性能優勢，是我國金屬冶煉行業發展的重要方向之一，其加工工藝能夠有效提升我國整體金屬冶煉水平。相關研究人員可結合當前稀土鋁合金的應用問題進行詳細的分析，開展深入研究，挖掘提升稀土鋁合金的性能潛力，擴大產品應用，使其為制造業快速發展提供不竭動力。

參考文獻

[1]孫彥華，楊鋼，胥福順，etal.金屬元素與稀土復合添加對鋁合金性能影響的研究進展[J].輕合金加工技術，2017，45（7）：15-17.

[2]楊軍軍，聶祚仁，付靜波，etal.稀土在鋁合金中的作用及研究進展[J].北京工業大學學報，2002，28（4）：500-505.

[3]唐定驤，趙敏壽.熔鹽電解制取稀土鋁合金進展[J].有色金屬工程，1986，38（2）：57-65.

[4]王會陽，安云岐，李承宇，etal.稀土在鋁和鋁合金中應用的研究及進展[J].稀土，2012，33（1）：74-80.