稀土在鋁合金建筑型材中的應用研究

申鳳榮

【摘 ?要】邁入現代社會，在當代的建筑工程施工項目中鋁合金這種建筑材料被廣泛地應用于工程建設之中，鋁合金這種建筑材料因為強度高，重量輕，整體性能好等優點是現代社會建筑工程的理想材料。隨著近些年相當一部分學者開始研究如何將稀土運用在鋁合金建筑材料之中，也相繼的誕生了一些新的鋁合金并將其運用在建筑之中，也取得了經濟收益。本文就稀土在鋁合金建筑型材料中的應用展開探討，希望為相關行業工作者提供一些理論依據。

【關鍵詞】稀土;鋁合金;應用

前言：在一般的鋁合金制中加入少量的稀土元素，可以改善鋁合金的金相組織，細化晶體，除去鋁合金中氣體和有害物質，使鋁合金的裂紋減少，直接提高鋁合金的強度和性能。稀土元素是具有很獨特的性質的，目前，稀土元素被各個國家是視作戰略資源，在鋁合金之中加入適量的稀土元素還能夠消除鋁合金之中的雜質，提高鋁合金的性能。我國的稀土儲備十分豐富，隨著現代工業的進步，稀土正在被逐步的運用到更多的材料之中。

一、稀土元素在鋁合金中的作用

1、變質作用稀土對于鋁合金材料的影響最顯著的就是變質作用。在鋁合金制中加入少量的變質劑可以改變鋁合金中的晶體，使其組織和性能得到改善，稀土元素的原子半徑要比鋁原子的半徑要大，再加上稀土元素往往比較活潑，他們溶解在液態鋁之中非常容易的就填補合金相的表面凹陷，降低新舊兩相界面上的表面張力，使得晶核生長的速度增大，同時還會使晶體與合金液之間形成一層表面活性膜，使合金的組織細化，稀土元素和鋁形成的稀土鋁合金在金屬液結晶時做外來的結晶晶核，因為晶核數的大量增加，使合金的組織細化，稀土對鋁合金具有良好的變質效果，例如稀土再制造鋁硅合金中主要利用的就是其變質作用。

2、凈化作用。由于稀土元素具有很強的脫氧能力，在鋁合金制中加入微量的稀土元素就能夠使O脫到<1ppm，稀土不僅可以脫氧還具有脫硫的能力，稀土元素在金屬溶液中還可以與氧和硫同時發生反應，生成的稀土化合物都具有比重輕，熔點高的特點，它們的熔點高于金屬冶煉溫度時能上浮一部分成渣，他們微小的質點則成為鋁結晶過程的異質晶核，而留在固態金屬類的部分就能夠降低其危害，從而起到凈化的作用

二、稀土元素在鋁合金中的應用

1、在鑄造鋁銅合金中添加稀土元素，它們在鋁銅合金中的主要功能就是改善合金的高溫性能，用稀土、錳復合強化鋁銅合金在300℃以下具有突出的瞬時強度和持久強度，在鑄造鋁銅合金之中加入鑭能夠使合金裂紋的形成溫度降低，從而提高合金的斷裂應力值，降低合金的熱烈傾向，提高合金的耐熱性。

2、在純鋁中添加稀土元素，可以破壞其導電性，但是在工業純鋁以及硅鎂鋁合金之中添加適量的稀土元素，可以使導電率在一定程度上得以提高，據相關研究成果表明，在鋁中添加適量的稀土元素可以使導電率提高0.5%到0.3%，微量的稀土元素就能夠對高純鋁箔的電容系數產生強烈的影響，稀土元素還可以減輕純鋁中的雜質，比如硅以及鐵等元素的影響，這也能夠提高鋁的熔點和硬度，增加其穩定性和耐高溫強度。

3、稀土在鋁合金導電中的應用在我國來說是應用比較廣泛的，也是比較成熟的，有著較高的工業價值，以及經濟效益。高導電稀土鋁合金就是用純鋁，鋁鎂硅合金和鋁鎂合金，以主要用于制作輸電線纜、線芯、滑接線或者是一般鋁芯電線等等，鋁質線材發展勢頭很快這些新型的線纜已經是我國鋁芯線纜中的新產品，具有負荷強、壽命長、耐磨損、易加工，強度高、等特點，在我國年產量已達到上萬噸。

4、將稀土元素加入到一般的鋁制品之中，能夠提高其強度，耐腐蝕性，以及深沖性。在同等強度的情況下，鋁制鍋可以減薄15%到20%。不僅提高了鋁的利用率，也降低了生產成本，而且稀土元素的加入對于人體健康沒有絲毫的影響。

5、將稀土元素添加到鋁鎂硅合金之中，可以使材料機械性能，增加硬度增強15%，而且也可以增加鋁鎂硅合金的耐腐蝕性能，腐蝕電位與擊穿電位明顯增大。還可以提高其加工性能，不僅如此，對于鋁鎂硅合金的高溫抗氧化性能也有顯著的提升，稀土材料還會對陽極氧化處理的氧化膜厚度有所影響，會使氧化膜的重量增加，氧化膜密度增大，使得密封效果更強。

6、在鋁合金中添加適量的稀土元素，還可以獲得耐熱性較好的鋁合金材料，這種材料目前正應用在我國的戰斗機上面，這種鋁材可以提高戰斗機的耐熱效果，對于空氣摩擦所產生的熱量有著很高的耐受程度，而且重量輕，硬度高被廣泛的應用于航天航空領域。所以說稀土元素是國家的戰略資源，是被應用于很多高精尖行業技術之中的。

結語

稀土與鋁合金結合可以很好的改善鋁合金的性能，增加鋁合金的利用價值和使用價值，所帶來的經濟效益也是很可觀的。

參考文獻：

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（作者單位：臨朐縣檢驗檢測中心）