Εφαρμογή Σπάνιων Γαιών σε Πυρηνικά Υλικά

1. Ορισμός των Πυρηνικών Υλικών

Με την ευρεία έννοια, ο όρος πυρηνικό υλικό είναι ο γενικός όρος για υλικά που χρησιμοποιούνται αποκλειστικά στην πυρηνική βιομηχανία και την πυρηνική επιστημονική έρευνα, συμπεριλαμβανομένων των πυρηνικών καυσίμων και των υλικών πυρηνικής μηχανικής, δηλαδή των μη πυρηνικών υλικών καυσίμων.

Τα κοινώς αναφερόμενα ως πυρηνικά υλικά αναφέρονται κυρίως σε υλικά που χρησιμοποιούνται σε διάφορα μέρη του αντιδραστήρα, γνωστά και ως υλικά αντιδραστήρων. Τα υλικά του αντιδραστήρα περιλαμβάνουν πυρηνικό καύσιμο που υφίσταται πυρηνική σχάση υπό βομβαρδισμό με νετρόνια, υλικά επένδυσης για εξαρτήματα πυρηνικού καυσίμου, ψυκτικά μέσα, επιβραδυντές νετρονίων (moderators), υλικά ράβδων ελέγχου που απορροφούν έντονα νετρόνια και ανακλαστικά υλικά που εμποδίζουν τη διαρροή νετρονίων εκτός του αντιδραστήρα.

2, Συνδεδεμένη σχέση μεταξύ των πόρων σπάνιων γαιών και των πυρηνικών πόρων

Ο μοναζίτης, που ονομάζεται επίσης φωσφοκηρίτης και φωσφοκηρίτης, είναι ένα κοινό βοηθητικό ορυκτό σε ενδιάμεσα όξινα πυριγενή πετρώματα και μεταμορφωμένα πετρώματα. Ο μοναζίτης είναι ένα από τα κύρια ορυκτά των μεταλλευμάτων σπάνιων γαιών και υπάρχει επίσης σε ορισμένα ιζηματογενή πετρώματα. Καφέ-κόκκινο, κίτρινο, μερικές φορές καστανοκίτρινο, με λιπαρή λάμψη, πλήρη διάσπαση, σκληρότητα Mohs 5-5,5 και ειδικό βάρος 4,9-5,5.

Το κύριο ορυκτό μετάλλευμα ορισμένων κοιτασμάτων σπάνιων γαιών τύπου placer στην Κίνα είναι ο μοναζίτης, που βρίσκεται κυρίως στις περιοχές Tongcheng, Hubei, Yueyang, Hunan, Shangrao, Jiangxi, Menghai, Yunnan, και He County, Guangxi. Ωστόσο, η εξόρυξη πόρων σπάνιων γαιών τύπου placer συχνά δεν έχει οικονομική σημασία. Οι μοναχικοί λίθοι συχνά περιέχουν ανακλαστικά στοιχεία θορίου και αποτελούν επίσης την κύρια πηγή εμπορικού πλουτωνίου.

3, Επισκόπηση της εφαρμογής σπάνιων γαιών στην πυρηνική σύντηξη και σχάση με βάση την πανοραμική ανάλυση διπλωμάτων ευρεσιτεχνίας

Αφού οι λέξεις-κλειδιά των στοιχείων αναζήτησης σπάνιων γαιών επεκταθούν πλήρως, συνδυάζονται με τα κλειδιά επέκτασης και τους αριθμούς ταξινόμησης της πυρηνικής σχάσης και της πυρηνικής σύντηξης και αναζητούνται στη βάση δεδομένων Incopt. Η ημερομηνία αναζήτησης είναι 24 Αυγούστου 2020. 4837 διπλώματα ευρεσιτεχνίας αποκτήθηκαν μετά από απλή συγχώνευση οικογενειών και 4673 διπλώματα ευρεσιτεχνίας καθορίστηκαν μετά από τεχνητή μείωση θορύβου.

Οι αιτήσεις για διπλώματα ευρεσιτεχνίας σπάνιων γαιών στον τομέα της πυρηνικής σχάσης ή της πυρηνικής σύντηξης κατανέμονται σε 56 χώρες/περιοχές, με επίκεντρο την Ιαπωνία, την Κίνα, τις Ηνωμένες Πολιτείες, τη Γερμανία και τη Ρωσία, κ.λπ. Ένας σημαντικός αριθμός διπλωμάτων ευρεσιτεχνίας υποβάλλεται με τη μορφή PCT, εκ των οποίων οι κινεζικές αιτήσεις για τεχνολογία διπλωμάτων ευρεσιτεχνίας έχουν αυξηθεί, ειδικά από το 2009, εισερχόμενες σε στάδιο ταχείας ανάπτυξης, και η Ιαπωνία, οι Ηνωμένες Πολιτείες και η Ρωσία συνεχίζουν να αναπτύσσονται σε αυτόν τον τομέα για πολλά χρόνια (Σχήμα 1).

Σχήμα 1 Τάση εφαρμογής διπλωμάτων ευρεσιτεχνίας τεχνολογίας που σχετίζονται με εφαρμογές σπάνιων γαιών στην πυρηνική σχάση και την πυρηνική σύντηξη σε χώρες/περιοχές

Από την ανάλυση τεχνικών θεμάτων μπορεί να φανεί ότι η εφαρμογή των σπάνιων γαιών στην πυρηνική σύντηξη και σχάση επικεντρώνεται σε στοιχεία καυσίμου, σπινθηριστές, ανιχνευτές ακτινοβολίας, ακτινίδες, πλάσματα, πυρηνικούς αντιδραστήρες, υλικά θωράκισης, απορρόφηση νετρονίων και άλλες τεχνικές κατευθύνσεις.

4, Ειδικές Εφαρμογές και Βασική Έρευνα Ευρεσιτεχνιών για Στοιχεία Σπάνιων Γαιών σε Πυρηνικά Υλικά

Μεταξύ αυτών, οι αντιδράσεις πυρηνικής σύντηξης και σχάσης σε πυρηνικά υλικά είναι έντονες και οι απαιτήσεις για τα υλικά είναι αυστηρές. Προς το παρόν, οι αντιδραστήρες ισχύος είναι κυρίως αντιδραστήρες πυρηνικής σχάσης και οι αντιδραστήρες σύντηξης ενδέχεται να διαδοθούν σε μεγάλη κλίμακα μετά από 50 χρόνια. Η εφαρμογή τουσπάνιες γαίεςστοιχεία σε δομικά υλικά αντιδραστήρων· Σε συγκεκριμένους πυρηνικούς χημικούς τομείς, τα στοιχεία σπάνιων γαιών χρησιμοποιούνται κυρίως σε ράβδους ελέγχου· Επιπλέον,σκάνδιοέχει επίσης χρησιμοποιηθεί στη ραδιοχημεία και την πυρηνική βιομηχανία.

(1) Ως εύφλεκτο δηλητήριο ή ράβδος ελέγχου για τη ρύθμιση του επιπέδου νετρονίων και της κρίσιμης κατάστασης του πυρηνικού αντιδραστήρα

Στους αντιδραστήρες ισχύος, η αρχική υπολειμματική αντιδραστικότητα των νέων πυρήνων είναι γενικά σχετικά υψηλή. Ειδικά στα πρώτα στάδια του πρώτου κύκλου ανεφοδιασμού, όταν όλα τα πυρηνικά καύσιμα στον πυρήνα είναι καινούργια, η υπολειμματική αντιδραστικότητα είναι η υψηλότερη. Σε αυτό το σημείο, η αποκλειστική εξάρτηση από την αύξηση των ράβδων ελέγχου για την αντιστάθμιση της υπολειμματικής αντιδραστικότητας θα εισήγαγε περισσότερες ράβδους ελέγχου. Κάθε ράβδος ελέγχου (ή δέσμη ράβδων) αντιστοιχεί στην εισαγωγή ενός πολύπλοκου μηχανισμού κίνησης. Αφενός, αυτό αυξάνει το κόστος και, αφετέρου, το άνοιγμα οπών στην κεφαλή του δοχείου πίεσης μπορεί να οδηγήσει σε μείωση της δομικής αντοχής. Όχι μόνο είναι αντιοικονομικό, αλλά δεν επιτρέπεται επίσης να υπάρχει μια ορισμένη ποσότητα πορώδους και δομικής αντοχής στην κεφαλή του δοχείου πίεσης. Ωστόσο, χωρίς να αυξηθούν οι ράβδοι ελέγχου, είναι απαραίτητο να αυξηθεί η συγκέντρωση χημικών αντισταθμιστικών τοξινών (όπως το βορικό οξύ) για να αντισταθμιστεί η υπολειμματική αντιδραστικότητα. Σε αυτήν την περίπτωση, είναι εύκολο η συγκέντρωση βορίου να υπερβεί το όριο και ο συντελεστής θερμοκρασίας του επιβραδυντή θα γίνει θετικός.

Για την αποφυγή των προαναφερθέντων προβλημάτων, μπορεί γενικά να χρησιμοποιηθεί ένας συνδυασμός εύφλεκτων τοξινών, ράβδων ελέγχου και ελέγχου χημικής αντιστάθμισης.

(2) Ως προσμίκτης για την ενίσχυση της απόδοσης των δομικών υλικών του αντιδραστήρα

Οι αντιδραστήρες απαιτούν τα δομικά εξαρτήματα και τα στοιχεία καυσίμου να έχουν ένα ορισμένο επίπεδο αντοχής, αντοχής στη διάβρωση και υψηλής θερμικής σταθερότητας, ενώ παράλληλα να αποτρέπουν την είσοδο προϊόντων σχάσης στο ψυκτικό μέσο.

1) .Χάλυβας σπάνιων γαιών

Ο πυρηνικός αντιδραστήρας έχει ακραίες φυσικές και χημικές συνθήκες και κάθε εξάρτημα του αντιδραστήρα έχει επίσης υψηλές απαιτήσεις για τον ειδικό χάλυβα που χρησιμοποιείται. Τα στοιχεία σπάνιων γαιών έχουν ειδικές τροποποιήσεις στον χάλυβα, όπως κυρίως καθαρισμό, μεταμόρφωση, μικροκράματα και βελτίωση της αντοχής στη διάβρωση. Οι χάλυβες που περιέχουν σπάνιες γαίες χρησιμοποιούνται επίσης ευρέως σε πυρηνικούς αντιδραστήρες.

① Επίδραση καθαρισμού: Η υπάρχουσα έρευνα έχει δείξει ότι οι σπάνιες γαίες έχουν καλό αποτέλεσμα καθαρισμού στον τηγμένο χάλυβα σε υψηλές θερμοκρασίες. Αυτό συμβαίνει επειδή οι σπάνιες γαίες μπορούν να αντιδράσουν με επιβλαβή στοιχεία όπως το οξυγόνο και το θείο στον τηγμένο χάλυβα, παράγοντας ενώσεις υψηλής θερμοκρασίας. Οι ενώσεις υψηλής θερμοκρασίας μπορούν να καθιζάνουν και να εκκενώνονται με τη μορφή εγκλεισμάτων πριν συμπυκνωθεί ο τηγμένος χάλυβας, μειώνοντας έτσι την περιεκτικότητα σε ακαθαρσίες στον τηγμένο χάλυβα.

② Μεταμόρφωση: Από την άλλη πλευρά, τα οξείδια, τα σουλφίδια ή τα οξυσουλφίδια που παράγονται από την αντίδραση σπάνιων γαιών στον τηγμένο χάλυβα με επιβλαβή στοιχεία όπως το οξυγόνο και το θείο μπορούν να συγκρατηθούν μερικώς στον τηγμένο χάλυβα και να γίνουν εγκλείσματα χάλυβα με υψηλό σημείο τήξης. Αυτά τα εγκλείσματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως ετερογενή κέντρα πυρήνωσης κατά τη στερεοποίηση του τηγμένου χάλυβα, βελτιώνοντας έτσι το σχήμα και τη δομή του χάλυβα.

③ Μικροκράματα: εάν η προσθήκη σπάνιων γαιών αυξηθεί περαιτέρω, οι υπόλοιπες σπάνιες γαίες θα διαλυθούν στον χάλυβα μετά την ολοκλήρωση του παραπάνω καθαρισμού και μεταμόρφωσης. Δεδομένου ότι η ατομική ακτίνα των σπάνιων γαιών είναι μεγαλύτερη από αυτή του ατόμου σιδήρου, οι σπάνιες γαίες έχουν υψηλότερη επιφανειακή δραστηριότητα. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας στερεοποίησης του τηγμένου χάλυβα, τα στοιχεία σπάνιων γαιών εμπλουτίζονται στα όρια των κόκκων, γεγονός που μπορεί να μειώσει καλύτερα τον διαχωρισμό των στοιχείων πρόσμιξης στα όρια των κόκκων, ενισχύοντας έτσι το στερεό διάλυμα και παίζοντας τον ρόλο της μικροκράμασης. Από την άλλη πλευρά, λόγω των χαρακτηριστικών αποθήκευσης υδρογόνου των σπάνιων γαιών, μπορούν να απορροφήσουν υδρογόνο στον χάλυβα, βελτιώνοντας έτσι αποτελεσματικά το φαινόμενο ευθραυστότητας υδρογόνου του χάλυβα.

④ Βελτίωση της αντοχής στη διάβρωση: Η προσθήκη σπάνιων γαιών μπορεί επίσης να βελτιώσει την αντοχή του χάλυβα στη διάβρωση. Αυτό συμβαίνει επειδή οι σπάνιες γαίες έχουν υψηλότερο δυναμικό αυτοδιάβρωσης από τον ανοξείδωτο χάλυβα. Επομένως, η προσθήκη σπάνιων γαιών μπορεί να αυξήσει το δυναμικό αυτοδιάβρωσης του ανοξείδωτου χάλυβα, βελτιώνοντας έτσι τη σταθερότητα του χάλυβα σε διαβρωτικά μέσα.

2). Βασική Μελέτη Ευρεσιτεχνίας

Βασικό δίπλωμα ευρεσιτεχνίας: δίπλωμα ευρεσιτεχνίας εφεύρεσης χάλυβα χαμηλής ενεργοποίησης ενισχυμένου με διασπορά οξειδίου και της μεθόδου παρασκευής του από το Ινστιτούτο Μετάλλων της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών

Περίληψη ευρεσιτεχνίας: Παρέχεται χάλυβας χαμηλής ενεργοποίησης ενισχυμένος με διασπορά οξειδίου, κατάλληλος για αντιδραστήρες σύντηξης, και η μέθοδος παρασκευής του, που χαρακτηρίζεται από το ότι το ποσοστό των στοιχείων κράματος στη συνολική μάζα του χάλυβα χαμηλής ενεργοποίησης είναι: η μήτρα είναι Fe, 0,08% ≤ C ≤ 0,15%, 8,0% ≤ Cr ≤ 10,0%, 1,1% ≤ W ≤ 1,55%, 0,1% ≤ V ≤ 0,3%, 0,03% ≤ Ta ≤ 0,2%, 0,1 ≤ Mn ≤ 0,6% και 0,05% ≤ Y2O3 ≤ 0,5%.

Διαδικασία παραγωγής: Οσμή μητρικού κράματος Fe-Cr-WV-Ta-Mn, ψεκασμό σκόνης, άλεση με σφαιρίδια υψηλής ενέργειας του μητρικού κράματος καιΝανοσωματίδιο Y2O3μικτή σκόνη, εξαγωγή που περιβάλλει σκόνη, χύτευση στερεοποίησης, θερμή έλαση και θερμική επεξεργασία.

Μέθοδος προσθήκης σπάνιων γαιών: Προσθήκη νανοκλίμακαςY2O3σωματίδια στην σκόνη ψεκασμού του αρχικού κράματος για άλεση με σφαιρίδια υψηλής ενέργειας, με το μέσο άλεσης με σφαιρίδια να είναι σφαίρες από σκληρό χάλυβα Φ6 και Φ10 μεικτού τύπου, με ατμόσφαιρα άλεσης με σφαιρίδια 99,99% αέριο αργόν, αναλογία μάζας υλικού σφαιριδίων (8-10): 1, χρόνο άλεσης με σφαιρίδια 40-70 ώρες και ταχύτητα περιστροφής 350-500 r/min.

3). Χρησιμοποιείται για την κατασκευή υλικών προστασίας από την ακτινοβολία νετρονίων

① Αρχή προστασίας από την ακτινοβολία νετρονίων

Τα νετρόνια είναι συστατικά των ατομικών πυρήνων, με στατική μάζα 1,675 × 10-27 kg, η οποία είναι 1838 φορές η ηλεκτρονική μάζα. Η ακτίνα τους είναι περίπου 0,8 × 10-15 m, παρόμοια σε μέγεθος με ένα πρωτόνιο, παρόμοια με τις ακτίνες γ. Οι ακτίνες γ είναι εξίσου αφόρτιστες. Όταν τα νετρόνια αλληλεπιδρούν με την ύλη, αλληλεπιδρούν κυρίως με τις πυρηνικές δυνάμεις μέσα στον πυρήνα και δεν αλληλεπιδρούν με τα ηλεκτρόνια στην εξωτερική στοιβάδα.

Με την ραγδαία ανάπτυξη της πυρηνικής ενέργειας και της τεχνολογίας των πυρηνικών αντιδραστήρων, δίνεται όλο και μεγαλύτερη προσοχή στην ασφάλεια από την πυρηνική ακτινοβολία και την προστασία από την πυρηνική ακτινοβολία. Προκειμένου να ενισχυθεί η ακτινοπροστασία για τους χειριστές που ασχολούνται με τη συντήρηση εξοπλισμού ακτινοβολίας και τη διάσωση από ατυχήματα για μεγάλο χρονικό διάστημα, έχει μεγάλη επιστημονική σημασία και οικονομική αξία η ανάπτυξη ελαφρών σύνθετων υλικών θωράκισης για προστατευτικά ρούχα. Η ακτινοβολία νετρονίων είναι το πιο σημαντικό μέρος της ακτινοβολίας του πυρηνικού αντιδραστήρα. Γενικά, τα περισσότερα νετρόνια που έρχονται σε άμεση επαφή με τους ανθρώπους έχουν επιβραδυνθεί σε νετρόνια χαμηλής ενέργειας μετά την επίδραση θωράκισης νετρονίων των δομικών υλικών μέσα στον πυρηνικό αντιδραστήρα. Τα νετρόνια χαμηλής ενέργειας θα συγκρούονται ελαστικά με πυρήνες με χαμηλότερο ατομικό αριθμό και θα συνεχίσουν να μετριάζονται. Τα μετριασμένα θερμικά νετρόνια θα απορροφηθούν από στοιχεία με μεγαλύτερες διατομές απορρόφησης νετρονίων και, τέλος, θα επιτευχθεί θωράκιση νετρονίων.

② Βασική Μελέτη Ευρεσιτεχνίας

Οι πορώδεις και οργανο-ανόργανες υβριδικές ιδιότητες τουστοιχείο σπάνιων γαιώνγαδολίνιοΤα υλικά σκελετού με βάση μεταλλικά οργανικά υλικά αυξάνουν τη συμβατότητά τους με το πολυαιθυλένιο, προωθώντας τα συνθετικά σύνθετα υλικά να έχουν υψηλότερη περιεκτικότητα σε γαδολίνιο και διασπορά γαδολινίου. Η υψηλή περιεκτικότητα σε γαδολίνιο και η διασπορά θα επηρεάσουν άμεσα την απόδοση θωράκισης νετρονίων των σύνθετων υλικών.

Βασικό δίπλωμα ευρεσιτεχνίας: Ινστιτούτο Επιστήμης Υλικών Hefei, Κινεζική Ακαδημία Επιστημών, δίπλωμα ευρεσιτεχνίας εφεύρεσης σύνθετου υλικού θωράκισης οργανικού πλαισίου με βάση το γαδολίνιο και η μέθοδος παρασκευής του

Περίληψη ευρεσιτεχνίας: Το σύνθετο υλικό θωράκισης μεταλλικού οργανικού σκελετού με βάση το γαδολίνιο είναι ένα σύνθετο υλικό που σχηματίζεται με ανάμειξηγαδολίνιοΥλικό μεταλλικού οργανικού σκελετού με βάση το πολυαιθυλένιο σε αναλογία βάρους 2:1:10 και σχηματισμός του μέσω εξάτμισης διαλύτη ή θερμής συμπίεσης. Τα σύνθετα υλικά θωράκισης μεταλλικού οργανικού σκελετού με βάση το γαδολίνιο έχουν υψηλή θερμική σταθερότητα και θερμική ικανότητα θωράκισης νετρονίων.

Διαδικασία παραγωγής: επιλογή διαφορετικώνμέταλλο γαδολίνιοάλατα και οργανικούς υποκαταστάτες για την παρασκευή και σύνθεση διαφορετικών τύπων υλικών μεταλλικού οργανικού σκελετού με βάση το γαδολίνιο, πλύση τους με μικρά μόρια μεθανόλης, αιθανόλης ή νερού με φυγοκέντρηση και ενεργοποίησή τους σε υψηλή θερμοκρασία υπό συνθήκες κενού για την πλήρη απομάκρυνση των υπολειμματικών μη αντιδράσαντων πρώτων υλών στους πόρους των υλικών μεταλλικού οργανικού σκελετού με βάση το γαδολίνιο. Το υλικό οργανομεταλλικού σκελετού με βάση το γαδολίνιο που παρασκευάζεται στο βήμα αναδεύεται με λοσιόν πολυαιθυλενίου σε υψηλή ταχύτητα ή υπερηχητικά, ή το υλικό οργανομεταλλικού σκελετού με βάση το γαδολίνιο που παρασκευάζεται στο βήμα αναμειγνύεται με πολυαιθυλένιο εξαιρετικά υψηλού μοριακού βάρους σε υψηλή θερμοκρασία μέχρι να αναμειχθεί πλήρως. Τοποθετήστε το ομοιόμορφα αναμεμειγμένο μείγμα υλικού οργανικού σκελετού μετάλλου με βάση το γαδολίνιο/πολυαιθυλενίου στο καλούπι και λάβετε το σχηματισμένο υλικό θωράκισης σύνθετου μεταλλικού οργανικού σκελετού με βάση το γαδολίνιο με ξήρανση για την προώθηση της εξάτμισης του διαλύτη ή θερμή συμπίεση. Το παρασκευασμένο υλικό θωράκισης σύνθετου μεταλλικού οργανικού σκελετού με βάση το γαδολίνιο έχει σημαντικά βελτιωμένη αντοχή στη θερμότητα, μηχανικές ιδιότητες και ανώτερη ικανότητα θωράκισης θερμικών νετρονίων σε σύγκριση με τα καθαρά υλικά πολυαιθυλενίου.

Λειτουργία προσθήκης σπάνιων γαιών: Gd2 (BHC) (H2O) 6, Gd (BTC) (H2O) 4 ή Gd (BDC) 1,5 (H2O) 2, πορώδες κρυσταλλικό πολυμερές συντονισμού που περιέχει γαδολίνιο, το οποίο λαμβάνεται με πολυμερισμό συντονισμούGd (NO3)3 • 6H2O ή GdCl3 • 6H2Oκαι οργανικός καρβοξυλικός υποκαταστάτης· Το μέγεθος του μεταλλικού οργανικού σκελετού υλικού με βάση το γαδολίνιο είναι 50nm-2 μm· Τα μεταλλικά οργανικά σκελετικά υλικά με βάση το γαδολίνιο έχουν διαφορετικές μορφολογίες, συμπεριλαμβανομένων κοκκωδών, ραβδόμορφων ή βελονοειδών σχημάτων.

(4) Εφαρμογή τουΣκάνδιοστη Ραδιοχημεία και την πυρηνική βιομηχανία

Το μέταλλο σκάνδιο έχει καλή θερμική σταθερότητα και ισχυρή απόδοση απορρόφησης φθορίου, καθιστώντας το απαραίτητο υλικό στη βιομηχανία ατομικής ενέργειας.

Βασικό δίπλωμα ευρεσιτεχνίας: Ινστιτούτο Αεροδιαστημικής Ανάπτυξης της Κίνας στο Πεκίνο, δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για κράμα αλουμινίου-ψευδαργύρου-μαγνησίου-σκανδίου και τη μέθοδο παρασκευής του

Περίληψη ευρεσιτεχνίας: Ένα αλουμίνιο ψευδαργύρουκράμα μαγνησίου-σκανδίουκαι η μέθοδος παρασκευής του. Η χημική σύνθεση και το ποσοστό βάρους του κράματος αλουμινίου-ψευδαργύρου-μαγνησίου-σκανδίου είναι: Mg 1,0% -2,4%, Zn 3,5% -5,5%, Sc 0,04% -0,50%, Zr 0,04% -0,35%, ακαθαρσίες Cu ≤ 0,2%, Si ≤ 0,35%, Fe ≤ 0,4%, άλλες ακαθαρσίες μεμονωμένες ≤ 0,05%, άλλες ακαθαρσίες συνολικές ≤ 0,15% και η υπόλοιπη ποσότητα είναι Al. Η μικροδομή αυτού του υλικού κράματος αλουμινίου-ψευδαργύρου-μαγνησίου-σκανδίου είναι ομοιόμορφη και η απόδοσή του σταθερή, με μέγιστη αντοχή σε εφελκυσμό άνω των 400MPa, όριο διαρροής άνω των 350MPa και αντοχή σε εφελκυσμό άνω των 370MPa για συγκολλημένες ενώσεις. Τα υλικά προϊόντα μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως δομικά στοιχεία στην αεροδιαστημική, την πυρηνική βιομηχανία, τις μεταφορές, τα αθλητικά είδη, τα όπλα και άλλους τομείς.

Διαδικασία παραγωγής: Βήμα 1, συστατικό σύμφωνα με την παραπάνω σύνθεση κράματος. Βήμα 2: Τήξη στον κλίβανο τήξης σε θερμοκρασία 700 ℃~780 ℃. Βήμα 3: Καθαρισμός του πλήρως τηγμένου μεταλλικού υγρού και διατήρηση της θερμοκρασίας του μετάλλου εντός του εύρους των 700 ℃~750 ℃ ​​κατά τη διάρκεια του καθαρισμού. Βήμα 4: Μετά τον καθαρισμό, θα πρέπει να αφεθεί πλήρως να σταθεί ακίνητο. Βήμα 5: Μετά την πλήρη ακινησία, έναρξη χύτευσης, διατήρηση της θερμοκρασίας του κλιβάνου εντός του εύρους των 690 ℃~730 ℃ και η ταχύτητα χύτευσης είναι 15-200 mm/λεπτό. Βήμα 6: Εκτέλεση επεξεργασίας ομογενοποίησης-ανόπτησης στο χείλος του κράματος στον κλίβανο θέρμανσης, με θερμοκρασία ομογενοποίησης 400 ℃~470 ℃. Βήμα 7: Ξεφλουδίστε το ομογενοποιημένο χείλος και εκτελέστε θερμή εξώθηση για να παράγετε προφίλ με πάχος τοιχώματος άνω των 2,0 mm. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας εξώθησης, το τεμάχιο πρέπει να διατηρείται σε θερμοκρασία 350 ℃ έως 410 ℃. Βήμα 8: Πιέστε το προφίλ για την επεξεργασία απόσβεσης διαλύματος, με θερμοκρασία διαλύματος 460-480 ℃. Βήμα 9: Μετά από 72 ώρες απόσβεσης στερεού διαλύματος, εκτελέστε χειροκίνητη αναγκαστική γήρανση. Το σύστημα χειροκίνητης αναγκαστικής γήρανσης είναι: 90~110 ℃/24 ώρες+170~180 ℃/5 ώρες, ή 90~110 ℃/24 ώρες+145~155 ℃/10 ώρες.

5, Σύνοψη Έρευνας

Συνολικά, οι σπάνιες γαίες χρησιμοποιούνται ευρέως στην πυρηνική σύντηξη και σχάση και έχουν πολλές διατάξεις ευρεσιτεχνίας σε τεχνικές κατευθύνσεις όπως η διέγερση ακτίνων Χ, ο σχηματισμός πλάσματος, ο αντιδραστήρας ελαφρού ύδατος, το υπερουράνιο, το ουρανύλιο και η σκόνη οξειδίου. Όσον αφορά τα υλικά των αντιδραστήρων, οι σπάνιες γαίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως δομικά υλικά αντιδραστήρων και σχετικά κεραμικά μονωτικά υλικά, υλικά ελέγχου και υλικά προστασίας από την ακτινοβολία νετρονίων.