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鑭合金的應用范圍

發布時間:2022年08月18日 | 圍觀人數:1267

1、核輻射屏蔽

應用原理:采用1%硼和5%的稀土元素釓、釤、和鑭,制圖片1.png成厚度600mm的防輻射混凝土,用于屏蔽游泳池式反應堆裂變中子源。法國采用石墨為基材添加硼化物、稀土化合物或稀土合金,研制成一種稀土防輻射材料。這種復合屏蔽材料的填料要求分布均勻并制成預制件,根據屏蔽部位的不同要求,分別置于反應堆通道的四周。


2、儲氫材料

能源是國民經濟和科學技術發展的基礎,開發和利用綠色高效的氫能有效緩解能源危機,而氫能的貯藏和運輸是關鍵技術。金屬合金固體儲氫具有能量密度高、安全環保等優點。1970年發現的LaNi5合金是一種優良的貯氫材料,每公斤可貯存氫約160升,可使高壓貯氫鋼瓶體積縮小到1/4。利用其可以“呼吸”氫氣的特性,可以把純度為99.999%的氫氣提純到99.99999%,也可用作有機合成的加氫或脫氫反應的催化劑。利用其吸氫放熱、呼氫吸熱的本領可以把熱量從低溫向高溫傳送,用來制作“熱泵”或“磁冰箱”目前這種貯氫材料的用途是用于稀土鎳氫電池的負極材料。稀土鎳氫電池與鎳鎘電池在構造、性能和規格上具有極大的相似性和取代性,但又不含鎘、汞等毒性大的元素,電池容量高,一致性好,使用溫度范圍廣,壽命長,可反復充放電500次以上,屬于環保型綠色電池。為了降低成本,這種貯氫合金多用富鑭混合金屬,La≥40%為原料。稀土鎳氫電池目前已廣泛用于手提電腦、便攜式辦公設備和電動工具等方面。有發展前景的是用于汽車、摩托車的動力電池。用于鎳氫電池陽極材料的一種材料是La(Ni3.6Mn0.4Al0.3Co0.7),由于提取其它鑭系元素的成本很高,所以使用超過50%的鑭的混合稀土代替純鑭。

圖片2.png  圖片3.png 圖片4.png

3、磁致冷材料

  磁致冷是指以磁性材料為介質的一種全新的制冷技術,其基本原理是借助磁致冷材料的磁熱效應(即磁致冷材料等溫磁化時向外界放出熱量,而絕熱退磁時從外界吸取熱量)達到制冷的目的,其中磁致冷工質必須具有巨磁熵變。La-Fe系化合物具有NaZn13結構,相變溫度范圍內存在巨磁熵變,且La-圖片5.pngFe系化合物中添加適量其他元素可有效提高其居里溫度,獲得優良的磁致冷效應,是目前有希望實現實用化的室溫磁致冷材料,但其二元合金不穩定。國內外研究重點是該系列合金的制備工藝,期望制備出經濟適用的磁致冷工質。

4、屏蔽涂料

  電磁輻射是信息化社會的一個重要污染源,屏蔽是抗電磁干擾有效的方法之一。鑭系電磁屏蔽涂料對電磁波屏蔽效能高,但阻抗比銀系列的高,而添加稀土可調節其電磁參數,降低阻抗,提高屏蔽性能。在鑭系電磁屏蔽涂料中添加鑭制備Cu-La系涂料,提高了涂層的導電性和電磁屏蔽性能,其電磁屏蔽效能對于30MHz~1.5GHz的電磁波達到了89dB,具有比較好的屏蔽效能。

5、過共晶合金變質劑

  鋁、鎂等有色金屬一般不用于摩擦大、溫度高等惡劣條件,但與其他元素形成的過共晶合金則具有高耐磨性、低熱膨脹系數及優良的鑄造性能等。初晶形貌及顆粒大小是材料力學性能的直接影響因素,稀土作為變質劑加入這一類過共晶合金中,可有效細化晶粒,大幅度提高材料的耐磨及耐溫性,拓寬鋁、鎂合金的應用領域。

 

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