稀土镁合金的结构与性能.

RE对镁合金性能的影响

Effect of rare earth on the pro perties of magnesium alloys

摘要：镁合金因其密度小，比强度及比刚度高且能循环再利用，被誉为21世纪的绿色工程材料。然而镁合金的强度不高，高温蠕变性能及耐热和耐腐蚀性较差，这些缺点极大地限制了镁合金的发展和应用。稀土元素因其与镁元素晶体结构相同，原子半径接近，能够掺于镁合金中，通过形成固溶体和第二相来改善镁合金的性能，从而扩宽了镁合金的应用范围。本文主要结合本课题组的目前工作，研究了当向镁中加入稀土元素后，其高温蠕变性能的增强机理，又研究了当向稀土镁合金中加入适量的Zn,Cu,Ni元素后，其内部形成的长周期堆垛有序结构对镁合金性能的影响，最后做了一些稀土镁合金未来研究和发展展望。

关键词镁合金稀土元素高温抗蠕变性能长周期堆垛有序结构

镁合金因其具有密度小、高比强度、比刚度以及优秀的易回收利用等优于传统金属材料的特性，目前在航空航天、军工特种材料及交通电子等领域有着广阔的应用空间。作为被誉为“21 世纪的绿色工程材料”的镁合金目前却普遍存在合金强度不高( 尤其是高温性能较差) 、耐蚀性及耐热性不佳等问题，对镁合金的广泛应用带来了极大的障碍［1］。

稀土元素作为目前镁合金中的主要合金元素，可以通过其扩散能力提高镁合金的重结晶温度，通过其很好的时效作用以及析出对合金

性能具有显著影响的弥散相，提高镁合金的抗蠕变性能及耐高温强度，稀土元素对镁合金的性能改进是其他元素所无法替代的［2,3］。我国镁和稀土资源极为丰富，稀土镁合金可在解决镁合金的性能缺陷的同时突显我国的资源优势，为镁合金应用领域的拓展起到推动作用。

1 稀土元素在镁合金中的行为

1． 1 稀土元素对镁合金熔体的保护及净化作用

目前镁合金的熔炼保护方法主要以熔剂覆盖保护和SF6 气体保护为主，但无论是哪一种保护方式，依旧会在熔炼过程引入少量的氧元素，进而形成导热系数较小且易破裂的氧化镁膜，导致合金液出现燃烧。将稀土元素加入镁合金之后，稀土元素将形成致密的稀土氧化物膜，阻止氧化镁膜的形成，实现对镁合金熔体的保护［4］。该保护特性在合金熔炼制备难度较高( 如WE43 合金) 的过程中尤为重要。

稀土元素在保护合金熔体不易氧化的同时，还可以对镁合金中的熔炼缺陷进行消除。图1 为AM60B 合金在加入1% ＲE 前后的合金金相组织图片，从图中可以看出，在AM60B 合金中加入稀土元素后，可以显著消除在AM60B 合金中的黑色缺陷( 主要成分为MgO) ，显著减少合金中的氧化物夹杂等缺陷，提高合金品质。此外，稀土元素还可以对镁合金熔体中的氧、氢、铁和硫等杂质进行去除，达到对合金的净化作用。

图1

1． 2 稀土元素对镁合金结构组织的影响

镁合金中稀土元素的加入可以加剧合金二次枝晶的形成，减小枝晶间距，使晶粒内部组织得到有效的细化作用，从而实现对合金性能的强化效果。

图2 为AM60B 合金在加入1%ＲE 前后的SEM测试结果对比。从图中可以看出，1%的稀土元素加入AM60B 合金后，可以显著细化合金晶粒。在未加入稀土时，AM60B 合金中的铸态组织为( α-Mg 基

体、Al8Mn5相及( β-Mg17 Al12相; 当稀土元素加入合金后，稀土元素与合金中的铝元素形成针状的合金强化相Al11 ＲE3及Al10 Ｒ

E2Mn7，相应减少粗大( β-Mg17Al12相的数量。富铝稀土相的出现可以显著降低高温下的固溶－析出效应，在一定程度上对晶界起到钉扎的效果［11，12］，对晶界滑动起到阻碍作用，强化合金基体; 同时富铝稀土相具有较高的熔点及在( α-Mg 基体中较低的扩散速率，因此，稀土的加入可以显著改善镁合金的内部组织，提高合金的高温性能及强度。

图2

1． 3 稀土元素对镁合金综合性能的改进

镁合金中引入稀土元素，可以显著改善镁合金的力学性能、抗疲劳性能、耐摩擦磨损性能以及耐腐蚀性能等等。稀土元素的添加可以去除镁合金熔体中的杂质元素以及氧化性熔渣; 改变镁合金的微观组织，细化( α－ Mg 基体及( β－ Mg17Al12等第二相，形成稀土合金相，有效降低( 相的电偶阴极效应［13，14］，扩大镁基体的钝化pH 值范围; 所形成多元稀土氧化膜可对镁合金起到保护作用。

依据1． 2 中所述，稀土元素可以显著细化镁合金晶粒，结合Hall －Petch 关系式［5］( 式1) ，多晶体的屈服强度与晶粒尺寸呈反比关系，晶粒尺寸的减小可提高合金的屈服强度，并且针对镁合金的密排六方金属结构具有比相对面心立方和体心立方晶体更为显著的影响

效果。利用稀土元素的细晶强化作用，可以同时改善镁合金的韧性与塑性，是稀土元素对镁合金的重要强化方式。

σy = σi + ky

槡D( 1)

式中: σ为位错在基体金属中的运动阻力，ky

为晶体

类型有关的常数，D 为晶粒平均直径。

同时，稀土元素在熔炼过程中通过固溶强化、弥散强化以及时效沉淀强化作用，形成对合金性能有益的金属间化合物和析出沉淀相，实现晶界的净化与晶界强度的增加; 宏观角度表现为稀土元素的加入可

以在镁合金表面形成致密的腐蚀产物膜以限制镁合金的腐蚀( Fe、Ni、O 及S 元素等对合金组织结构的影响) 、较少合金气孔与裂纹以加强耐磨及抗疲劳性能( 降低组织疏松及氧化作用) ，从而对合金

所受破坏效应进行抑制，提高镁合金的使用性能。

2.稀土元素增强镁合金的抗高温蠕变性能

2.1镁合金的高温蠕变机理

蠕变是指材料在较高温度和恒定载荷作用下缓慢塑性变形的过程，蠕变温度通常在０．５Ｔｍ（金属的熔点）以上。与常规塑性变形相比，

蠕变的主要特征有：所有固体材料都能发生蠕变，其机制取决于应力和温度，并且蠕变是能量驱动的过程，过程中系统能量降低［6］。在微观机制上，蠕变过程与常温拉伸过程相比，不仅滑移系增加而且还出现晶界滑移。一般来说，镁合金大多属于六方结构，只有３个独立滑移系。根据ｖｏｎＭｉｓｅｓ屈服准则，若多晶体材料发生塑性变形并在晶界上仍保持完整，则每个晶粒必须至少有５个独立滑移系，因而常温下镁合金的塑性变形能力较差。但在高温蠕变过程中存在晶界滑移，这将至少提供另外２个有效滑移系，此时满足ＶｏｎＭｉｓｅｓ准则。因此，镁合金易发生高温蠕变［６］。

表１镁合金中常见含稀土的析出相及其熔点

镁合金的蠕变机制主要有扩散机制（Ｃｏｂｌｅ机制或Ｎａｂａｒｒｏ－Ｈｅｒｒｉｎｇ机制）、晶界滑移机制ＧＢＳ（Ｇｒａｉｎｂｏｕｎｄａｒｙｓｌｉｄｉｎｇ）和位错机制。目前镁合金蠕变机理的研究大都基于公式Ｐｏｗｅｒ－ｌａｗ的讨论，公式中应力指数ｎ表征合金的蠕变机制［７］，因此计算得到的ｎ值可以用来判别其相应的蠕变机制。Ｐｏｗｅｒ－ｌａｗ［８，９］公式为：ε＝Ａσｎｅｘｐ［－Ｑ／ＲＴ］式中：Ｔ为温度，Ｒ为气体常数，Ｑ为蠕变激活能，ｎ为应力指数，σ为应力，Ａ为与材料有关的常数，ε

为稳态蠕变速率。当应力过大或是过小时，稳态蠕变速率与应力之间不再遵循指数关系，而是符合幂指关系，此时的应力指数ｎ≈１～２；当ｎ＝３～６时，蠕变可以认为是位错蠕变机制；ｎ＝３时主要是为位错粘滞运动机制；ｎ＝４～６时，改为位错攀移机制；而当ｎ＞７

时，通常认为Ｐｏｗｅｒ－ｌａｗ公式失效，其失效原因众多学者一直在研究，但目前还没有一个公认的解释。需要强调，国外学者ＡＬｕｏ［９］研究了各种Ｍｇ－Ａｌ基镁合金的蠕变，他认为当ｎ＜４时蠕变受晶界滑移控制，当ｎ＞４时蠕变则受位错攀移机制控制。

在镁合金中，加入稀土Ｙ元素可以显著细化晶粒，改善显微组织，从而提高合金在高温下的强度和塑形，增强抗蠕变性能。上海交通大学的研究者发现，在ＡＭ５０合金中加入微量Ｙ元素，能有效细化合金基体晶粒，提高室温及高温（１５０℃）条件下的抗拉强度及屈服强度，从而改善ＡＭ５０镁合金的抗蠕变性能［7］。黄晓锋在研究Ｙ元素对Ｍｇ－９Ａｌ－１Ｓｉ合金蠕变抗力和微观组织的影时发现：该合金中主要强化相Ｍｇ２Ｓｉ原本呈粗大的汉字状，分布在晶界周围，在受到应力时，这种汉字状相与基体界面处易产生微裂纹，降低合金的抗拉强度、塑性等力学性能；但是在合金中加入微量Ｙ元素后，Ｍｇ２Ｓｉ强化相形貌由粗大汉字状转变为细小、弥散分布

的颗粒状，组织得到明显改善，合金的室温和高温力学性能均有提高，这说明稀土Ｙ元素的加入明显改善了Ｍｇ－９Ａｌ－１Ｓｉ的抗蠕

变性能［8］。

3.稀土镁合金中的长周期堆垛有序结构对镁合金性能的影响

近几年，人们对稀土镁合金有了深入的研究，通过向Mg-ＲE( Gd，Y，Tb，Dy，Ho，Tm) 合金中加入Zn，Cu 或Ni 等元素，可形成长周期堆垛有序( long period stacking ordered，LPSO) 结构。合理调整合金成分、熔炼温度和冷却条件，使溶质原子从统计随机分布状态过渡

到规则排列状态，形成一种具有长周期有序结构的有序固溶体。这种结构包括成分有序化和堆垛层错有序化［9］。目前发现的有序相结构类型有5 种［10］: 6H，10H，14H，18Ｒ，24Ｒ。主要发现于Mg-ＲE-Zn 系、Mg-ＲE-Cu系、Mg-ＲE-Ni 系镁合金中。含有LPSO 相的合金经塑性变形后呈弥散状均匀分布在基体上，同时细化基体晶粒，极大地提高了合金的强韧性，展示出优异的室温和高温力学性能。)

4.总结与展望

为了满足我国航空航天& 电子& 汽车& 通讯等领域的需要$ 发挥我国稀土大国的优势$ 应从追求高强& 耐热& 耐蚀等高性能的原则出发$ 充分发挥稀土的潜能&开发新型耐热稀土镁合金和相应的生产工艺%高强度高韧性镁合金的设计和开发已经成为当前乃至未来的一个重要研究发展方向% 寻找有效的强韧化相& 强韧化结构及其控制手段是研究开发高强度高韧性镁合金的关键性基础问题$ 需要综合研究在平衡和非平衡态下的合金成分& 微观结构及晶体缺陷与析出相之间的交互作用机理$ 从而探索镁合金强韧化途径与控制手段$ 为研究开发高强度高韧性镁合金提供有效的理论指导% 具体工作如下' 1.进一步研究稀土元素对镁合金的强韧化& 耐腐

蚀和抗蠕变的作用机制#

2.优化稀土镁合金系$ 研究多组元稀土元素对镁

合金的复合强韧化作用$ 开发高强韧稀土镁合金系#

3.采用先进的合金制备工艺$ 通过改变压铸& 快

速凝固& 深度塑性变形工艺以及形变热处理等手段$ 进

一步提高稀土镁合金的性能#

4.降低成本$ 研究微合金化元素对稀土镁合金的

作用$ 用微合金化元素替代部分稀土元素$ 开发低成本高性能稀土

镁合金成为当前的研究重点。

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稀土镁合金的研究现状及应用

稀土镁合金的研究现状及应用 杨素媛,张丽娟,张堡垒 (北京理工大学材料科学与工程学院,北京 100081) 摘 要:镁合金具有质轻、高比强度、高比刚度等优异性能。但其强度不高,高温性能较差,为了改善其性能,在熔炼过程中加入稀土制成具有高强、耐热、耐蚀等性能的稀土镁合金,大大增加了材料的抗拉强度、延展性及抗蠕变性能,从而使镁合金在航空航天、汽车工业及电子通讯行业得到了广泛应用。总结了稀土对镁合金的净化和阻燃作用,分析了稀土元素对合金组织和性能的影响,综述了稀土耐热镁合金、稀土高强镁合金、稀土阻燃镁合金的研究现状,并简述了稀土镁合金的应用及发展前景。 关键词:稀土镁合金;组织;力学性能;应用 中图分类号:TG146 2 文献标识码:A 文章编号:1004 0277(2008)04 0081 06 镁及镁合金是目前最轻的结构金属材料,具有高的比强度和比刚度,很好的抗磁性,高的电负性和导热性,良好的消震性和切削加工性能。但是镁合金的强度不高,特别是高温性能较差,大大限制了其应用。所以提高镁合金的室温强度和高温强度是镁合金研究中要解决的首要问题[1,2]。 大部分稀土元素与镁的原子尺寸半径相差在 15%范围内,在镁中有较大固溶度,具有良好的固溶强化、沉淀强化作用;可以有效地改善合金组织和微观结构、提高合金室温及高温力学性能、增强合金耐蚀性和耐热性等;稀土元素原子扩散能力差,对提高镁合金再结晶温度和减缓再结晶过程有显著作用;稀土元素还有很好的时效强化作用,可以析出非常稳定的弥散相粒子,从而能大幅度提高镁合金的高温强度和蠕变抗力。因此在镁合金领域开发出一系列含稀土的镁合金,使它们具有高强、耐热、耐蚀等性能,将有效地拓展镁合金的应用领域。 1 稀土在镁合金中的作用 1 1 稀土对镁合金熔体的净化作用 稀土对镁合金熔体有很好的净化作用,具有除氢净化及除氧化夹杂物的作用。 在熔炼过程中,由于镁的化学性质非常活泼,易与水气发生反应使镁合金具有较强的析氢倾向。在镁合金液有较大的溶解度的氢,会导致铸件产生气孔、针孔及缩松等铸造缺陷。在镁合金熔炼过程中加入稀土,稀土元素与水气和镁液中的氢反应,生成高熔点的稀土氢化物和稀土氧化物,比重较轻的稀土氢化物和稀土氧化物上浮成固体渣,从而达到除氢的目的[3]。 镁与氧结合形成稳定的MgO,是镁合金中形成氧化夹杂物的主要原因。夹杂物使合金的力学性能和耐蚀性能降低,且易使合金产生疲劳裂纹等[4]。由于稀土元素与氧的亲和力更大,因此在镁溶液中加入稀土元素,稀土将优先与氧结合而生成稀土氧化物,从而达到去除氧化物夹杂的作用。 1 2 稀土的阻燃作用 由于镁与氧极易发生反应,因此镁合金在熔炼和浇注过程中易氧化燃烧。镁与氧反应生成的表面MgO膜,致密度系数 Mg<1,疏松多孔,不能有效阻止氧穿透该氧化膜;且MgO的导热系数小,不利于热量的扩散,会加剧镁的氧化和燃烧。稀土元素加入镁合金后,与氧发生反应或与MgO中氧发生置换反应生成稀土氧化物RE2O3,该稀土氧化物的致密度系数 >1,能够有效阻止氧穿透氧化膜与镁发生反应。 第29卷第4期2008年8月 稀 土 Chinese Rare Earths Vol 29,No 4 August2008 收稿日期:2008 02 22 作者简介:杨素媛(1966 ),女,内蒙古锡林浩特人,硕士,教授,研究方向:金属材料。

稀土永磁材料的研究进展 应用物理学专业毕业设计 毕业论文

稀土永磁材料的研究进展应用物理学专业毕业设计毕业论文

内蒙古科技大学本科毕业论文 题目：稀土永磁材料的研究进展学生姓名： 学院：物理科学与技术学院 学号： 专业：应用物理学 班级： 指导教师： 二〇一一年六月

摘要 稀土永磁材料在国民经济中占有重要的地位。本文从稀土永磁材料特点出发，介绍了稀土永磁材料发的相关发展应用，并进行了钕铁硼永磁体的粘结研究。 关键词：稀土永磁；粘结 Abstract Lanthanon permanent magnet is of importance in the country economy. In this paper, from characteristic of lanthanon permanent magnet, application and development are introduced, and stick investigation of NdFeB have been discussed. Keywords: Lanthanon permanent magnet; stick

目录 引言_______________________________________________________________ 5 1.稀土永磁材料的概要介绍 ____________________________________________ 5 2.十七种稀土元素 ____________________________________________________ 6 3.钕铁硼NdFeB_____________________________________________________ 6 4.日美等国的相关发展状况和我国稀土永磁材料发展展望 __________________ 7 4.1日美等国的相关发展状况______________________________________________ 7 4.2我国稀土永磁材料发展及展望__________________________________________ 8 5.钕铁硼永磁体的粘结研究 ____________________________________________ 8 5.1按要求配量__________________________________________________________ 9 5.2预估方案____________________________________________________________ 9 5.3检查效果，确认并验证最佳方案_______________________________________ 10结语______________________________________________________________ 11

镁合金作为生物医用材料的潜在优势、存在的问题及解决思路

镁合金作为生物医用材料的潜在优势、存在的问题及解决思路 摘要 近几十年来，镁及其合金在医疗领域的价值正飞速提升，应用也日益广泛，其作为硬组织植入材料与现有的各种临床金属植入材料相比有许多突出的优点[1]。然而，镁合金当然也不完美，也存在缺点，令其应用受到限制[1]。那么，这些优势和缺陷究竟是什么？如何让其性能更完善呢？本文就这些问题进行了简要论述。然而由于笔者才疏学浅，加之时间仓促，文中疏漏之处在所难免，尚有待进一步修改和完善，同时敬请各位读者多多批评指正。 关键词：镁合金，医用材料，植入体，腐蚀 一、引言 目前的生物医用材料主要有部分金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料及仿生材料等[1]。医用金属材料与高分子材料和无机非金属材料相比，具有较高的强度、韧性和加工性能，因此应用最为广泛[2]。目前，临床应用的医用金属主要有不锈钢、钴基合金、钛合金、形状记忆合金、贵金属以及纯金属钽、铌、镐等。但临床应用表明，以上材料均存在弊端[3]，如： 1.某些金属植入体含Al元素[4]。该元素可对器官造成损伤，且能导致骨软化、贫血[5][6]、老年痴呆 及神经紊乱等多种病症[5][6]； 2.某些材料会在体内释放出毒性金属离子[1]，引起受体发炎和排异反应[7]； 3.部分不锈钢植入体在生理系统环境中会发生缝隙腐蚀、摩擦腐蚀与疲劳腐蚀破裂等状况[8][9]，并 因此释放出Ni2+、Cr3+及Cr5+等离子，同时造成假体松动，最终引起植入体失效[10]； 4.相当一部分材料的弹性模量与人骨不够相近，例如：不锈钢的弹性模量约为200GPa，钛合金约 100GPa[4]，而人骨仅10～40GPa。这必然会导致应力遮挡效应，进而减少对新生骨组织生长和重塑的诱导作用[1]，并最终造成植入体的不稳定、组织愈合迟缓甚至植入失败等后果[1][11]。 5.不锈钢、钴基合金和钛基合金皆为生物惰性材料，在人体中不发生或仅发生微弱的化学反应，因而 在生物环境中相当稳定[4]，无法自行降解[1]。故病人完全康复后必须再次通过手术将其取出[2]，徒增了患者的痛苦及医疗费用[1]。 然而近年来，镁及其合金的横空出世和飞速发展使这些问题的解决成为了可能。那么，这种金属到底有什么优点，能克服这么多棘手的困难呢？接下来的一段将回答这个问题。 二、镁合金作为生物医用材料的潜在优势 近几十年来，国内外研究发现[3][12][13][14][15]：镁合金作为硬组织植入材料，与现有的各种临床金属植入材料相比有许多突出的优点： 1.Mg是人体必需的微量元素之一[1]，在动物体内含量仅次于钙、钠、钾，且在细胞内仅次于钾[4]， 与神经、肌肉及心脏功能密切相关[16]，对维持细胞膜结构和调节细胞的生长具有重要作用[17]，是能量传输、贮存和利用的关键元素，还是新陈代谢过程中各种酶系统的重要活化剂，并参与人体内几乎所有的新陈代谢过程，如骨细胞的形成、蛋白质的合成等。另外，镁具有诱导骨生长的作用，能加速骨愈合，还可以调节DNA和RNA结构，降低癌症发病率，增强心血管的抗病毒能力[1]，减少血液中胆固醇的含量，从而防止高血压、动脉硬化和心肌梗塞等疾病[16]。而以镁作为医用植

稀土镁合金的研究现状

稀土镁合金的研究现状 摘要：镁合金是目前最轻的结构金属材料，稀土的加入对改善其组织和提高耐腐蚀性，特别是高温性能具有重要作用。本文介绍了稀土镁合金的研究现状以及压铸和快速成型稀土镁合金。 关键词：稀土镁合金；压铸；快速成型 Abstract :Magnesium alloys are the most light structure metal materials ,the rare earth to improve their organization and improve corrosion resistance, especially high temperature performance has an important role,Study situation of Rare-earth Magnesium Alloys were introduced in the paper and pressure casting and rapid prototyping the rare earth magnesium alloys were introduced. Key words: Rare-earth Magnesium Alloys; Pressure Casting; Rapid Prototyping 镁合金是最轻的工程结构材料，具有密度小、比强度和比刚度高、导热导电性好、

阻尼减震性能高、电磁屏蔽性好、良好的铸造性能、易于加工成型、废料容易回收等一系列优点，因此，目前被广泛应用于汽车、电子、航空航天等诸多领域，具有极为广阔的应用前景。稀土元素由于具有独特的核外电子排布，表现出独特的性质，对0、S和其他非金属元素有较强的亲和力，在冶金过程中可以净化合金熔体、改善合金组织、提高合金室温力学性能、增强合金耐腐蚀性能等。近年来，根据对材料的性能要求而研制开发了一系列含稀土的高强、耐热、抗蠕变、阻燃等镁合金，稀土作为主要的合金元素或微合金化元素在镁合金研究领域发挥愈来愈重要的作用[1]。 1稀土在镁中的性质 1.1 稀土镁合金与氢和氧的相互作用 由于镁与氧极易发生反应，因此镁合金在熔炼和浇注过程中易氧化燃烧。镁与氧反应生成的表面MgO膜，致密度系数αMg<1，疏松多孔，不能有效阻止氧穿透该氧化膜；且MgO的导热系数小，不利于热量的扩散，会加剧镁的氧化和燃烧。稀土元素加入镁合金后，与氧发生反应或与MgO中氧发生置换反应生成稀土氧化物RE203，该稀土氧化物的致密度系数a>1，能够有效阻止氧穿透氧化膜与镁发生反应。 在镁合金中，已知Mg-Be，Mg-Ca，Mg-Ce-La合金系的氧化速度都比纯镁小，稀土对改善镁合金熔体的氧化性质有益。 氢在镁中有较大的溶解度，比其在铝中高1～2个数量级，在液态镁中，随温度升高，压力增大，氢的溶解度也增大。氢的主要来源是潮湿的气氛，在熔炼过程中与空气中的水反应： Mg(l)+H2O(g) →MgO(s)+2[H] 氢和镁不形成化合物，在镁中呈间隙式固溶体存在，含氢量过高会使镁合金出现显微气孔。稀土对除去镁合金中的氢有明显作用。在加入稀土后，稀土与氢反应生成REH2相； [RE]+2[H] →REH2 同时，稀土与MgO发生反应： 2 [RE]+3MgO →RE2O3+ 3Mg 此反应有较强的驱动力，因此可生成稀土氢化物和氧化物而达到合金溶液除氢的效果。特别对于含锆的镁合金，由于[H]与Zr生成稳定的化合物ZrH2，使锆在镁合金中溶

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稀土功能材料研究现状 摘要：稀土元素被誉为二十一世纪新材料的宝库，因其在电、光、磁等方面具有独特性质，故在功能材料领域获得了广泛的应用。文章介绍了稀土磁性材料、稀土发光材料、稀土催化材料、稀土贮氢材料、稀土超导材料的研究及其应用进展。 关键词：稀土、功能材料、研究现状 引言 功能材料是以物理性能为主的工程材料的统称，即指在电、磁、声、光、热等方面具有特殊性质，或在其作用下表现出特殊功能的材料[1]。它是现代高新技术的先导和基础，对它的研究、开发和应用将促进国家的科技发展水平，提高国家的综合经济实力和在高科技领域的竞争力。 被称为新材料“宝库”的稀土元素具有独特的4f电子结构，大的原子磁距，很强的自旋轨道藕合等特性，与其它元素形成稀土配合物时，配位数可在3—12之间变化，并且稀土化合物的晶体结构也是多样化的。稀土元素具有独特的光学、电学及磁学物理化学性质，使其在功能材料领域获得了广泛的应用。因此，无论是稀土金属还是其化合物都有良好的应用价值。本文着重介绍了在工农业生产和科学技术领域中有广泛应用的不同类型的稀土材料。 1、传统领域中的稀土材料 1.1稀土在农轻工中的应用 早在20世纪五六十年代，稀土就在农业、纺织业、石油化工业等传统领域得到了广泛的应用。稀土在农业的应用时我国科学独立自主开发的成果，先后被列入国家“六五”和“七五”科技攻关计划。稀土元素作为微量元素用于农业主要有2个优点：一是作为植物的生长、生理调节剂，使农作物具有高产量、优品质和抗逆性3大特性；二是稀土属低毒、非致癌物质、合理使用稀土对人畜无害，对环境无污染[2]。如添加稀土元素的硝酸盐化合物作为微量元素化合物施用于农作物可

高性能稀土镁合金及其研究进展

高性能稀土镁合金及其研究进展 镁合金作为一种轻质的绿色工程材料具有很大的应用前景，被称为21世纪的“绿色工程材料”。然而，大部分镁合金的力学性能（尤其高温力学性能）较差，使其应用受到限制。因此，如何改善其力学性能成为亟待解决的问题。添加合金化元素是常用来改善镁合金力学性能的手段之一，尤其是添加稀土元素。稀土元素对镁合金具有“净化”“细化”“强化”“合金化”的四重作用。Mg-RE系合金因其优异的高温拉伸性能、抗蠕变性能及良好的塑性成形能力而备受青睐，被认为是最具有应用前景的高温高强合金体系。因此，本文主要综述近年来国内外在高性能稀土镁合金方面的研究进展，重点介绍制备高性能镁合金的制备方法、加工技术、热处理工艺、强韧化机制及目前研究中存在的问题与不足。 1.Mg-RE系合金 Mg-RE系合金是目前镁合金中最重要的高强耐热镁合金体系，尤其是含有重稀土元素（Gd、Y、Dy、Ho、Er等）的镁合金。Mg-RE系二元合金的时效硬化特性、强度与稀土添加量成正比关系，如在 Mg-Gd二元合金体系中Gd的质量百分含量若低于10%则合金的时效析出偏低或者无析出，直接导致合金的强度及耐热性能降低。为了降低稀土的添加量且不影响时效硬化特性效果，在Mg-RE二元合金的基础上添加其它合金化元素开发出了三元、四元等稀土镁合金。目前，稀土镁合金主要包括在Mg-Gd体系上形成的Mg-Gd-Y、Mg-Gd-Er、Mg-Gd-Ho、Mg-Gd-Dy等系列合金，在Mg-Y体系上形成的Mg-Y-Gd、Mg-Y-Nd、Mg-Y-Sc-Mn 等系列合金，为了细化晶粒稀土镁合金中常常加入Zr元素。 除了早期的WE54、WE43合金，Mordike等通过添加Sc及Mn等元素，开发了抗蠕变性能优于WE43合金的Mg-4Y-1Sc-1Mn(wt.%)合金；He等用普通铸造+挤压+峰值时效的方法制备了高强耐热Mg-10Gd-2Y-0.5Zr(wt.%)合金，其室温下的屈服强度、抗拉强度、延伸率分别可高达331 MPa、397 MPa、1%。最近，Li等通过轧制+时效的方法制备了Mg-14Gd-0.5Zr 合金，其屈服强度、延伸率分别可高达445 MPa、2%。Mg-RE系合金是目前最适合、最有前途的可应用在航空航天或汽车上的镁合金材料，多数单位都将此系列合金的目标性能提高到550Mpa-600Mpa，稳定使用温度在200 o C。晶粒细化、形变强化、沉淀强化是目前稀土镁合金采用的强化手段。目前的研究主要集中在沉淀强化方面。Mg-RE系合金主要的时效析出强 化相为β′′ (DO 19)、β′(cbco)，其中，β′′相的化学成分为Mg 3 RE， β′相的化学成分为Mg15RE3。 β′相与基体具有半共格关系，匹配较好，大量、致密、规则析出的β′相，可有效阻止位错运动，被认为是合金强度提高的主要原因之一。 目前的研究仍有不足，主要表现在以下几个方面：（1）合金中含有大量的稀土，导致合金成本偏高；（2）合金的塑性加工性能偏差，有必要寻找改善合金塑性的新方法、新理论；（3）合金的塑性变形机制研究较少，需大研究稀土溶质原子、晶粒尺寸、晶界类型、织构等对滑移系机制的影响规律。 2.Mg-RE-Zn系合金 Mg-RE-Zn合金是现在研究的一个热点，一方面因为Kawamura于2001年用快速凝固粉/

镁及镁合金的主要物化性能

镁及镁合金的主要物化性能铸造镁合金比变形镁合金使用的更多。铸造镁合金是航空工业中应用最广泛的一种轻合金。用镁合金铸件代替铝合金铸件，在强度相等的条件下，可以使工件重量减轻百分之二十五到百分之三十。镁合金和铝合金一样，根据加工方法可以分为变形（压力加工）镁合金和铸造镁合金两大类。这些年来，随着压铸技术的发展，压铸镁合金已成为镁合金应用的主要领域。此外，镁合金作为牺牲阳极其用途也有了很大的发展。 镁属于轻金属，纯金属镁为银白色，在空气中极易被氧化，形成一层薄氧化膜，可以防止其进一步氧化。 镁化学活性很高，在自然界中很难遇到纯镁矿。在海水中以氯化物存在，约含百分之零点一四，在地壳中以光卤石、菱镁矿、白云石和一些其他化合物形式存在，含量达到百分之二点三五。 制取镁的方法方法有：第一种，熔融氯化镁电解法，它是主要的制镁法；第二种，用硅铁还原氧化镁的硅热法；第三种，用碳还原氧化镁的碳热法。 镁及镁合金的主要物化性能：（1）密度，20摄氏度金属镁的密度是1.738g/cm3，650摄氏度熔化温度下密度约为1.65g/cm3，液态镁密度为1.58g/cm3；（2）凝固体积收缩率为4.2%，相应线收缩率为1.5%；原子叙述12，原子价+2，相对原子质量24.30。热性能：熔点，在标准大气压下，金属镁的熔点是650℃±1℃。沸点在标准大气压下，金属镁的沸点是1107℃±3℃。再结晶温度金属镁的再结晶温

度最低位150℃。再膨胀金属镁固体体积膨胀系数二十摄氏度到一百摄氏度之间为26.1*10-6，液体体积膨胀系数温度在六百五十一摄氏度到八百摄氏度之间为380*10-6。热导率镁在二十摄氏度的热导率为154.5W/(mk)。比热容（C）温度在二十摄氏度的时候镁的比热容是1.025kj。气化潜热金属镁的汽化潜热是5150到5400kJ。熔化潜热金属镁的熔化潜热是360~377KJ。升华潜热金属镁的升华潜热是6113到6238KJ。燃点空气中加热时，金属镁在632摄氏度到635摄氏度开始燃烧。燃烧热金属镁的燃烧热是24900到25200kJ。

磁性材料研究进展

磁性材料 引言 磁性材料作为重要的基础功能材料，已广泛用于信息、能源、交通运输、工业、农业及人们日常生活的各个领域，对社会进步和经济发展起着至关重要的推动作用。人们习惯按矫顽力的高低，对磁性材料进行分类：矫顽力大于1000A／m则称为硬磁材料，当硬磁材料受到外磁场磁化后，去掉外磁场仍能保留较高的剩磁，因此又称之为永磁材料或恒磁材料；矫顽力小于lOOA／m则称为软磁材料；矫顽力100A／m

轻合金技术新进展

轻合金技术新进展 铝、镁、钛等金属的密度小，分别为2.7g/cm3、1.7g/cm3、和4.5g/cm3、，因此，这几种金属通常被称为轻金属，其相应的铝合金、镁合金、钛合金则称为轻合金[1,2]。铝合金具有比重小、导热性好、易于成形、价格低廉等优点，已广泛应用于航空航天、交通运输、轻工建材等部门，是轻合金中应用最广、用量最多的合金[3~5]。镁合金具有比重小，比强度、比刚度高，阻尼性、切削加工性、导热性好，电磁屏蔽能力强，尺寸稳定，资源丰富，易回收，无污染等优点，因此，在汽车工业、通信电子工业和航空航天工业等领域正得到日益广泛的应用，近年来全世界镁合金产量的年增长率高达20％，显示出了极为广泛的应用前景[1,15]。钛合金比重小、耐蚀性好、耐热性高、比刚度和比强度高，是航天航空、石油化工、生物医学等领域的理想材料；同时，钛的无磁性、钛铌合金的超导性、钛铁合金的储氢能力等特性，使得钛合金在尖端科学和高技术方面发挥着重要作用[1,32]。 本文简要综述目前国内外在轻合金方面的研究开发、应用现状及最新进展，分析了我国在轻合金材料发展及其应用方面存在的问题，提出了今后一段时间我国在轻合金材料研究、开发与应用方面的对策。 －、铝合金 1.铝合金的发展 铝合金是一种较年轻的金属材料，在20世纪初才开始工业应用。第二次世界大战期间，铝材主要用于制造军用飞机。战后，由于军事工业对铝材的需求量骤减，铝工业界便着手开发民用铝合金，使其应用范围由航空工业扩展到建筑业、容器包装业、交通运输业、电力和电子工业、机械制造业和石油化工等国民经济各部门，应用到人们的日常生活当中。现在，铝材的用量之多，范围之广，仅次于钢铁，成为第二大金属材料。铝材应用的迅速发展是世界铝工业界不断开发新的铝合金材料的结果[3~5]。表1列出了铝合金的特性及主要应用领域[2]。 铝合金的发展可追溯到1906年时效强化现象在柏林被Alfred Wilm偶然发现，硬铝 Duralumin、随之研制成功并用于飞机结构件上[7]。在此基础上随后开发出的Al-Cu-Mg系合金，如2014和2024，其抗拉强度为350~480MPa'，至今仍在使用。第二次世界大战期间，由于军用航空材料的需要，抗拉强度超过500ＭＰ'的Al-Zn_Mg_Cu.合金发展起来，其中最

稀土镁合金的研究进展及应用

稀土镁合金的研究现状及应用 张晓 （中北大学材料科学与工程学院，山西太原030051） 摘要：镁合金具有许多优异的性能，如高比强度、高比刚度等。但它强度不高，高温抗蠕变性能差。稀土的加入对改善其组织和提高耐腐蚀性，特别是高温性能具有重要作用。本文介绍了国内外稀土镁合金的研究现状，并展望了稀土镁合金的应用前景。 关键词：镁合金；稀土；现状 Study Situation And Application Of Rare-earth Magnesium Alloys Zhang Xiao (North University Of China School Of Material Science And Engineering, Taiyuan Shanxi 030051) Abstract: Magnesium Alloy has many inherent advantages of Magnesium Alloy, such as high specific strength，high specific stiffness and so on. But it is not high strength and high temperature creep resistance is poor.the rare earth to improve their organization and improve corrosion resistance, especially high temperature performance has an important role,Study situation of Rare-earth Magnesium Alloys were introduced at home and abroad in the paper and the prospect of application in Rare-earth alloys Magnesium Alloy was looked. Key words: Magnesium Alloy; Rare-earth; situation

永磁材料长期稳定性研究进展

永磁材料长期稳定性研究进展Ξ 刘国征1,2,3,夏宁2,赵明静1,刘小鱼1,鲁富强2,李波3,喻小军3 (11包头稀土研究院,内蒙古　包头　014030; 21稀土冶金及功能材料国家工程研究中心,内蒙古　包头　014030; 31钢铁研究总院,北京　100083) 摘　要:永磁材料的长期稳定性对永磁应用器件的长期可靠使用是极为重要的。本文介绍了永磁材料长期稳定的理论模型的发展和在不同永磁材料中的应用,总结了温度、耐蚀性、镀层防护、永磁体的L/D因素等对烧结钐钴稀土永磁材料短期和长期稳定性的影响,讨论了烧结钕铁硼永磁材料的热稳定性、耐蚀性差的缺点,科技人员近年来所进行的研究和改善的途径,提出解决烧结钕铁硼永磁材料的长期稳定性应用应采取的途径。 关键词:长期稳定性;钐钴永磁材料;钕铁硼永磁材料;永磁应用器件 中图分类号:O482152 文献标识码:A 文章编号:100420277(2010)022******* 钕铁硼稀土永磁材料因有最高的磁性能而广泛地应用于电机、家用电器、计算机、医疗器械等行业。近年来,随着军工、节能环保等新能源领域风力发电机、混合动力汽车的发展,对所使用的稀土永磁材料的磁性能、使用温度和稳定性都提出了更高的要求,而永磁材料的稳定性变得更为重要。 永磁材料磁性能的稳定性是永磁材料的重要参数,主要是指永磁材料充磁后,内外因素的影响使磁性能改变的程度[1～3]。通常用磁性能的变化率来表示其稳定性。常见引起磁性能变化的因素有:温度、时间、电磁场、辐射、机械震动与冲击、化学作用等。对于钕铁硼永磁材料来说,由于居里温度低、热稳定性差、耐蚀性不好已普遍共知,对此已有众多研究人员进行了研究,通过添加元素C o提高了居里温度[4,5],添加Dy、Tb、Al、G a、Nb、Cu等元素提高了内禀矫顽力,大大改善了烧结钕铁硼永磁材料的热稳定性[6～9],通过添加元素[10]和提高磁体密度、采用防腐镀层[11]等方法,使烧结钕铁硼的耐蚀性得到很大改善,提高了磁体的化学稳定性,基本满足了各类应用器件的一般需求。但随着风力发电机、混合动力汽车和军工装备应用的发展,要求永磁体要具有高可靠性、长寿命,即在20年内磁体的磁通或剩磁损失在0%～10%这一范围内。这一类磁体应用的环境条件较复杂,既有四季气候温度、湿度变化,又承受振动、冲击及内外退磁场带来的影响。因此永磁材料的长期稳定性已成为永磁材料研究和该应用领域极为关心的参数。而对于烧结钕铁硼永磁体的时间稳定性或长期稳定性的研究一直不够深入,是当今关注的重点。本文重点综述永磁材料长期稳定性的研究和理论研究状况,影响永磁材料长期稳定性的因素以及相对准确预测永磁材料长时间稳定性的方法。 1　永磁材料长期稳定性理论模型研究永磁材料的剩磁随时间变化而降低的现象早已被人所共知。对于永磁材料,在其内部的磁畴和磁区域的排列状态随时经受着来自内部和外部因素的扰动而重新排列达到低能状态,因此而引起剩磁的降低。早在1949年,为了解释这一现象,Street R[12]以及Neel Louis[13]提出了假设并建立了理论模型。Neel Louis假定在磁体的局部区域存在磁场而影响了磁体的磁状态。这些磁场可为热扰动、机械振动、外磁场以及地球磁场等产生。在稳定的环境下,这些磁场随着时间随机性产生,使磁体内部状态不断 第31卷第2期2010年4月 稀 土 Chinese Rare Earths V ol131,N o12 April2010 Ξ收稿日期:2010201207 基金项目:国家自然科学基金项目资助(50761001) 作者简介:刘国征(19622),男,内蒙古赤峰人,博士研究生,正高级工程师,主要从事磁性材料研究。

稀土镁合金的结构与性能

RE对镁合金性能的影响 Effect of rare earth on the pro perties of magnesium alloys 摘要：镁合金因其密度小，比强度及比刚度高且能循环再利用，被誉为21世纪的绿色工程材料。然而镁合金的强度不高，高温蠕变性能及耐热和耐腐蚀性较差，这些缺点极大地限制了镁合金的发展和应用。稀土元素因其与镁元素晶体结构相同，原子半径接近，能够掺于镁合金中，通过形成固溶体和第二相来改善镁合金的性能，从而扩宽了镁合金的应用范围。本文主要结合本课题组的目前工作，研究了当向镁中加入稀土元素后，其高温蠕变性能的增强机理，又研究了当向稀土镁合金中加入适量的Zn,Cu,Ni元素后，其内部形成的长周期堆垛有序结构对镁合金性能的影响，最后做了一些稀土镁合金未来研究和发展展望。 关键词镁合金稀土元素高温抗蠕变性能长周期堆垛有序结构 镁合金因其具有密度小、高比强度、比刚度以及优秀的易回收利用等优于传统金属材料的特性，目前在航空航天、军工特种材料及交通电子等领域有着广阔的应用空间。作为被誉为“21 世纪的绿色工程材料”的镁合金目前却普遍存在合金强度不高( 尤其是高温性能较差) 、耐蚀性及耐热性不佳等问题，对镁合金的广泛应用带来了极大的障碍［1］。 稀土元素作为目前镁合金中的主要合金元素，可以通过其扩散能力提高镁合金的重结晶温度，通过其很好的时效作用以及析出对合金

性能具有显著影响的弥散相，提高镁合金的抗蠕变性能及耐高温强度，稀土元素对镁合金的性能改进是其他元素所无法替代的［2,3］。我国镁和稀土资源极为丰富，稀土镁合金可在解决镁合金的性能缺陷的同时突显我国的资源优势，为镁合金应用领域的拓展起到推动作用。 1 稀土元素在镁合金中的行为 1． 1 稀土元素对镁合金熔体的保护及净化作用 目前镁合金的熔炼保护方法主要以熔剂覆盖保护和SF6 气体保护为主，但无论是哪一种保护方式，依旧会在熔炼过程引入少量的氧元素，进而形成导热系数较小且易破裂的氧化镁膜，导致合金液出现燃烧。将稀土元素加入镁合金之后，稀土元素将形成致密的稀土氧化物膜，阻止氧化镁膜的形成，实现对镁合金熔体的保护［4］。该保护特性在合金熔炼制备难度较高( 如WE43 合金) 的过程中尤为重要。 稀土元素在保护合金熔体不易氧化的同时，还可以对镁合金中的熔炼缺陷进行消除。图1 为AM60B 合金在加入1% ＲE 前后的合金金相组织图片，从图中可以看出，在AM60B 合金中加入稀土元素后，可以显著消除在AM60B 合金中的黑色缺陷( 主要成分为MgO) ，显著减少合金中的氧化物夹杂等缺陷，提高合金品质。此外，稀土元素还可以对镁合金熔体中的氧、氢、铁和硫等杂质进行去除，达到对合金的净化作用。 图1 1． 2 稀土元素对镁合金结构组织的影响

稀土元素在镁合金中的作用及其应用

稀土元素在镁合金中的作用及其应用() 稀土元素在镁合金中的作用及其应用(1).txt爱情是艺术，结婚是技术，离婚是算术。这年头女孩们都在争做小“腰”精，谁还稀罕小“腹”婆呀？高职不如高薪，高薪不如高寿，高寿不如高兴。稀土元素在镁合金中的作用及其应用.. 张景怀1,2,唐定骧1,张洪杰1,王立民1,王..军1,孟..健1* (1.中国科学院长春应用化学研究所稀土资源利用国家重点实验室,吉林长春130022;2.中国科学院研究 生院,北京100039) 摘要:综述了稀土元素在镁合金中的主要作用和效果,从冶金物理化学角度对稀土元素在镁合金中的作用行为进行了初步分析。结合中国科 学院长春应用化学研究所的初步研究成果介绍了含稀土镁合金Mg..Zn..RE,Mg..Al..RE,Mg..RE等系列的性能及其应用,展示了含稀土镁合金的 优良综合性能,特别是高强、高韧、耐热和抗蠕变性能、耐腐蚀性能,稀土镁合金将成为研制高性能镁合金的重要方向。 关键词:镁合金;力学性能;耐热性;稀土 中图分类号:TG146.2;O614.33....文献标识码:A....文章编号: 0258-7076(2008)05-0659-09

....镁合金是工程应用中最轻的金属结构材料, 具有密度低、比强度高、比刚度高、减震性高、易加工、易回收等优点,在航天、军工、电子通讯、交通运输等领域有着巨大的应用市场,特别是在 全球铁、铝、锌等金属资源紧缺大背景下,镁的资源优势、价格优势、产品优势得到充分发挥,镁合金成为一种迅速崛起的工程材料。面临国际镁金 属材料的高速发展,我国作为镁资源生产和出口 大国,对镁合金开展深入研究和应用前期开发工 作意义重大。然而目前普通镁合金强度偏低、耐热耐蚀等性能较差仍然是制约镁合金大规模应用的 瓶颈问题[1~5]。 稀土元素由于具有独特的核外电子结构,作 为一种重要的合金化元素,在冶金、材料领域起着独特的作用,例如净化合金熔体、细化合金组织、提高合金力学性能和耐腐蚀性能等。作为合金化 元素或微合金化元素,稀土已经被广泛应用于钢 铁及有色金属合金中[6]。在镁合金领域,尤其是在耐热镁合金领域,稀土突出的净化、强化性能逐渐被人们认识与把握,稀土被认为是耐热镁合金中 最具使用价值和发展潜力的合金化元素。我国的 镁资源和稀土资源特别丰富,近年来国内科研工

稀土永磁材料及其应用发展现状

稀土永磁材料及其应用发展现状 稀土永磁钕铁硼材料最重要的应用领域之一是支撑现代电子信息产业的重要基础材料，与人们的生活息息相关，小到手表、照相机、录音机、CD机、VCD机、计算机硬盘、光盘驱动器，大到汽车、发电机、医疗仪器等，永磁材料无所不在。正是由于广泛应用了稀土永磁材料，众多电子产品的尺寸进一步缩小，性能大幅度改善。 一、全球稀土永磁产业近况 近年来，由于发达国家生产成本高，而国际市场磁体价格却不断下降，在这些国家继续生产磁体已难以为继，因此以美、欧为代表的西方发达国家磁材企业纷纷进行了产业调整，使钕铁硼产业的国际格局发生了重大变化。 烧结磁体方面，2000年美国的Ugimag公司被卖给了麦格昆磁，2003年麦格昆磁进行了产业调整将其关掉，将磁材生产转移到中国来。21世纪初，英国的摩根集团收购了德国西门子下属的真空冶炼公司(Vacuumschmelze或VAC)和美国的坩埚公司，但是在2003年6月份，摩根集团关闭了美国的坩埚公司(Crucible)。2005年摩根集团把德国真空冶炼公司卖给了美国的JPMorgan。目前，美国的稀土产业已从昔日的辉煌到今日的全部没落。在欧洲只有两家烧结钕铁硼的生产厂家，一家是在德国的真空冶炼公司，一个是在芬兰的Neorem 公司。2003年6月，日立金属购买了住友金属下住友特金的股份，成为全球最大的钕铁硼生产企业，并于2004年4月1日更名为NEOMAX，并停止了日立金属在美国的磁体生产。2007年4月1日NEMOMAX在日本退市，成为日立金属的全资子公司。日本还有两家企业，一家是TDK，这是一家老牌磁性材料生产企业;还有一家就是信越化工。NEMOAX、TDK和Neorem在中国已建立磁体后加工基地。德国VAC与中科三环合作，2005年在北京成立了烧结钕铁硼合资企业。除了欧洲和日本两地外，其余的烧结钕铁硼磁体生产企业全部集中在中国。 自1990年以来，全球烧结钕铁硼磁体产量增长迅猛，年均增长率保持在25%左右。进入二十一世纪，尽管日、美、欧等发达国家稀土永磁产业的发展止步不前，但由于中国稀土永磁产业的超常发展，使得全球稀土永磁产业依然保持了迅猛增长的态势。2005年，全球烧结钕铁硼产量为42300吨，中国的产量为33000吨，占世界总产量的78%，保持了强劲的增长态势。日本烧结钕铁硼磁体原地踏步，处于维持状态。美国烧结钕铁硼磁体2004年后全部消亡。 粘结磁体方面，全球的生产能力大部分集中在日本企业。有代表性的两家企业，一家是精工爱普生，他们的磁材生产已经全部转到上海爱普生磁性器件有限公司;另一家是日本大同公司。在计算机硬盘驱动器(HDD)的主轴电机应用方面，大同和上海爱普生两家企业就占据了整个市场份额的90%以上。2002年底，中科三环参股了上海爱普生磁性器件有限公司，2004年3月进一步扩大股权，目前中科三环已持有该公司70%的股权，成为其第一大股东。安泰科技2003年3月收购了台湾的海恩公司，其深圳的海恩美格也是一个科技水平很高的粘结磁体工厂，加上国内成长起来的成都银河，粘结磁体企业除日本的大同外，其余基本在中国。 全球粘结钕铁硼磁体产量年均增长率为18%，基本保持了一个稳定增长的态势。2005年，虽然全球粘结钕铁硼磁体产量比2004年略有下降(1%左右)，但中国的粘结钕铁硼产量保持了11%的增长。中国粘结钕铁硼磁体产量已超过全球产量的40%，带动了全球产业的发

高性能镁合金发展现状与趋势

高性能镁合金发展现状与趋势 摘要 随着人们对能源和环境的日益关注，镁及镁合金的应用正在受到前所未有的关注。镁是我国少有的几种优势金属资源之一，在过去的15年里，我国的镁工业从弱小到壮大，目前已成为世界上原镁生产的绝对大国，2003年镁产量更是占世界总产量的60%以上。从2000年开始，在师昌绪等院士的直接推动下，我国镁合金的研究和应用也取得了举世瞩目的成绩，逐步从镁生产大国向镁研发和应用强国迈进。过去5年里，我国在高性能镁材料的研究，镁加工装备的开发以及镁合金深加工产品的开发应用方面都取得极大的进展。从镁产业的角度来讲，已经形成了从原材料到深加工一直到应用的完整产业链，从镁研究开发的角度来讲，已经初步形成了从基础研究到应用研究一直到产品开发的完整科研开发体系。镁合金作为21世纪的绿色环保工程材料，近年来已成为全球学术界的一个研究热点，并越来越受到工业界的重视。目前我国在镁合金的研究和应用上取得了很大进展，已经研制出耐热镁合金、高强高韧镁合金等新材料，在变形镁合金领域也取得了突破，本文重点介绍几种有特色和良好应用前景的高性能镁合金，以及镁合金成形加工技术的最新研究进展。高性能镁合金包括阻燃镁合金、低成本高强度铸造镁合金和高强耐热变形镁合金，成形加工技术包括镁合金涂层转移精密铸造技术、镁合金熔体复合纯净化技术、不含六价铬离子的镁合金超声阳极氧化表面处理技术、大型镁铸件低压成型技术以及镁板差温拉深工艺。镁合金的深入研究有力地推动了镁合金产业的发展。 关键词镁合金发展现状趋势 正文 1、我国镁及镁合金现状 我国目前在镁工业方面拥有三项"世界冠军"。第一是镁资源大国，储量居世界首位。在青海盐湖蕴藏着氯化镁32亿吨，硫酸镁16亿吨。在辽宁、山西、宁夏、内蒙、河南等省区菱镁矿均有很大储量，仅辽宁大石桥一带的储量就占世界菱镁矿的60%以上，矿石品位高达40%。第二是原镁生产大国，2003年我国共生产原镁35.4万吨，约占全球总产量的67%。第三是出口大国，年产量80%以上的镁出口到国际市场。尽管如此，我国的镁工业还存在着不少问题，主要表现在：1)原镁生产技术比较落后，质量不够稳定，镁锭中的夹杂物和有害元素含量大大超标，难以满足压铸、板材轧制和冲压等高端产品的生产需求;2)出口产品绝大多数是廉价的纯镁锭，镁合金出口比重只有15%左右，镁合金制品出口则更是微乎其微，因此出口利润低效益差，而对于军工生产所需求的高性能镁合金板材和型材还需要从俄罗斯进口;3)原创性的研究成果缺乏，目前出口的所有镁合金锭几乎全部按照国外的牌号生产，而且在镁合金产品加工中的关键技术和装备大部分依靠进口。 中国镁合金产品的生产和应用现状是，镁合金的优势已经被许多企业所认识，在汽车、摩托车和3C产业中镁合金已经开始获得应用，用户包括如上汽、一汽、二汽、奇瑞、隆鑫、海尔等，例如，一汽铸造有限公司AM50镁合金方向盘骨架;镁合金压铸迅速增长，台湾、香港和大陆投资的镁压铸厂分布在向几乎全国各地，各种压铸机数量超过50台;变形镁合金加工开始起步。 2、我国镁合金研究现状 国家相关研究和应用计划包括，科技部组织实施的"十五"攻关计划重大专项"镁合金应用开发及产业化"、"十五"863计划相关项目、重点国际合作计划、科技型中小企业创新基金，国家自然科学基金委立项的国家自然科学基金，国防科工委的民口军工配套项目，经贸委的技改项目，国家发改委的高技术示范工程等。 十五科技攻关重大专项"镁合金应用开发及产业化"的目标是，建立镁合金技术创新体系;