ការស្រាវជ្រាវយ៉ាងទូលំទូលាយត្រូវបានធ្វើឡើងលើការបន្ថែមធាតុកម្រនៃផែនដី (REEs) ទៅ 7xxx, 5xxx, និង 2xxx ស៊េរីយ៉ាន់ស្ព័រអាលុយមីញ៉ូម ដែលបង្ហាញពីឥទ្ធិពលគួរឱ្យកត់សម្គាល់។ ជាពិសេស យ៉ាន់ស្ព័រអាលុយមីញ៉ូមស៊េរី 7xxx ដែលមានធាតុយ៉ាន់ស្ព័រច្រើន ជារឿយៗជួបប្រទះនឹងការបំបែកយ៉ាងធ្ងន់ធ្ងរកំឡុងពេលរលាយ និងខាស ដែលនាំទៅដល់ការកកើតនៃដំណាក់កាល eutectic យ៉ាងច្រើន។ នេះកាត់បន្ថយភាពតឹងណែន និងធន់នឹងច្រេះ ដែលធ្វើអោយខូចដល់ដំណើរការទាំងមូលនៃយ៉ាន់ស្ព័រ។ ការដាក់បញ្ចូលធាតុកម្រនៃផែនដីទៅក្នុងលោហធាតុអាលុយមីញ៉ូមដែលមានលោហធាតុខ្ពស់អាចចម្រាញ់គ្រាប់ធញ្ញជាតិ ទប់ស្កាត់ការបំបែក និងបន្សុទ្ធម៉ាទ្រីស ដោយហេតុនេះធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវរចនាសម្ព័ន្ធមីក្រូ និងលក្ខណៈសម្បត្តិរួម។
ថ្មីៗនេះ ប្រភេទចម្រាញ់គ្រាប់ធញ្ញជាតិ superplastic ទទួលបានការចាប់អារម្មណ៍។ អ្នកចម្រាញ់ទាំងនេះទាញយកធាតុកម្រដូចជា La និង Ce ដើម្បីបង្កើនការចុះខ្សោយនៃព្រំដែនគ្រាប់ធញ្ញជាតិ និងគ្រាប់រង។ នេះមិនត្រឹមតែចម្រាញ់គ្រាប់ធញ្ញជាតិប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងលើកកម្ពស់ការបែកខ្ចាត់ខ្ចាយឯកសណ្ឋាននៃទឹកភ្លៀង ទប់ស្កាត់ការបង្កើតឡើងវិញ និងធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវភាពធន់នៃលោហធាតុ ទីបំផុតបង្កើនផលិតភាពក្នុងដំណើរការចម្រាញ់។
នៅក្នុងយ៉ាន់ស្ព័រអាលុយមីញ៉ូមស៊េរី 7xxx ធាតុកម្រនៃផែនដីត្រូវបានបន្ថែមជាទូទៅតាមបីវិធី៖
1.Rare Earth ធាតុតែម្នាក់ឯង;
ការរួមបញ្ចូលគ្នានៃធាតុ Zr និងកម្រនៃផែនដី;
3. ការរួមបញ្ចូលគ្នានៃធាតុ Zr, Cr និងធាតុកម្រនៃផែនដី។
មាតិកាសរុបនៃធាតុកម្រនៃផែនដីជាធម្មតាត្រូវបានគ្រប់គ្រងក្នុងរង្វង់ 0.1-0.5 wt% ។
យន្តការនៃធាតុផែនដីដ៏កម្រ
ធាតុដីកម្រដូចជា La, Ce, Sc, Er, Gd, និង Y រួមចំណែកដល់លោហៈធាតុអាលុយមីញ៉ូមតាមរយៈយន្តការជាច្រើន៖
ការចម្រាញ់គ្រាប់ធញ្ញជាតិ៖ ធាតុដ៏កម្រនៃផែនដីបង្កើតបានជាទឹកភ្លៀងដែលចែកចាយស្មើៗគ្នា ដែលដើរតួជាទីតាំង nucleation ផ្សេងគ្នា បំប្លែងរចនាសម្ព័ន្ធ dendritic ទៅជាគ្រាប់ធញ្ញជាតិដែលមានលក្ខណៈស្មើគ្នា ដែលធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវកម្លាំង និង ductility ។
ការបង្រ្កាបនៃការបែងចែក៖ កំឡុងពេលរលាយ និងរឹង ធាតុកម្រនៃផែនដីជំរុញការចែកចាយធាតុឯកសណ្ឋានកាន់តែច្រើន កាត់បន្ថយការបង្កើត eutectic និងបង្កើនដង់ស៊ីតេម៉ាទ្រីស។
ការបន្សុតម៉ាទ្រីស៖ Y, La, និង Ce អាចប្រតិកម្មជាមួយនឹងភាពមិនបរិសុទ្ធនៅក្នុងរលាយ (O, H, N, S) ដើម្បីបង្កើតជាសមាសធាតុដែលមានស្ថេរភាព កាត់បន្ថយបរិមាណឧស្ម័ន និងការរួមបញ្ចូល ដែលបង្កើនគុណភាពយ៉ាន់ស្ព័រ។
ការកែប្រែឥរិយាបថនៃការធ្វើគ្រីស្តាល់ឡើងវិញ៖ ធាតុដ៏កម្រមួយចំនួនអាចកំណត់ព្រំដែនគ្រាប់ធញ្ញជាតិ និងគ្រាប់ធញ្ញជាតិ រារាំងចលនាផ្លាស់ទីលំនៅ និងការផ្លាស់ប្តូរព្រំដែនគ្រាប់ធញ្ញជាតិ។ នេះពន្យារការបង្កើតឡើងវិញ និងរក្សារចនាសម្ព័ន្ធស្រទាប់រងល្អកំឡុងពេលដំណើរការកម្ដៅ ធ្វើអោយប្រសើរឡើងទាំងកម្លាំង និងធន់នឹងច្រេះ។
ធាតុសំខាន់ៗនៃផែនដីដ៏កម្រ និងឥទ្ធិពលរបស់វា។
Scandium (Sc)
Sc មានកាំអាតូមតូចបំផុតក្នុងចំណោមធាតុកម្រ និងក៏ជាលោហៈធាតុផ្លាស់ប្តូរផងដែរ។ វាមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ក្នុងការពង្រឹងលក្ខណៈសម្បត្តិនៃយ៉ាន់ស្ព័រអាលុយមីញ៉ូមដែលខូចទ្រង់ទ្រាយ។
នៅក្នុងលោហធាតុអាលុយមីញ៉ូម Sc precipitates ជា Al₃Sc ដែលស៊ីសង្វាក់គ្នា បង្កើនសីតុណ្ហភាពឡើងវិញ និងទប់ស្កាត់ការឡើងរឹងរបស់គ្រាប់ធញ្ញជាតិ។
នៅពេលដែលផ្សំជាមួយ Zr នោះ ភាគល្អិត Al₃(Sc,Zr) មានស្ថេរភាពសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ បង្កើតបានជាគ្រាប់ធញ្ញជាតិល្អស្មើគ្នា និងរារាំងចលនាផ្លាស់ទីលំនៅ និងការធ្វើចំណាកស្រុកតាមព្រំដែនគ្រាប់ធញ្ញជាតិ។ នេះធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវកម្លាំង ភាពធន់នឹងការអស់កម្លាំង និងដំណើរការស្ត្រេស-ច្រេះ។
Sc ច្រើនពេកអាចនាំអោយមានភាគល្អិត Al₃(Sc,Zr) coarse កាត់បន្ថយសមត្ថភាព recrystallization កម្លាំង និង ductility។
Erbium (Er)
Er ធ្វើសកម្មភាពស្រដៀងគ្នាទៅនឹង Sc ប៉ុន្តែមានប្រសិទ្ធភាពជាង។
នៅក្នុងយ៉ាន់ស្ព័រស៊េរី 7xxx ការបន្ថែម Er សមស្របនឹងចម្រាញ់គ្រាប់ធញ្ញជាតិ រារាំងចលនាផ្លាស់ទីលំនៅ និងការផ្លាស់ប្តូរព្រំដែនគ្រាប់ធញ្ញជាតិ ទប់ស្កាត់ការបង្កើតឡើងវិញ និងពង្រឹងកម្លាំង។
នៅពេលដែលត្រូវបានបន្ថែមជាមួយ Zr, Al₃(Er,Zr) បង្កើតជាភាគល្អិតដែលមានស្ថេរភាពកម្ដៅជាង Al₃Er តែម្នាក់ឯង ដែលផ្តល់នូវការទប់ស្កាត់ការកកិតឡើងវិញបានល្អប្រសើរ។
Er ច្រើនពេកអាចបង្កើតដំណាក់កាល Al₈Cu₄Er ដោយកាត់បន្ថយទាំងកម្លាំង និង ductility ។
ហ្គាដូលីញ៉ូម (Gd)
ការបន្ថែម Gd កម្រិតមធ្យម ចម្រាញ់គ្រាប់ធញ្ញជាតិ បង្កើនកម្លាំង និងភាពធន់ និងបង្កើនការរលាយនៃ Zn, Mg និង Cu នៅក្នុងម៉ាទ្រីស។
លទ្ធផល Al₃(Gd, Zr) ដំណាក់កាល pin pins dislocation និង subgrain boundaries, suppressing recrystallization. ខ្សែភាពយន្តសកម្មមួយក៏បង្កើតបាននៅលើផ្ទៃគ្រាប់ធញ្ញជាតិផងដែរ ដោយកាត់បន្ថយការលូតលាស់របស់គ្រាប់ធញ្ញជាតិ។
Gd ច្រើនពេកអាចបណ្តាលឱ្យមានគ្រាប់ធញ្ញជាតិ coarsening និង deteriorate លក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិច។
Lanthanum (La), Cerium (Ce) និង Yttrium (Y)
La ចម្រាញ់គ្រាប់ធញ្ញជាតិ កាត់បន្ថយបរិមាណអុកស៊ីហ្សែន និងបង្កើតជាខ្សែភាពយន្តសកម្មនៅលើផ្ទៃគ្រាប់ធញ្ញជាតិ ដើម្បីរារាំងការលូតលាស់។
La និង Ce លើកកម្ពស់តំបន់ GP និង η′ ទឹកភ្លៀងដំណាក់កាល ធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវកម្លាំងម៉ាទ្រីស និងភាពធន់ទ្រាំច្រេះ។
Y បន្សុទ្ធម៉ាទ្រីស រារាំងការរលាយនៃធាតុយ៉ាន់ស្ព័រសំខាន់ៗទៅក្នុងដំណោះស្រាយរឹង ជំរុញការបង្កើតនុយក្លេអ៊ែ និងកាត់បន្ថយភាពខុសគ្នាដែលអាចកើតមានរវាងព្រំដែនគ្រាប់ធញ្ញជាតិ និងផ្នែកខាងក្នុង បង្កើនភាពធន់នឹងការច្រេះ។
La, Ce, ឬ Y ច្រើនពេកអាចនាំអោយមានសមាសធាតុប្លុករឹង ដែលកាត់បន្ថយភាពធន់ និងកម្លាំង។
លក្ខណៈសម្បត្តិនៃធាតុដ៏កម្រសំខាន់ៗ និងលក្ខណៈរបស់វានៅក្នុងអាលុយមីញ៉ូម
ពេលវេលាបង្ហោះ៖ ថ្ងៃទី ២១ ខែសីហា ឆ្នាំ ២០២៥
