جامع مواد میں نایاب زمین کا اطلاق

کی درخواستنادر زمینجامع مواد میں
نایاب زمینی عناصر میں منفرد 4f الیکٹرانک ڈھانچہ، بڑے ایٹمی مقناطیسی لمحے، مضبوط اسپن کپلنگ اور دیگر خصوصیات ہیں۔دوسرے عناصر کے ساتھ کمپلیکس بناتے وقت، ان کی ہم آہنگی کی تعداد 6 سے 12 تک مختلف ہو سکتی ہے۔ نایاب زمین کے مرکبات میں مختلف قسم کے کرسٹل ڈھانچے ہوتے ہیں۔نایاب زمینوں کی خاص طبعی اور کیمیائی خصوصیات ان کو اعلیٰ معیار کے اسٹیل اور الوہ دھاتوں، خصوصی شیشے اور اعلیٰ کارکردگی والے سیرامکس، مستقل مقناطیس مواد، ہائیڈروجن ذخیرہ کرنے والے مواد، چمکدار اور لیزر مواد، جوہری مواد کو گلانے میں وسیع پیمانے پر استعمال کرتی ہیں۔ ، اور دیگر فیلڈز۔جامع مواد کی مسلسل ترقی کے ساتھ، نایاب زمینوں کا اطلاق جامع مواد کے میدان میں بھی پھیل گیا ہے، جس نے متضاد مواد کے درمیان انٹرفیس کی خصوصیات کو بہتر بنانے میں وسیع پیمانے پر توجہ مبذول کرائی ہے۔

جامع مواد کی تیاری میں نایاب زمین کے استعمال کی اہم شکلوں میں شامل ہیں: ① شامل کرنانایاب زمین کی دھاتیںجامع مواد کے لئے؛② کی شکل میں شامل کریں۔نایاب زمین آکسائڈجامع مواد تک؛③ پولیمر ڈوپڈ یا پولیمر میں نایاب زمین کی دھاتوں کے ساتھ بندھے ہوئے مرکب مواد میں میٹرکس مواد کے طور پر استعمال ہوتے ہیں۔نایاب زمین کے استعمال کی مندرجہ بالا تین شکلوں میں سے، پہلی دو شکلیں زیادہ تر دھاتی میٹرکس کمپوزٹ میں شامل کی جاتی ہیں، جب کہ تیسری بنیادی طور پر پولیمر میٹرکس کمپوزٹ پر لاگو ہوتی ہے، اور سیرامک ​​میٹرکس مرکب بنیادی طور پر دوسری شکل میں شامل کیے جاتے ہیں۔

نادر زمینبنیادی طور پر میٹل میٹرکس اور سیرامک ​​میٹرکس کمپوزٹ پر additives، stabilizers، اور sintering additives کی شکل میں کام کرتا ہے، ان کی کارکردگی کو بہت بہتر بناتا ہے، پیداواری لاگت کو کم کرتا ہے، اور اس کے صنعتی اطلاق کو ممکن بناتا ہے۔

نایاب زمینی عناصر کو مرکب مواد میں اضافی کے طور پر شامل کرنا بنیادی طور پر جامع مواد کے انٹرفیس کی کارکردگی کو بہتر بنانے اور دھاتی میٹرکس کے دانوں کی تطہیر کو فروغ دینے میں کردار ادا کرتا ہے۔عمل کا طریقہ کار مندرجہ ذیل ہے۔

① دھاتی میٹرکس اور مضبوطی کے مرحلے کے درمیان گیلے پن کو بہتر بنائیں۔نایاب زمینی عناصر کی برقی منفیت نسبتاً کم ہے (دھاتوں کی برقی منفیت جتنی چھوٹی ہوگی، غیر دھاتوں کی برقی منفیت اتنی ہی زیادہ فعال ہوگی)۔مثال کے طور پر، La ہے 1.1، Ce ہے 1.12، اور Y ہے 1.22۔عام بیس میٹل Fe کی برقی منفیت 1.83 ہے، Ni 1.91 ہے، اور Al 1.61 ہے۔لہٰذا، نایاب زمینی عناصر ترجیحی طور پر دھاتی میٹرکس کی اناج کی حدود پر جذب کریں گے اور پگھلنے کے عمل کے دوران کمک کے مرحلے میں، ان کی انٹرفیس توانائی کو کم کریں گے، انٹرفیس کے چپکنے کے کام میں اضافہ کریں گے، گیلے زاویے کو کم کریں گے، اور اس طرح میٹرکس کے درمیان گیلے پن کو بہتر بنائیں گے۔ اور کمک کا مرحلہ۔تحقیق سے پتہ چلتا ہے کہ ایلومینیم میٹرکس میں لا عنصر کا اضافہ مؤثر طریقے سے AlO اور ایلومینیم مائع کے گیلے پن کو بہتر بناتا ہے، اور مرکب مواد کے مائکرو اسٹرکچر کو بہتر بناتا ہے۔

② دھاتی میٹرکس اناج کی تطہیر کو فروغ دیں۔دھاتی کرسٹل میں نایاب زمین کی حل پذیری چھوٹی ہے، کیونکہ نایاب زمینی عناصر کا جوہری رداس بڑا ہے، اور دھاتی میٹرکس کا جوہری رداس نسبتاً چھوٹا ہے۔میٹرکس جالی میں بڑے رداس کے ساتھ نایاب زمینی عناصر کے داخل ہونے سے جالی کی مسخ ہوجائے گی، جس سے نظام کی توانائی میں اضافہ ہوگا۔سب سے کم مفت توانائی کو برقرار رکھنے کے لیے، نایاب زمین کے ایٹم صرف اناج کی بے قاعدہ حدود کی طرف ہی افزودہ ہو سکتے ہیں، جو کسی حد تک میٹرکس اناج کی آزادانہ نشوونما کو روکتے ہیں۔ایک ہی وقت میں، افزودہ نایاب زمینی عناصر دیگر مرکب عناصر کو بھی جذب کریں گے، مرکب عناصر کے ارتکاز کے میلان میں اضافہ کریں گے، مقامی اجزاء کو ٹھنڈا کرنے کا سبب بنیں گے، اور مائع دھاتی میٹرکس کے متضاد نیوکلیشن اثر کو بڑھا دیں گے۔اس کے علاوہ، عنصری علیحدگی کی وجہ سے ہونے والی ٹھنڈک بھی الگ الگ مرکبات کی تشکیل کو فروغ دے سکتی ہے اور مؤثر متضاد نیوکلیشن ذرات بن سکتی ہے، اس طرح دھاتی میٹرکس کے دانوں کی تطہیر کو فروغ دیتی ہے۔

③ اناج کی حدود کو صاف کریں۔نایاب زمینی عناصر اور عناصر جیسے O، S، P، N، وغیرہ کے درمیان مضبوط تعلق کی وجہ سے، آکسائیڈز، سلفائیڈز، فاسفائیڈز اور نائٹرائڈز کے لیے معیاری آزاد توانائی کم ہے۔ان مرکبات میں زیادہ پگھلنے کا مقام اور کم کثافت ہوتی ہے، جن میں سے کچھ کو کھوٹ کے مائع سے اوپر تیر کر ہٹایا جا سکتا ہے، جب کہ دیگر کو اناج کے اندر یکساں طور پر تقسیم کیا جاتا ہے، جس سے اناج کی حد میں نجاست کی علیحدگی کو کم کیا جاتا ہے، اس طرح اناج کی حد کو صاف کیا جاتا ہے اور اس کی طاقت کو بہتر بنانا.

واضح رہے کہ نایاب زمینی دھاتوں کی زیادہ سرگرمی اور کم پگھلنے کے نقطہ کی وجہ سے، جب انہیں میٹل میٹرکس کمپوزٹ میں شامل کیا جاتا ہے، تو اضافی عمل کے دوران ان کے آکسیجن کے ساتھ رابطے کو خاص طور پر کنٹرول کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔

بہت ساری مشقوں نے ثابت کیا ہے کہ نایاب ارتھ آکسائیڈز کو سٹیبلائزرز، سنٹرنگ ایڈز، اور ڈوپنگ موڈیفائر کو مختلف میٹل میٹرکس اور سیرامک ​​میٹرکس کمپوزٹ میں شامل کرنے سے مواد کی مضبوطی اور سختی بہت بہتر ہو سکتی ہے، ان کے سنٹرنگ درجہ حرارت کو کم کیا جا سکتا ہے، اور اس طرح پیداواری لاگت کم ہو سکتی ہے۔اس کی کارروائی کا بنیادی طریقہ کار مندرجہ ذیل ہے۔

① ایک sintering additive کے طور پر، یہ sintering کو فروغ دے سکتا ہے اور مرکب مواد میں porosity کو کم کر سکتا ہے۔sintering additives کا اضافہ اعلی درجہ حرارت پر مائع مرحلہ پیدا کرنا، مرکب مواد کے sintering کے درجہ حرارت کو کم کرنا، sintering کے عمل کے دوران مواد کے اعلی درجہ حرارت کے گلنے کو روکنا، اور مائع فیز sintering کے ذریعے گھنے جامع مواد کو حاصل کرنا ہے۔اعلی استحکام، کمزور اعلی درجہ حرارت کے اتار چڑھاؤ، اور نایاب ارتھ آکسائیڈز کے زیادہ پگھلنے اور ابلتے ہوئے پوائنٹس کی وجہ سے، وہ دوسرے خام مال کے ساتھ شیشے کے مراحل بنا سکتے ہیں اور سنٹرنگ کو فروغ دے سکتے ہیں، جس سے وہ ایک مؤثر اضافی بنا سکتے ہیں۔ایک ہی وقت میں، نایاب ارتھ آکسائیڈ سیرامک ​​میٹرکس کے ساتھ ٹھوس محلول بھی بنا سکتا ہے، جو اندر کرسٹل نقائص پیدا کر سکتا ہے، جالی کو چالو کر سکتا ہے اور سنٹرنگ کو فروغ دے سکتا ہے۔

② مائیکرو اسٹرکچر کو بہتر بنائیں اور اناج کے سائز کو بہتر کریں۔اس حقیقت کی وجہ سے کہ اضافی نایاب زمین کے آکسائیڈز بنیادی طور پر میٹرکس کی اناج کی حدود میں موجود ہوتے ہیں، اور ان کی بڑی مقدار کی وجہ سے، نادر زمین کے آکسائیڈز کی ساخت میں نقل مکانی کے خلاف مزاحمت زیادہ ہوتی ہے، اور دوسرے آئنوں کی منتقلی میں بھی رکاوٹ ہوتی ہے، اس طرح یہ کم ہوتی ہے۔ اناج کی حدود کی نقل مکانی کی شرح، اناج کی افزائش کو روکتی ہے، اور اعلی درجہ حرارت کے سنٹرنگ کے دوران اناج کی غیر معمولی نشوونما کو روکتی ہے۔وہ چھوٹے اور یکساں اناج حاصل کر سکتے ہیں، جو گھنے ڈھانچے کی تشکیل کے لیے موزوں ہے۔دوسری طرف، نایاب ارتھ آکسائیڈز کو ڈوپ کرنے سے، وہ شیشے کے مرحلے کی طاقت کو بہتر بناتے ہوئے، گرین باؤنڈری شیشے کے مرحلے میں داخل ہوتے ہیں اور اس طرح مواد کی مکینیکل خصوصیات کو بہتر بنانے کا ہدف حاصل کرتے ہیں۔

پولیمر میٹرکس کمپوزٹ میں نایاب زمینی عناصر بنیادی طور پر پولیمر میٹرکس کی خصوصیات کو بہتر بنا کر ان پر اثر انداز ہوتے ہیں۔نایاب ارتھ آکسائیڈ پولیمر کے تھرمل سڑنے والے درجہ حرارت کو بڑھا سکتے ہیں، جبکہ نایاب ارتھ کاربو آکسائیڈ پولی وینیل کلورائد کے تھرمل استحکام کو بہتر بنا سکتے ہیں۔نایاب زمین کے مرکبات کے ساتھ پولی اسٹیرین کو ڈوپ کرنا پولی اسٹیرین کے استحکام کو بہتر بنا سکتا ہے اور اس کے اثر کی طاقت اور موڑنے کی طاقت کو نمایاں طور پر بڑھا سکتا ہے۔