Электронный энергетический спектр неодима
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
?еделенного процента добавки, после достижения которого свойства понижаются.В каждом конкретном случае необходима определенная добавка РЗМ.
При производстве стали РЗМ вводятся главным образом в виде суммы металлов или окислов.
Обработка церием не только нейтрализует вредное влияние висмута, свинца и олова, но и повышает пластичность и вязкость стали. РЗМ оказывают влияние на прокаливаемость стали. Особое внимание при изучении влияния церия на свойства литой стали было уделено механизму обессеривания стали и возможности повышения механических свойств. Эффект десульфурации стали при добавке РЗМ заключается в уменьшении количества серы в стали в результате образования нерастворимых сульфидов и их всплывания в шлак или в верхнюю часть отливки.
В нержавеющие и жаропрочные деформируемые стали РЗМ вводятся с целью повышения способности к горячей деформации, а также с целью повышения жаропрочности и жаростойкости. Введение церия и лантана в малолегированные и нержавеющие стали, а также в другие стали, обладающие пластичностью в нагретом состоянии, улучшает их обрабатываемость при горячей деформации. В конструкционные стали РЗМ вводят с целью уменьшения дендритной кристаллизации, глубокого раскисления, общей десульфурации сталей, а также с целью повышения ударной вязкости при низких температурах.
В результате исследовательских опытных работ положительное влияние РЗМ установлено на сплавы цветных металлов на всех основах. РЗМ можно с успехом использовать в медных, никелевых, кобальтовых, титановых, ванадиевых, ниобиевых, молибденовых и вольфрамовых сплавах, а также для легирования хрома и ряда других цветных и редких металлов. Действие РЗМ в сплавах цветных металлов аналогично их действию в чугуне и стали [1].
Влияние редкоземельных металлов на свойства цветных металлов и сплавов основано на их модифицирующем действии, высокой химической активности и на способности образовывать тугоплавкие соединения с рядом легкоплавких примесей. В ряде случаев большую роль играет фактор упрочнения сплавов за счет легирования твердого раствора и блокирования границ зерен жаропрочными соединениями (магниевые сплавы), так как растворимость РЗМ в твердом магнии значительно выше растворимости РЗМ в железе. В цветных сплавах оптимальное количество добавки РЗМ изменяется в широком интервале от микродобавок порядка 0,001% -0,5% до 8-10%. Для литейных алюминиевых сплавов важно повышение температуры плавления эвтектики, происходящее при сплавлении алюминия с РЗМ. Для титановых сплавов важно микролегирование РЗМ, для никелевых - увеличение стойкости против окисления, для хромовых - повышение температуры рекристаллизации и снижение температуры перехода в хрупкое состояние. Для хромовых, ванадиевых, ниобиевых, молибденовых и вольфрамовых сплавов на первый план выступает очистка их от кислорода и азота, происходящая в результате введений РЗМ.
Редкоземельные металлы начинают широко используются в атомной технике. Они могут применяться: 1) в реакторостроении в качестве конcтрукционных материалов; 2) при разделении изотопов; 3) в качестве радиоактивных изотопов; 4) для создания защитных материалов от действия излучений.
В атомной технике чаще всего применяются индивидуальные РЗМ гс металлическом виде и в виде соединений [1]. Материалы, содержащие РЗМ. обычно обладают специфическими свойствами, которые невозможно получить без применения РЗМ (например, цериевые стекла, не темнеющие под действием радиации).
В ряде случаев использование РЗМ предлагается взамен других материалов, так как для получения аналогичных требуемых характеристик применение РЗМ более эффективно (регулирующие стержни с европием взамен гафния или боросодержащих сталей).
Высокое поперечное сечение захвата тепловых нейтронов ряда изотопов РЗМ обеспечивает возможность их использования в реакторостроении для изготовления регулирующих стержней атомных реакторов и конструкционных материалов, служащих для биологической защиты персонала от воздействия нейтронного излучения. Обычно в регулирующих стержнях используются окислы РЗМ Gd2O3, Eu2O3, Sm2O3, которые в мелкодисперсном состоянии распределены в жаропрочной стали или в титане (так называемые керметы). Керметы отличаются удовлетворительными механическими свойствами и некоторые из них являются коррозионно-стойкими при испытаниях в воде при высоких температурах. Известны, например, керметы, состоящие из палладия и редкоземельных металлов - самария или гадолиния. Эти керметы приготавливаются методом внутреннего окисления РЗМ и весьма стабильны при высоких температурах. Металлической матрицей служит палладий.
Среди других конструкционных материалов следует также указать цериевые стекла, содержащие в своем составе CeO2. Они применяются для экранировки при работе с радиоактивными веществами, так как не мутнеют под действием ядерных излучений. Цериевые стекла обладают большой устойчивостью по отношению к в-излучению. Последнее вызывает быстрое потемнение обычных стекол, в частности стекол, в состав которых входит большое количество окиси бария (до 16%), применяемых в электровакуумной промышленности. Введение ~1% CeO2 в стекло устраняет его потемнение при облучении в-частицами.
Важным применением соединений РЗМ является изготовление специальных огнеупорных материалов для атомной энергетики. Окислы европия, гадолиния и самария имеют высокие точки плавления (выше 2000) и большие значения сечения захвата тепловых