稀土元素在金属材料中的作用和机制

作者从１９６１年开始进行稀土元素在铁基，镍基，铜基，铝基等约百个２～４元金属溶液体系的热力学，相平衡及２０多个金属材料，包括稀土－铁超磁致伸缩材料中的作用与应用研究，本文依据作者科研组的研究成果并参考一些文献，主要说明稀土元素在金属材料中的作用和机制。     

稀土元素Y、Gd和Sc在铜锆基非晶合金中的应用

总结了近年来国内外铜锆基非晶合金的研究进展,以铜锆基非晶合金为研究对象,分析了稀土元素Y、Gd和Sc在铜锆基非晶合金中的作用,包括净化熔体、脱氧、提高玻璃形成能力、改善其力学性能等,阐述了稀土元素在铜锆基非晶合金体系中的作用机理及应用情况,通过分析稀土元素的物理化学特性,合理选择稀土元素以改善铜锆基非晶合金的性能。     

稀土元素在金刚石工具中应用研究的新进展

本文探索了稀土元素在金刚石工具中的行为机制。作者自80年代开始对铈在铜基胎体、铝基胎体、钴基胎体中的力学性能和高温性能进行了系统研究，80年代末开始研究镧元素在金刚石工具中的行为，包括镧、铈与胎体材料的磨损性能、切割性能的关系，及磨损性能与切割性能之间的联系，发现：稀土镧、铈能明显地降低结合剂的磨损性能，提高工具的切割性能，并成功地应用在工具中。稀土元素是使用量微、作用明显的元素，而且价格便宜，在金刚石工具中很有推广价值。     

稀土元素的热力学特性及在金属基复合材料中的应用

稀土元素具有许多独特的性质，少量稀土元素的存在能极大地影响金属材料的结构与性能，本文在分析稀土元素热力学特性的基础上，从物理化学角度和复合材料结构与性能的关系上，讨论了稀土元素对金属基复合材料的影响，在铝基复合材料中加入Ｌａ系元素后，由于形成Ａｌ－Ｌａ金属间化全物，从而使其耐热性能有明显增加，同时稀土元素的加入也可使Ａｌ基体晶粒细化，使复合材料的综合机械性能得到改善，此外还有提高耐腐蚀性能的效果。     

稀土元素Yb对铝合金与镁合金改性的研究现状和展望

镱(Yb)是一种性质较为特殊的稀土元素,对金属材料的合金化作用与效果也与其他重稀土元素有所不同。本文对近年来在铝合金与镁合金结构材料中添加微量Yb的实验研究进行了概述,分析了稀土Yb独特的改性作用和强韧化效果。并结合自身课题组的工作对Yb在镁合金中的合金化改性作用前景进行了探讨和展望,认为Yb是一种在新型铝合金和镁合金的开发中有较大研究和应用价值的稀土元素,尤其是对Yb在镁合金中的作用应重新认识。     

稀土元素在表面工程领域中的应用

本文简要综述了国内外近年来将稀土元素应用于表面工程领域所取得的进展。表明不论是一般的化学热处理，还是喷涂、喷熔或激光表面改性等技术过程，稀土元素都显示出独特的有益作用。诸如：活化催渗作用，细化组织，净化夹杂，提高组织均匀性和降低孔隙率的作用。提高表面改性层的硬度、回火抗力和抗氧化能力；减少裂纹生成等．由于稀土元素的加入．可使各种表面改性层的耐蚀、耐磨、抗疲劳性能显着提高．作者指出：虽然稀土元素在各种表面改性层中的作用机理尚未搞清，还要做大量认真细致的研究工作。然而，这并不妨碍稀土元素在表面工程领域中的工业应用。     

稀土表面工程及其摩擦学应用的研究现状

综述了稀土表面工程及其摩擦学应用的研究现状,主要从稀土表面工程的进展、稀土元素在摩擦磨损过程中的作用机理以及稀土元素原子的扩散机制进行了讨论,并对稀土元素在表面工程及其在摩擦学中的研究提出了作者的几点看法。     

稀土元素对铝合金组织与性能影响的研究进展

稀土元素因为其有效、稳定的变质作用,被广泛应用于多种金属材料中。变质处理可以细化合金组织,从而提高合金的力学性能,不同的稀土元素对铝合金的变质效果不同。重点介绍了几种常用稀土元素对铝合金显微组织、力学性能的影响及其变质机理,综述了现阶段国内外稀土铝合金的研究现状,并阐述目前存在的问题,以及对未来研究进行了展望。     

稀土元素在光催化剂中的应用及作用机理

稀土元素具有丰富的能级,特殊的4f电子跃迁特性和光学性质,不仅能够以离子掺杂或半导体复合的形式有效提升传统TiO2光催化剂的性能,而且可以构造出多种新型的光催化剂体系.本文在归纳近年来相关文献的基础上,综述了稀土元素在光催化剂中的应用概况及研究进展,从稀土改性TiO2基光催化剂和含稀土非TiO2基新型光催化剂两方面,探讨了稀土元素在光催化剂体系中所起的作用及其机理,并对含稀土光催化剂的设计思想、研究重点、目前效果及不足之处进行了总结和评述.     

生物医用金属材料研究现状与应用进展

生物医用金属材料又称医用金属材料或外科用金属材料,当生物医用金属材料广泛被用于植入材料时,长期的实用性与安全性便成为了对医用金属材料的第一要求。生物医用金属材料在临床上已经取得了广泛的应用,同时也具备重要的深入研究价值。文章综述了生物医用金属材料的最新研究进展,详细介绍了钛基、钴基、镁基、锆基、锌基、铝合金以及不锈钢、钨、贵金属等生物医用金属材料的研究与应用进展,展望了未来研究的发展方向及临床的应用前景。文章指出虽然生物医用金属材料在过去的几十年中已得到较快的发展,但在临床上广泛使用的仍然是有限的几种,因此加大新型医用金属材料的研究并推动其发展显得尤为必要。     

赤泥中回收稀土金属的综述

叙述了从赤泥中稀土金属回收的意义以及我国赤泥中稀土元素的赋存状况.介绍了国内外从赤泥中回收稀土元素的工艺,并对其进行了评述.针对我国山西铝厂的赤泥中含钙和钠较高的特点,提出了先焙烧,再用盐酸浸出稀土,然后在浸出液中加碱,得到钪等稀土金属氧化物沉淀,最终分离的新工艺.该工艺能有效分离稀土,易实现工业化生产,废水处理量少,不产生新的污染,符合节能和环保的要求.但是目前还停留在实验室阶段,要实现工业化生产,其经济效益如何有待于进一步的实践证明.     

含稀土钢在不同工艺条件下的渗氮行为

研究了在38CrMoAlA钢中加入稀土对气体渗氮和液体渗氮的影响。发现在两种渗氮方式下钢中稀土都能明显提高表面及近表面硬度,但略减小了渗层厚度。同时还发现,钢中稀土元素对气体渗氮比对液体渗氮的影响明显。而且,在本文试验条件下,稀土含量约0.0955%（质量分数）时影响最大。     

稀土Ce加速Sn晶须生长的研究

稀土被认为是金属中的"维他命",在钎料中添加微量的稀土Ce可以显著地改善钎料合金的综合性能.然而,当钎料中添加过量的稀土时,将会发现Sn晶须的快速生长现象.结果表明,如果将Sn3.8Ag0.7Cu1.0Ce钎料内部的稀土相暴露于空气中,稀土相将发生氧化而产生体积膨胀,钎料基体对体积膨胀的抑制作用将使稀土相内部产生巨大的压应力从而加速Sn晶须的生长.     

稀土元素在金属材料中的一些物理化学作用

针对不同金属溶液体系，采用了不同的实验方法，研究得到了铁液中Ｃｅ，Ｙ，Ｌａ，Ｎｄ，Ｓｍ分别与Ｓ，Ｏ，Ｓ＋Ｏ，Ｃ，Ｎ，Ｓｂ，Ｓｎ Ｐｂ，Ｐ，Ｃｕ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｖ溶质元素，镍液中Ｃｅ，Ｙ分别与Ｓ，Ｏ，Ｓ＋Ｏ溶质元素，铜液中Ｃｅ，Ｙ分别与Ｓ，Ｏ，Ｓ＋Ｏ，Ｓｎ，Ｚｎ，Ｐｂ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｆｅ溶质元素，铝液中Ｃｅ分别与Ｍｇ，Ｔｉ，Ｍｎ，Ｚｎ，Ｆｅ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｓｉ，Ｓ溶质元素构成的６７个三元     

稀土在化学镀Ni-P镀层中应用的研究进展

综述了国内外稀土元素在改善化学镀Ni-P工艺和提高镀层性能方面的研究进展.介绍了稀土元素在化学镀Ni-P中的应用,阐述了稀土元素对化学镀Ni-P共沉积、镀液稳定性、沉积速率以及镀层耐蚀、耐磨性能的影响.分析讨论了稀土元素以其特殊的电子层结构、较低的电负性以及高的化学活性,在化学镀Ni-P中改善镀层工艺和性能的作用机理....     

高品质高可靠性钎料的技术发展及应用

结合国际高品质钎焊材料的研究现状和未来发展方向,总结了新型铝基钎料、银基钎料、铁基钎料及钎焊技术的国内外最新研究进展与应用成果.AlSiCu基低熔点钎料具有较高的强度和较好的耐腐蚀性能,特别是添加微量稀土元素后能通过变质作用降低表面张力和促进界面元素扩散,适用于高强度铝合金、铝-钢、钛合金的连接.新颖的纳米多层膜低温钎料及涂层制备技术取得一系列新的研究结果,与钎焊技术相结合具有良好的应用前景;特殊的钎焊新技术,如超声波辅助钎焊、等离子-激光复合钎焊为实现无钎剂和非真空环境下材料的液相连接提供了新的解决方案.     

Au与Au合金的微合金化

讨论和总结了Au与Au合金的微合金化.在Au合金中,微合金化元素的主要作用是强化、调整电阻率、细化晶粒尺寸和提高再结晶温度等. 几乎在所有的应用中,相对于Au具有大的熔点差或原子尺寸差的合金元素,诸如碱和碱土金属、稀土金属、高熔点金属、类金属和某些简单金属被选择作为微合金化元素. 介绍了微合金化Au合金的某些应用.许多微合金化元素对Au和Au合金性能的影响常常是多重和协同的.总结了对于不同应用的Au和Au合金的微合金化元素的某些选择原则.     

Mg-La和Mg-Nd二元合金相稳定性的第一原理研究

La和Nd是镁合金中常用的稀土添加元素,为了帮助理解它们在Mg合金中的强化机制,应用第一原理计算方法,研究了Mg-La和Mg-Nd二元合金的相稳定性.计算结果表明,Mg-La和Mg-Nd合金在Mg₁₂RE和Mg₃RE之间的平衡相分别为Mg₁₇La₂和Mg₄₁Nd₅;La和Nd在Mg中的溶解度大小差别较大,表明者在镁合金中产生强化的机理不同;Mg₃Nd具有比Mg₁₂La更大的弹性模量,因而具有更好的强化效果.     

氧化膜应力研究进展

综述了氧化膜应力产生与释放机理,重点介绍了氧化膜应力原位测试技术的新进展及稀土绎氧化膜和的影响,探讨了氧化膜应力研究的发展方向。     

Application of rare earth containing solid state ionic conductors in electrolytes

Solid state ionic conductors have received considerable scientific attention and assumed great technological significance in recent years, due to potentially important applications in fuel cells, batteries, sensors, electrochromics, process control, environmental protection and optical materials. Some of the prominent electrolytes such as oxygen ion conductors, β-aluminas and protonically conducting perovskites contain rare earth elements as vital constituents. Some novel application of rare earth containing solid state ionic conductors in sensors for gases and molten metals are discussed.