稀土镁硅铁合金中氧化镁的分析方法进展

纳米氢氧化镁阻燃剂的制备工艺

2009年第1期青海师范大学学报(自然科学版) Journal of Qinghai Norm al U niversity(Natural Science) 2009 No.1纳米氢氧化镁阻燃剂的制备工艺王书海,温小明 (青海师范大学化学系,青海西宁 810008) 摘要:本文主要研究了湿法纳米氢氧化镁阻燃剂的制备工艺过程,对制得纳米氢氧化镁阻燃剂进行测试,并将粉体添加到软质PVC体系中测定该体系的活化数、氧指数、拉伸强度和断裂伸长率等.通过单因素优选法和正交试验法分析,结果表明,最佳的工艺条件:聚乙二醇(PEG)为分散剂,硬脂酸为改性剂,分散剂的用量为2 5%,改性时间为90min,改性温度为 70 ,改性剂用量为5%(质量分数);添加了纳米氢氧化镁阻燃剂粉体的软质PVC体系的阻燃性能有了显著提高,同时减少了氢氧化镁添加剂的用量和降低了对体系机械力学性能的影响. 关键词:氢氧化镁;阻燃剂;纳米;表面改性;分散剂中图分类号:O157 5 文献标识码:A 文章编号:1001-7542(2009)01-0043-05 0 引言随着有机高分子材料的迅速发展和广泛应用,有机物的易燃性和燃烧后放出大量的卤烟越来越受到人们的关注.无机阻燃剂的研究被提上日程,无机阻燃剂氢氧化镁由于其分解温度高(340 ~ 490 )、无毒、无烟、抗酸、无腐蚀性、价格便宜等[1]优点受到人们的欢迎.但由于氢氧化镁其表面的强极性的,自身容易聚合.添加到有机材料中很难使其均匀分散,而且界面难以形成很好的结合.通常氢氧化镁阻燃剂在较高的填充量下(填充量高达60%[2])才有较好的阻燃效果,但较高的填充量下有机材料的机械性能和成形性急剧下降.很难在两者之间中和,氢氧化镁的超细化和表面改性成为制约氢氧化镁阻燃剂大量应用的关键. 李克民[3]通过用偶联剂对氢氧化镁表面改性处理添加到有机高分子材料中取得了较好的效果,显著的提高了有机高分子材料的阻燃、抗酸等性能.改性后的氢氧化镁一般颗粒较大,很难在有机高分子材料中达到较好分散的效果.何昌洪、张密林等[4]人以氯化镁和氨水为原料制得了粒径100nm~ 150nm的纳米氢氧化镁,较小颗粒的氢氧化镁由于表面强极性很容易二次聚合,易胶结,洗涤过滤困难,而且收率较低.刘立华、宋云华等[5]人选择了几种常用的表面改性剂对纳米氢氧化镁进行湿法表面改性处理,降低了对有机材料机械力学性能的影响,但制备纳米氢氧化镁条件较为苛刻,工艺较为复杂. 本文首次通过把湿法制得纳米氢氧化镁并不将其从体系中分离,直接在水溶液体系中对其进行包裹改性处理,可以有效的防止了纳米氢氧化镁的二次聚合和胶结.同时通过对不同的试剂和反应条件进行试验,确定了制备纳米氢氧化镁阻燃剂的最佳工艺条件. 1 实验 1 1 主要原料和仪器 1 1 1 原料和试剂氢氧化镁粉末(由青海镁业有限公司提供;d>10um);聚乙二醇(PEG),(分子量6000上海化学试剂采购供应站);硬脂酸,(大连大平油脂化学有限公司);硬脂酸钠,(常州市环琦贸易有限公司);十二烷基苯磺酸钠,(上海英鹏化学试剂有限公司);钛酸酯偶联剂,(南京能德化工有限公司);十二烷基硫酸钠、收稿日期:2008-04-09 作者简介:王书海(1986-),男(汉族),江苏徐州人,2007级研究生,研究方向:材料添加剂研究.

高纯氧化镁的制备方法汇总

高纯氧化镁制备方法 1．卤水制备氧化镁 1.1石灰法将氯化镁溶液与煅烧石灰石（或白云石）灰乳反应生成氢氧化镁，煅烧得氧化镁。此法会产生1t镁砂会产生2.76吨CaCl2，如果不能对其进行有效利用，会造成新的废物堆积，只是生产不能扩大。 1.2碳铵法碳酸氢铵（或二氧化碳和氨）同氯化镁溶液反应生成碱式碳酸镁，经煅烧得到氧化镁。

该法以碳酸氢氨为原料，蒸发水量大，势必耗能较大，生产成本较高。如果能够利用合成氨工厂排放的二氧化碳及中间产品氨为原料，可降低其成本。 1.3氨法将水氯化镁石（或老卤）与液氨加入晶种沉镁，沉淀经洗涤、烘干、煅烧得到氧化镁产品。此法沉镁效率可达80%-85%，氨转化率可达80%,产品中氧化镁质量分数在99%以上，副产品NH4Cl可作为化肥化工原料，而且无三废，基本无污染。如在沉镁过程中添加特殊晶种核心，可产生超细氧化镁、磁性氧化镁和空气氧化镁等等。 1.4纯碱法将卤水与纯碱反应，生成碱式碳酸镁沉淀，洗涤脱水后煅烧，制得氧化镁。此法制得的氧化镁产品纯度较高，工艺简单，能耗小，但使用纯碱会使成本过高。

以上方法都在液相中反应，通过加入沉淀剂、洗涤剂和化学精制等方法除去杂质离子，保持碱式碳酸镁或氢氧化镁的纯度，最终高纯镁砂纯度可达99.9%以上。但是卤水生产高纯镁砂成本过高，能源消耗大，生产工艺复杂，存在很多难点. 1.5水氯镁石直接热解含水氯化镁直接在空气（或热气流）中加热，随着温度升高能逐步失去结晶水。反应方程式如下：该法工艺流程较简单，不需消耗任何辅助原料，使生产成本降低，更易实现镁的高值化和产业化。现行方法主要有喷雾法和沸腾炉法。 1.5.1喷雾热解法将卤水直接喷入热分解反应炉中进行热分解，煅烧后得粗氧化镁，多次水洗除去未完全分解的可溶性氯化物，粗氧化镁完全水化生成氢氧化镁，煅烧至轻质氧化镁，再重烧得到高纯镁砂，纯度可达99%以上。喷雾法工艺流程用此法生产氧化镁具有工业规模的厂家是以色列Mishor Rotem的死海方镁石公司。此工艺的热解时间短，生产成本较低，但回收率比较低，氯化氢尾气腐蚀性强，对设备的要求很高，而且对氯化氢尾气的吸收和浓缩有很大难度。 1.5.2沸腾炉热解法将原料经沸腾炉脱水，热解和焙烧，产品由出料管自动溢入集料缶储存。矿石沸腾炉炉体散热较大，应采用适当的隔热保温措施，才能较低散热，提高炉子的有效热利用率。 2.固体矿制备氧化镁 2.1煅烧菱镁矿法菱镁矿中含90%以上的碳酸镁，以及少量碳酸钙和其他微量杂质，直接煅烧便能得到纯度较

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。

稀土中间合金及其应用

稀土中间合金及其应用稀土元素与一种或数种其他元素组成的具有金属特性的物质，又称母合金。一般包括混合稀土金属、硅基稀土复合铁合金和以稀土或钇为基的二元稀土中间合金。稀土中间合金的基本用途是作稀土添加剂。它的生产方法视原料情况和使用要求而定，主要有熔合法、熔盐电解法、金属热还原法和粉末冶金法(见稀土合金制取)。一、简史 1908年含铁30％的打火石问世，这是稀土合金的首次应用。1922年美国矿务局(U.S.BureauofMines)首先在钢中添加稀土。从50年代起，含铁5％的铈组混合稀土金属广泛用于钢铁冶金，生产球墨铸铁和汽车用高强度低合金钢。60年代美国钒公司(VanadiumCorp.)和钼公司(MolycorpInc.)研制成功被欧美等一些国家称作稀土硅化物的稀土硅铁合金。1968～1974年期间，由于稀土硅化物的价格按稀土金属含量计比电解法生产的混合稀土金属低58％，致使混合稀土金属在钢铁冶金中的应用地位逐渐被稀土硅化物所取代。1972年稀土硅化物在美国冶金领域中的用量占稀土在该领域中用量的90％。1974年稀土硅化物的消费量相当于6000t的混合稀土金属。从70年代中期起，受世界钢市场和炼钢新技术的影响以及稀土硅化物在炼钢中的熔合能力欠佳，特别是合金生产费用增加而导致价格上涨等因素，致使稀土硅化物在钢中的消费量在80年代初下降到15％。到80年代末，用于高强度低合金钢的稀土中，稀土硅化物的占有率不到10％。 1948年英国研究人员首先用火石合金与硅铁一起处理生铁得到了球墨铸铁。1952年美国联合碳化物公司(UnionCarbideCorp.)在镁硅铁球化剂中配入铈处理铁水取得成功，从而导致了稀土镁硅铁合金的诞生。前苏联在钢铁冶金中最先应用混合稀土金属和铈铁，70年代开始广泛试制稀土硅铁合金和含镁、钙、锶、钡及稀土的复合铁合金。 1956年中国科学院上海陶瓷冶金研究所研制成功用电硅热法从含RE2O34％～6％的包头钢铁公司的炼铁高炉渣中冶炼稀土硅铁合金的方法，这是世界上首次在电弧炉内用硅铁还原稀土氧化物生产稀土硅铁合金，并于1958年在内蒙古的包头市开始了工业化生产。70年代又先后开发了用碳热法生产稀土硅铁合金和抗球化衰退能力强的钇组稀土硅铁合金的方法。经历20多年的提高与发展，在80年代初稀土硅铁合金及稀土镁硅铁合金产量成为当时中国稀土工业产品中产量最大的稀土产品，大大促进了中国球铁工业的发展。1988年上述两种产品的产量按稀土氧化物计达到4500t。80年代中期，作为球化剂、蠕化剂及孕育剂的稀土复合铁合金产品开始进入系列化、标准化和商品化。80年代后期，中国又开发用熔盐电解法和金属热还原法生产RE-Al、RE-Mg、Nd-Fe、Y-Fe、Y-Mg及Y-Al 等二元合金，用于稀土功能性材料的研究开发。二、混合稀土金属由几种或十几种稀土金属自然组成具有金属特性的物质。常用的有铈组混合稀土金属、富铈混合稀土金属和富镧混合稀土金属。铈组混合稀土金属按外来译音又称米什金属，是人们最早应用而又常用的稀土金属合金。基本的稀土成分是镧、铈、镨和钕，根据不同的矿物原料制得的铈组混合稀土金属，其稀土元素配分范围为Ce45％～48％、La17％～30％、Pr4％～8％、Nd10％～18％，其他稀土元素1％～6％。工业产品纯度一般含RE96％～99.5％和Fe0.5％～5％，其他杂质元素为硅、钙、镁和铝。铈组混合稀土金属的密度、熔点与沸点分别为6300～6600kg/m3、1089～1163K和3673～3973K。铈组混合稀土金属主要用于生产打火石、钢及有色金属合金的变性处理和微合金化，80年代的新用途是制造廉价的稀土永磁体和生产金属钐的还原剂。铈组混合稀土金属一般用熔盐电解法生产。富铈混合稀土金属含铈高的稀土混合金属，一般铈占稀土总量的50％～60％，含La18％～28％、Pr4％～6％和Nd12％～20％，稀土品位为97％～99.7％。一些特殊富铈混合稀土金属的含铈量占稀土总量的90％，

纳米氢氧化镁的制备

纳米氢氧化镁的制备 1 前言氢氧化镁为新型镁质无机阻燃剂, 具有无毒、无烟、阻燃效果好等特点, 近年来已成为减烟、抑烟、阻燃等方面重要的无机阻燃剂。随着我国高分子合成材料工业快速发展及阻燃法规不断健全和完善, 对阻燃剂需求随之增加, 作为无毒、抑烟型的环保无机阻燃剂Mg( OH) 2 的需求更是十分迫切, 我国无机阻燃剂占整个阻燃剂用量的50% , 其中氢氧化镁阻燃剂占无机阻燃剂30% 左右, 每年需要氢氧化镁阻燃剂9 万t, 但我国目前氢氧化镁阻燃剂年生产能力约为1. 3 万t , 故我国氢氧化镁发展潜力巨大[1~ 2] 。我国是镁矿资源大国, 具有得天独厚的资源优势和良好的市场前景。因此, 我国应改进Mg(OH) 2 现有生产工艺、规模化生产, 并加强Mg(OH) 2 应用研究, 以促进我国Mg ( OH) 2 阻燃剂的生产和发展。我国生产的氢氧化镁纯度低, 粒度分布较宽, 而目前国外都需要高纯微细氢氧化镁产品, 特别是高纯纳米级的氢氧化镁产品, 用于各种高档复合材料的阻燃成分[ 3~ 4] 。纳米氢氧化镁是指颗粒粒度介于1~ 100 nm 的氢氧化镁, 作为一种纳米材料, 它具有纳米材料所具有的共性特点, 即小尺寸效应、量子尺寸效应、表面效应、宏观量子效应等, 用它充填于复合材料中能大大提高材料的阻燃性能、力学性能和其它性能。 2 氢氧化镁与其他碱类的比较质言之，氢氧化镁毕竟是一种“碱”，与其他传统碱相比当然是一种弱碱。具有独特的缓冲能力。氢氧化镁除在作为阻燃剂领域应用外，在其他领域应用特别是作为中和剂应用都基于这种特性。现将氢氧化镁比其他传统碱类物质所具有的优点综述如下。使用Mg(OH)2做中和剂时，溶液的pH值一般不会超过9，这恰好是美国环保局的“清洁水条例(CleanwaterAet)”中允许排放物pH值的最高限度[5]，而其他碱类物质一般都大于12;与用生石灰、消石灰不同，用Mg(OH)2中和含硫酸的液体时形成可溶性的硫酸镁，可作为硫镁肥代替水镁矾(Kieserite)，而用前者则会形成难溶的硫酸钙;Mg(OH)2中和能力强，中和同体积和同浓度的含酸废液，Mg(OH)2用量比通常碱的用量减少30%。由于中和速度慢，形成的砖泥致密，体积小，沉降快，过滤时间缩短，龄泥的处理和排人费用也比传统的处理方法减少30%，在温度零度时不结冰，从而可降低人工和维修费用。属弱碱性物质，作业处理和使用均安全可靠[6]。关于氢氧化镁的这些优点，国外有很多议论，如美国DOW化学公司氢氧化镁市场部经理Mark Tomik说:“这种化学品正在敦促越来越多的厂家对酸性液体进行处理时加以采用，以取代传统方法。他还说，用户通过使用氢氧化镁而不用其他碱类物质，在沉淀物处理和清除方面可节省60%的费用[5]。” 3 纳米氢氧化镁的制备技术[ 7] 3. 1 直接沉淀法直接沉淀法制备纳米氢氧化镁是向含有Mg2+的溶液中加入沉淀剂, 使生成的沉淀从溶液中析出,最常见的是氢氧化钠法和氨法[ 8- 11] , 反应过程为: Mg2+ + 2NaOH Mg(OH)2 + 2Na+ ( 1) Mg2+ + 2NH3.H2O Mg(OH)2 + 2NH4+ ( 2) 直接沉淀法操作工艺简单, 控制反应条件可制得片状、针状和球形的纳米氢氧化镁粉体。东北大学林慧博等[7]研究了用NaOH 和MgC l2.6H2O制备纳米氢氧化镁的最佳工艺条件为:反应温度80℃, 反应时间20 min, Mg2+ 和OH- 物质的量比为1 ：2 ,Mg2+ 浓度为0. 5 mol/ L, 制得产品粒径约为90nm的片状均匀分散的氢氧化镁。由于氨的挥发性较强, 所以氨法制备纳米氢氧化镁容易造成环境污染。但用氢氧化钠方法制备纳米氢氧化镁成本相对较高,而且制备分散性良好的纳米氢氧化镁所需反应条件苛刻。

高纯氧化镁的制备方法总结

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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

球墨铸铁生产中的稀土球化剂的选择

中频炉球墨铸铁生产中的稀土球化剂的选择 2012-05-08 13:47 1。球化剂及球化元素在球墨铸铁生产中的作用内容导读：尽管国内外球化剂的种类很多，但在我们国内目前应用最多的还是稀土镁类合金，现主要论述该类合金及其球化元素的作用。球化元素及反球化元素 1球化元素的作用所谓球化元素是指那些能够促进石墨球状化、使石墨球生成或增加的元素。球化元素一般有以下共同性质：(1)元素最外电子层上有一个或两个价电子，次内层有8个电子。这种电子结构使元素与硫、氧和碳有较强的亲和力，反映产物稳定，能显著减少贴水中的硫和氧。(2)元素在铁水中溶解度低，凝固过程中有显著偏析倾向。(3)虽然和碳有一定亲和力，但在石墨晶格内溶解度低。根据以上特点，Mg,Ce,Y,Ca属于有效球化元素。一是在铁水中蒸气压力高，使铁水佛腾。镁的原子量和密度比铁水小，熔点650度，沸点1108度，在铁水的处理温度下，镁产生的蒸气压力很高(超过1Mpa).镁的熔解热为21J/g,蒸发潜热为406J/g。因此，镁加入铁水时，要产生汽化，使铁水翻腾。二是与硫、氧有很强的亲和力。所生成的MgO和MgS熔点高，密度也远小于铁，容易与铁水分离，因此镁处理后的铁水，硫和羊的含量都很低；三是在铁水凝固过程中有偏析于石墨的倾向，当其在铁水中的残留量超过0.035%时，使末就可以球化，但当镁残留量超过0.07%时，一部分镁偏析于晶界，并于晶界中的碳、磷等发生放热反应，生成MgC2、Mg2C3、Mg3P2等。残留镁量更多时，晶间碳化物增多。稀土族元素对石墨球化有显著作用的是轻稀土元素中的铈和重稀土中的钇。一是稀土元素的沸点均比镁高，加入铁水中时，不会引起铁水的翻腾和喷溅；二是铈和钇基稀土元素有比镁更强的脱硫脱氧能力，生成的硫化稀土、氧化稀土等化合物熔点高、稳定性好；三是，稀土元素与铁水中的球化干扰元素也能形成稳定的化合物，因此含稀土的球化剂比镁球化剂的抗干扰能力强。稀土元素残留量对石墨球化有明显的影响。轻稀土处理过共晶铁水，当残留铈含量0.04%时，石墨就可以球化，而且很稳定；处理亚共晶铁水时，轻稀土加入量要增加。轻稀土处理得球铁，石墨圆整度比镁处理得球铁要差，并出现碎块状石墨；另外轻稀土处理得球铁白口倾向大，因此需要控制其加入量。重稀土钇本身熔点高，其脱氧除硫产生的氧化物、硫化物在高温下比较稳定，因此其抗球化衰退能力很强。1400度的铁水保温1小时，球化率降低不超过10%，含硫0.06%的铁水，用钇基重稀土合金处理后，能得到完整的球状石墨。铁水中残留钇0.10—0.15%，石墨球化良好；低于此限度，随钇量减少一次出现不规则石墨和蠕虫状石墨；残留钇超过0.15而低于0.30%时，白口倾向逐渐增大，石墨圆整度变差，并在更高残留量时出现YTe4。 Ca：钙在铁水中的溶解度很低，它对金相组织的影响是通过与氧和硫的结合而间接实现的。与镁相比，钙与硫、氧的亲和力更强，能够有效的脱硫除氧。钙残留量很低时，石墨分枝倾向增加，残留量较多时，可是使石墨尺寸减小，分枝倾向降低。钙残留量达到0.2%时，白口倾向明显加大。 1、1、2反球化元素(球化干扰元素)的作用该类元素主要是指破坏和阻碍使石墨球化的元素，按其作用机理大概可以分三类：一是消耗型反球化元素，如硫、氧、硒、碲等，它们与镁、稀土元素生成化合物，通过消耗球化元素来阻止球状石墨的形成。二是境界偏析的球化干扰元素，包括锡、锑、砷、铜、硼、钛、铝等，这些元素富集到晶界，促使碳在共晶后期结晶时，形成畸形的枝晶状石墨，如果这些元素含量较高，也可在

氢氧化镁

氢氧化镁综合介绍基本介绍：氢氧化镁（化学式：Mg(OH)2、分子量58.32）是镁的氢氧化物，为白色晶体或粉末，难溶于水，广泛用作阻燃剂、抗酸剂和胃酸中和剂。氢氧化镁在水中的悬浊液称为氢氧化镁乳剂，简称镁乳，用于中和过多的胃酸和治疗便秘。水溶液，呈碱性。用做分析试剂，还用于制药工业。物化性质：白色晶体或粉末。水溶液呈碱性。2.36g/cm3。溶于稀酸和铵盐溶液，几乎不溶于水和醇。在水中的溶解度（18℃）为0.0009g/100g 。易吸收空气中的二氧化碳。在碱性溶液中加热到200℃以上时变成六方晶体系结晶。在350℃分解而成氧化镁和水。高于500℃时失去水转变为氧化镁。沸水中碳酸镁可转变为溶解性更差的氢氧化镁。粒径1.5-2μm ，目数10000,白度≥95。生产工艺： 1、水镁石磨细法由于由天然水镁石磨细生产氢氧化镁只是一个物理过程，因此需要较纯净的天然水镁石资源。天然矿物水镁石的主要成分是氢氧化镁, 是一种层状结构的氢氧化物, 属于三方晶系, 常见的构造有块状、球状及纤维状, 是迄今自然界发现的含镁量最高的一种矿物。水镁石磨细法制备氢氧化镁, 是将水镁石粉碎成水镁石粉 ( 150μm ) , 再将水镁石粉气流粉碎至 1~ 26μm 粉体 ( 由表面活性剂改性的氢氧化镁 ) 。该氢氧化镁制造工艺简单, 价格也较低。该方法生产的是重质氢氧化镁。 2、化学合成法化学合成法是利用含有氯化镁的卤水、卤矿等与苛性碱类物质在水介质中反应, 生成氢氧化镁浆料, 经过滤、洗涤、干燥制得氢氧化镁。化学合成法中应用较多的方法包括氢氧化钙法、氨法、氢氧化钠法。采用这些方法生产的是轻质氢氧化镁。氢氧化钙法又称石灰乳法, 是以 Ca(OH)2为沉淀剂, 是一种传统的制备方法。该法优点是原料易得, 生产工艺简单, 成本较低。但是, 由于所得产品粒度小 (可达 0. 51μm 以下) , 聚附倾向大, 难于沉降、过滤及洗涤, 并且易吸附硅、钙、铁等杂质离子，因此产品纯度低, 只适用于对纯度要求不太高的行业, 如烟气脱硫和酸性废水中和等。氢氧化钠法是采用氯化镁水溶液与烧碱反应制备氢氧化镁。该方法优点是操作简单, 产物的形貌、粒度分布及纯度、晶体结构均易于控制, 适宜制备高纯微细产品。但是, 烧碱的使用会使成本增大；另外, 由于粒度较细, 过滤有一定困难。用氢氧化钠沉淀卤水生成碱式氯化镁沉淀, 如果要得到氢氧化镁需要在高压釜中再进行水热处理, 使之转化成氢氧化镁晶体。由于氢氧化钠是强碱, 如果条件控制不当会使生成的氢氧化镁形成胶体, 给产物性能的控制带来困难, 同时也易带入较多的Na 和 Cl 。与氨法比较, 该方法的母液回收不如氨法容易。 + - +

氧化镁生产工艺综述

氧化镁生产工艺综述卤水制氧化镁察尔汗盐湖是世界上最大的钾镁盐共生盐湖，在提取氯化钾过程中副产10倍于钾肥的氯化镁，制备氧化镁可大批利用副产氯化镁，同时可以缓解国内镁砂需求，对青海盐湖资源的合理开发和综合利用有深远的意义。由卤水或水氯镁石制备氧化镁的方法主要有石灰法、碳铵法、纯碱法、水氯镁石直接热解法。石灰法将氯化镁溶液与煅烧石灰石（或白云石）灰乳反应生成氢氧化镁沉淀，煅烧的氧化镁。由水氯镁石石灰石生产氧化镁工艺流程图此法生产1t镁砂副产2.76tCaCl2,如果不能对其进行有效地利用，会产生新的废物堆，致使生产规模不能扩大。碳铵法碳酸氢铵（或二氧化碳与氨）同氯化镁溶液反应生成碱式碳酸镁，经煅烧分解成图2碳铵法制取氧化镁和氯化铵工艺流程图氧化镁，工艺流程如图2所示。该法以碳酸铵为辅助原料，蒸发水量也大，热能耗量增大，会提高生产成本，如以合成氨工厂排放的二氧化碳废气和中间产品氨气为辅助原料，生产成本较低。 3.3.3氨法将水氯镁石（或老卤）与液氨（或氨水）晶种沉镁，沉淀经洗涤、烘干、煅烧得到氧化镁产品，工艺流程如图3所示。氨法制备氧化镁工艺沉镁效率可达80%-85%，氨转化率可达80%，产品中氧化镁质量分数在90%以上，副产的NH4Cl可作为化肥化工原料，且无工业三废，基本无环境污染，如在沉镁过程中添加特殊晶种核心，可生产超细氧化镁、磁性氧化镁及空气氧化镁。3.3.4纯碱法将卤水与纯碱反应，生成碱式碳酸镁沉淀，洗涤、脱水后煅烧，制得氧化镁。此法制得的氧化镁产品纯度较高，工艺简单，能耗小，但使用纯碱会使成本过高。以上4种方法都在液相中反应，通过加入沉淀剂、洗涤剂和化学精制等方法除去杂质离子，保持碱式碳酸镁或氢氧化镁的纯度，最终高纯镁砂纯度可达99.9%以上。但是，卤水生产高纯镁砂成本过高，能耗大，工艺复杂，存在很多难点。 3.3.5水氯镁石直接热解法含水氯化镁在空气（或热气流）中加热，随着温度升高逐步失去结晶水，反应方程式如下：该法工艺流程较简单，不需消耗任何辅助原料，使生产成本降低，更易实现镁的高值化和产业化，现行方法主要有喷雾法和沸腾炉法2种。（1）喷雾热解法将卤水直接喷入热分解反应炉中进行热分解，煅烧后的到粗氧化镁，多次水洗除去为完全分解的可溶性氯化物，粗氧化镁完全水化生成Mg(OH)2,煅烧至轻质氧化镁，再重烧得到高纯镁砂，纯度可达99%以上，工艺流程如图4所示。

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/

稀土元素在球墨铸铁中作用

友达商贸有限公司专业从事球墨铸铁批发的公司，针对稀土元素在球墨铸铁中所产生的作用有如下介绍：净化作用稀土元素可与氧，硫，氮，氢等形成化合物，但是在铁水中稀土元素与这些元素的反应则受到很多因素的影响而呈现复杂的规律，但是一般来说，稀土元素加入铁水中可脱硫去气，尤其在用稀土元素镁合金处理时，效果较好。稀土元素和氧气的亲和力极强，加入铁水中应有强烈的脱氧作用，但是稀土元素氧化物熔点远高于铁水温度，密度接近或超过铁水密度，不易从铁水中逸出，因此稀土元素在铁水中可与夺走氧形成稀土氧化物，从而促进球化但是不一定降低铸铁中总含量，稀土氧化物与二氧化硅可与组成熔点及密度较低的盐而逸出铁水，所以加入稀土硅钙合金会有较好的脱氧效果，把稀土镁硅铁合金加入铁水，由于镁起到沸腾搅拌作用，也促进脱氧。稀土元素虽然与氮有一定的亲和力，但是铁水中含有錋等元素，氮的溶解度会增加到超过正常铁水的含氮量，这是由于稀土元素可吸收氮气，因此有些实验表明，稀土元素在铁水中脱氮未见成效，甚至还有增氮可能被稀土元素化合或吸收。稀土元素可以大量吸收氢气，氢在稀土元素中溶解度比在铁中的溶解度高几百倍至几千倍。稀土元素也可以和氢形成不稳定化合物，在高温下分解放出氢气，铁水中加入稀土后，总的含氢量并不减少，但在冷却过程中基体或石墨中的氢大部分被稀土所吸收溶解。 (责任编辑：admin)

发布时间：12-05-04 来源：南京固琦分析仪器制造有限公司点击量：1392 字段选择：大中小稀土在球墨铸铁中的作用南京固琦分析仪器制造有限公司专业生产石墨球化率分析仪，石墨球化率化验仪，石墨球化率检测仪，石墨大小分析仪，石墨金相分析仪等精密仪器，稀土能使石墨球化。自从H. Morrogh最先使用铈得到球墨铸铁以来，先后许多人研究了各种稀土元素的球化行为，发现铈是最有效的球化元素，其他元素也均具有程度不等的球化能力。结合国情，我国对稀土的球化作用进行了大量研制工作，发现稀土元素对常用的球墨铸铁成分（C3.6～3.8wt%，Si2.0～2.5wt%）来说，很难获得同镁球墨铸铁那样完整均匀的球状石墨；而且，当稀土量过高时，还会出现各种变态形的石墨，白口倾向也增大，但是，如果是高碳过共晶成分（C>4.0wt%），稀土残留量为0.12～0.15wt%时，可获得良好的球状石墨。根据我国铁质差、含硫量高（冲天炉熔炼）和出铁温度低的情况，加入稀土是必要的。球化剂中镁是主导元素，稀土一方面可促进石墨球化；另一方面克服硫以及杂质元素的影响以保证球化也是必须的。稀土防止干扰元素破坏球化。研究表明，当干扰元素Pb、Bi、Sb、Te、Ti等总量为0.05wt%时，加入0.01wt%（残余量）的稀土，可以完全中和干扰，并可抑制变态石墨的产生。我国绝大部分的生铁中含有钛，有的生铁中含钛高达0.2～0.3wt%，但稀土镁球化剂由于能使铁中的稀土残留量达0.02～0.03wt%，故仍可保证石墨球化良好。如果在球墨铸铁中加入0.02～0.03wt%Bi，则几乎把球状石墨完全破坏；若随后加入0.01～0.05wt%Ce，则又恢复原来的球化状态，这是由于Bi和Ce形成了稳定的化合物。稀土的形核作用。20世纪60年代以后的研究表明，含铈的孕育剂可使铁液在整个保持期中增加球数，使最终的组织中含有更多的石墨球和更小的白口倾向。经研究还表明，含稀土的孕育剂可改善球墨铸铁的孕育效果并显著提高抗衰退的能力。加入稀土可使石墨球数增多的原因可归结为：稀土可提供更多的晶核，但它与FeSi孕育相比所提供的晶核成分有所不同；稀土可使原来（存在于铁液中的）不活化的晶核得以长大，结果使铁液中总的晶核数量增多。

稀土生产中的放射性分布

立志当早，存高远稀土生产中的放射性分布有两个方面，一方面是稀土元素本身有少数几个在自然界丰度较小的放射性同位素。另一方面是稀土矿物中伴生的铀、钍和镭等天然放射性核素。稀土元素的天然放射性同位素的比放射性强度都很低，故稀土元素本身不作为放射性元素处理。稀土矿物中伴生的铀、钍和镭等天然放射性核素是稀土生产中放射性的主要来源，并在稀土中间产品和稀土合金产品中有所分布。表1、表 2、表3 中分别列出了部分稀土矿物、中间产品和稀土合金产品中天然铀、钍含量及比放射性强度。由表可见，包头混合型稀土矿精矿的α比放射性强度，在国家控制的7.4×104Bq/kg 的控制线上，生产能力大时，日操作量就有可能超过国家控制标准。氟碳铈矿、独居石矿和褐钇铌矿精矿的比放射性强度均高于国家标准控制最低值。稀土中间合金产品中比放射性强度较高，对于贮存、运输来说，需加强防护。其他多数产品的放射性比强度都低于国家卫生标准限值。表1 我国几种稀土精矿中铀、钍含量及其比放射性稀土精矿矿种类REO/%ThO2/%U3O8/%总比放射性强度/（Bq/kg）混合矿氟碳铈矿独居石矿褐钇铌矿24.43～40.265042.7～60.322.02～30.660.111～0.2460.364.3～7.181.48～4.38－0.00510.22～0.882.12～2.145.37×104～7.77×1041.2×1050.37～ 3.7×1060.37～3.7×106 表2 稀土混合矿生产的部分中间产品中天然钍含量及比放射性中间产品名称REO/%ThO2/%总比放射性强度/（Bq/kg）复盐混合稀土氧化物氧化铈42～4545～480.056～0.22≤0.03≤0.033.26×104～ 7.8×1040.41×104～1.11×1040.44×103 表3 稀土中间合金冶炼原料、产品中天然钍含量及其比放射性原料、产品名称稀土富渣稀土硅铁合金稀土镁合金钙稀土合金稀土含量（REO）/%天然钍含量/%总比放射性强度/（×104Bq/kg） ≥80.056～0.0592.22～3.4823～340.10～0.203.92～7.776～200.05～0.122.22～

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