論有色金屬中稀土元素的化學(xué)分析

劉倩倩，劉 瑋

（江西省核工業(yè)地質(zhì)局二六四大隊(duì)，江西 贛州 341000）

1 有色金屬中稀土元素的作用

1.1 土通過(guò)化學(xué)反應(yīng)可以改變有色金屬中雜質(zhì)的存在狀態(tài)

在有色金屬中經(jīng)常性的會(huì)包含雜質(zhì)，或是金屬雜質(zhì)或是非金屬雜質(zhì)。作為一種重要的元素形式，稀土元素因?yàn)槠涮赜械呐d致，而使其他化合物的電阻率不斷地降低，通過(guò)這些形式的反應(yīng)，同樣可以改變鋁金屬所固有的固溶方式。在其他方面，稀土元素和其他金屬元素進(jìn)行化學(xué)元素的融合，同樣可以產(chǎn)生一些化合物，這些化合物具有高熔點(diǎn)的性質(zhì)，通過(guò)這樣的方式，細(xì)化有色金屬的晶粒網(wǎng)絡(luò)，不斷穩(wěn)定晶界，從而可以提升有色金屬的綜合性能[1]。

1.2 稀土元素的加入可以降低有色金屬中氫的含量

稀土元素如果加入到有色金屬中，還可以降低氫的含量，主要原因在于氫是屬于液態(tài)的，加入到金屬材料之中后，就可以有效改善金屬材料所出現(xiàn)裂縫的問(wèn)題，也可以快速的提升其綜合性能，減少損害，因此，可以加入適量的稀土元素，減少有色金屬中氫的含量，從而起到非常好的效果[2]。

1.3 稀土元素能改變合金的表面張力

通過(guò)相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，如果想要提升金屬或者合金的成型性和鑄造性，我們可以采取降低基體表面張力的方式，而通過(guò)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，以及文獻(xiàn)分析，我們發(fā)現(xiàn)如果在鋁或者鋁合金之中加入適量的稀土，可以在很大的程度上降低基體的表面張力，可提升金屬的鑄造性和成形性。

1.4 稀土的加入可以改變有色金屬及其合金的耐高溫氧化和耐腐蝕性能

在研究過(guò)程中，我們可以知道如果進(jìn)行多種稀土元素的混合，并且將混合好的稀土元素加入到鋁元素之中，可以在很大的程度上增加鋁的耐高溫性能和耐腐蝕性能，不論鋁存在著何種液態(tài)之中，都相對(duì)較好，由此可以看出，如果在稀土混合物中加入有色金屬可以增加其耐高溫性能和改腐蝕性能，由此同樣可以看出稀土元素的重要性。

2 有色金屬中稀土元素的化學(xué)分析

2.1 鋁合金中稀土元素的化學(xué)分析

對(duì)于鋁合金中稀土元素的化學(xué)分析，主要通過(guò)電化學(xué)實(shí)驗(yàn)的方法。通過(guò)將鋁合金作為電極，而介質(zhì)選擇的則是氫氯化氫，通過(guò)具體的實(shí)現(xiàn)得出了如下結(jié)論：首先可以在很大的程度上降低合金的放電現(xiàn)象，這時(shí)，我們?cè)谙⊥猎刂屑铀倭私饘黉X或者是鋁合金，通過(guò)這樣的方式，可以增加鋁合金元素的均勻分布，并且可以增加鋁合金和金屬鋁的使用性能。第二個(gè)方面則是可以在一定程度上阻止鋁合金的電分離現(xiàn)象，在將稀土元素加入到鋁合金之后，就限制了鋁離子的自由移動(dòng)，從而可以增加鋁合金的耐腐蝕性能，不斷降低鋁合金的被腐蝕性。最后則是如果將稀土元素加入到鋁合金或者金屬鋁之中，就會(huì)在一定的程度上限制鋁元素的極化能力，不斷的提升鋁合金的穩(wěn)定性和可靠性，不斷增加鋁合金的全面性能[3]。

2.2 鎢合金中稀土元素的化學(xué)分析

分析了鋁合金中的稀土元素之后，進(jìn)一步分析鎢合金中的稀土元素，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要作出大量的研究和調(diào)查。相對(duì)而言，鎢合金具有極好的穩(wěn)定性能和耐高溫性能，因此，鎢合金的利用率很高，在各行各業(yè)中可以看到鎢合金的蹤跡。為了進(jìn)一步提升鋁合金的性能，首先嘗試將稀土元素加入到鎢合金之中，我們可以發(fā)現(xiàn)，稀土元素對(duì)于鎢元素內(nèi)部晶粒具有很好的細(xì)化作用，這一作用的增強(qiáng)，意味著可以加大鎢合金的延展性、提升其強(qiáng)度以及提升其他相關(guān)性能等。如果將稀土元素加入到銅鎢合金中，同樣可以提升銅鎢合金的耐電腐蝕性和耐壓性能，進(jìn)一步增強(qiáng)稀土元素的穩(wěn)定性能。

伴隨著現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展，我們可以看到，鎢合金因此具有良好的高強(qiáng)度、低蒸汽壓和良好的延展性能等特性而被廣泛應(yīng)用。那么如何進(jìn)一步提升鎢合金的性能，我們可以在其中加入稀土元素，如何利用稀土元素改善鎢合金的性能，主要可以從以下兩種方式進(jìn)行：第一種方式可以采用稀土改性的方式，也就是將稀土改性為稀土改性鎢-鎳-鐵（銅）合金。目前在我國(guó)的工業(yè)生產(chǎn)中，鎢-鎳-鐵（銅）合金是我國(guó)工業(yè)應(yīng)用最為廣泛的鎢合金，主要原因在于鎢合金具有相對(duì)較高的彈性，而且與其他金屬元素相比，沒(méi)有磁性，這些特點(diǎn)都促使鎢合金在工業(yè)上的廣泛運(yùn)用，經(jīng)過(guò)科學(xué)的驗(yàn)證也可以發(fā)現(xiàn)如果將稀土加入到有色金屬當(dāng)中，也可以細(xì)化合金的顯微結(jié)構(gòu)，第二個(gè)方面則是通過(guò)對(duì)鎢合金的改善，對(duì)鎢-銅合金電觸頭材料進(jìn)行改性，如果單純的結(jié)合其性質(zhì)進(jìn)行改編的話，可以增加其耐壓性，但是卻也會(huì)使其在一定程度上使其缺乏結(jié)合力，所以如果增加適量的稀土元素，就可以增加鎢-銅合金的耐壓性和耐電腐蝕性。我們可以從微觀的角度對(duì)稀土元素在鎢銅合金中的運(yùn)用，可以發(fā)現(xiàn)其性能的提升，分散稀土元素中的晶粒，從而起到改性的效果。當(dāng)然，隨著科技的不斷進(jìn)步，在現(xiàn)代工業(yè)中，應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步的鎢-銅合金的質(zhì)量和性能，因此我們需要通過(guò)從多方面對(duì)稀土元素在鎢-銅合金中的運(yùn)用進(jìn)行細(xì)致的分析，從而促使其在工業(yè)生產(chǎn)中具有更加廣泛的運(yùn)用，推動(dòng)我國(guó)國(guó)防、科技的發(fā)展。

2.3 鎂合金中稀土元素的化學(xué)分析

稀土元素的分析，也要對(duì)鎂合金中的元素進(jìn)行相應(yīng)的化學(xué)分析，可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析以及探究研究。我們經(jīng)過(guò)想過(guò)的實(shí)驗(yàn)，可以發(fā)現(xiàn)，在鎂合金中，如果放入一定的稀土元素，就可以將鎂合金中雜質(zhì)去除掉，將鎂合金元素中氧、氫、硫等元素進(jìn)行合適的凈化，從而不斷增強(qiáng)鎂合金的可靠性和穩(wěn)定性。由此我們可以看出鎂合金如果想具有更大的強(qiáng)度和延展性，可以在其中加入稀土元素，這是鎂合金的穩(wěn)定性的重要的緣由。鎂合金在我國(guó)的很多產(chǎn)業(yè)中都有較為廣泛的運(yùn)用，特別是可以在我國(guó)的航天事業(yè)和汽車行業(yè)中進(jìn)行廣泛的運(yùn)用。不斷是在高溫還是在腐蝕性的條件之下，利用鎂合金所生產(chǎn)出來(lái)的相關(guān)結(jié)構(gòu)一般而言都具有一定的穩(wěn)定性，可以較好地保持自己的性能，并具有很好的抗腐蝕性能。

2.4 銅合金中稀土元素的化學(xué)分析

若想對(duì)銅合金中的稀土元素進(jìn)行化學(xué)分析，進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，需要利用硝酸點(diǎn)滴法進(jìn)行相關(guān)的實(shí)驗(yàn)。具體的實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中，利用SEM的環(huán)境，分析帶有銅合金的薄膜的影響，通過(guò)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)分析，我們也可以看出，稀土元素的添加可以不斷提升銅合金的抗腐蝕性能，從而增強(qiáng)銅合金中的相關(guān)的特性。

3 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)上文對(duì)稀土元素和有色金屬的相關(guān)關(guān)系的分析，我們可以發(fā)現(xiàn)，稀土元素對(duì)于提升有色金屬具有重要的促進(jìn)作用。結(jié)合上文的實(shí)驗(yàn)分析，可以發(fā)現(xiàn)，稀土元素通過(guò)和鎂合金、銅合金以及鎢合金等進(jìn)行相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)，可以增強(qiáng)有色金屬的性能，集中在對(duì)有色金屬結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、抗腐蝕性以及耐久性等方面的改善。通過(guò)對(duì)于稀土元素和有色金屬的分析研究，也可以為我國(guó)工業(yè)發(fā)展提供源源不竭的動(dòng)力。