金属的化学性能，主要指金属的化学稳定性，即抗氧化性和耐蚀性等。金属的物理和化学性能大都与合金成分和组织状态有关。所以金属材料的这个物理性能，对机械制造业十分重要，不容忽视。这些零件的材料要求有良好的抗氧化性能，否则表面就会很快被氧化剥落而失效，无法正常使用。......
2023-06-26
金属材料的稀土元素及化学活性
【摘要】：稀土金属材料1）稀土元素是指在元素周期表中属于Ⅲ亚族的钪、钇及镧系［原子序数为57～71的镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥］的共17种金属元素的总称。表4-1 配置中间合金常用熔点在1000℃及其以上的纯金属材料（续)表4-2 配置中间合金需要熔点在1000℃以下的纯金属材料（续)①具有仅次于碱和碱土金属的很高化学活性，特别是其中的Ce、La。
1.纯金属材料
（1）熔点在1000℃以上的纯金属材料 其品种和它们的基本性质见表4-1。
（2）熔点在1000℃以下的纯金属材料 其品种和它们的基本性质见表4-2。
（3）稀土金属材料
1）稀土元素（REM）是指在元素周期表中属于Ⅲ亚族的钪（Sc）（原子序数为21）、钇（Y）（原子序数为39）及镧系（稀土元素）［原子序数为57～71的镧（La）、铈（Ce）、镨（Pr）、钕（Nd）、钷（Pm）、钐（Sm）、铕（Eu）、钆（Gd）、铽（Tb）、镝（Dy）、钬（Ho）、铒（Er）、铥（Tm）、镱（Yb）、镥（Lu）］的共17种金属元素的总称。一般把Ce的质量分数为40％～50％、La的质量分数为20％～40％的REM称为混合稀土（简称RE）。
2）REM的奇特性能是由于在其原子电子层中存在一层没有排满电子的4f内层。这个不饱和的电子内层，便使REM具有许多独特的特性。
表4-1 配置中间合金常用熔点在1000℃及其以上的纯金属材料
（续)
表4-2 配置中间合金需要熔点在1000℃以下的纯金属材料
（续)
①具有仅次于碱和碱土金属的很高化学活性，特别是其中的Ce、La。从而使我们可利用这一特性来高效快速地吸附铝、镁及其合金液中的氢及夹渣物，防止或减少铝、镁及其合金液中的氧化吸气及夹渣，RE可形成REH2、RE2O3等氢化物、氧化物并吸附氢气及夹渣（杂）物上浮到合金液表面而被排除。
②使熔体的表面张力减小，在铝、镁合金液中产生正吸附，使吸附物在合金液表面集聚。
③RE向表面集聚并参与界面反应生成很致密的RE的氧化物，有保护作用的氧化膜可防止合金液的氧化燃烧（这对镁及镁合金的熔铸特别有利）。
④Ce还可增加铝合金的阻尼性、耐磨性，形成高度弥散的外来结晶核心，有效地细化合金的晶粒，提高合金的力学性能等许多优异的特性，故被人们称为“工业味精”。
2.金属化合物
（1）配制中间合金常用的金属盐 配制中间合金常用的金属盐有：KBF4、K2ZrF6（作为镁合金的细化剂加入）、Na3 AlF6（配制Al-Zr中间合金）、氟化锆（ZrF4）、氯化锆（锆氯盐）（ZrCl4）、ZrO2及各种Zr的卤盐与其他盐（NaCl、KCl、BaCl2、NaF、KF等）的混合物及ZrF2等。
（2）配制非铁和中间合金铸造合金常用金属化合物的种类及性质具体种类及性质见表4-3。
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