稀土在铝合金建筑型材中的应用研究

申凤荣

【摘  要】迈入现代社会，在当代的建筑工程施工项目中铝合金这种建筑材料被广泛地应用于工程建设之中，铝合金这种建筑材料因为强度高，重量轻，整体性能好等优点是现代社会建筑工程的理想材料。随着近些年相当一部分学者开始研究如何将稀土运用在铝合金建筑材料之中，也相继的诞生了一些新的铝合金并将其运用在建筑之中，也取得了经济收益。本文就稀土在铝合金建筑型材料中的应用展开探讨，希望为相关行业工作者提供一些理论依据。

【关键词】稀土;铝合金;应用

前言：在一般的铝合金制中加入少量的稀土元素，可以改善铝合金的金相组织，细化晶体，除去铝合金中气体和有害物质，使铝合金的裂纹减少，直接提高铝合金的强度和性能。稀土元素是具有很独特的性质的，目前，稀土元素被各个国家是视作战略资源，在铝合金之中加入适量的稀土元素还能够消除铝合金之中的杂质，提高铝合金的性能。我国的稀土儲备十分丰富，随着现代工业的进步，稀土正在被逐步的运用到更多的材料之中。

一、稀土元素在铝合金中的作用

1、变质作用稀土对于铝合金材料的影响最显著的就是变质作用。在铝合金制中加入少量的变质剂可以改变铝合金中的晶体，使其组织和性能得到改善，稀土元素的原子半径要比铝原子的半径要大，再加上稀土元素往往比较活泼，他们溶解在液态铝之中非常容易的就填补合金相的表面凹陷，降低新旧两相界面上的表面张力，使得晶核生长的速度增大，同时还会使晶体与合金液之间形成一层表面活性膜，使合金的组织细化，稀土元素和铝形成的稀土铝合金在金属液结晶时做外来的结晶晶核，因为晶核数的大量增加，使合金的组织细化，稀土对铝合金具有良好的变质效果，例如稀土再制造铝硅合金中主要利用的就是其变质作用。

2、净化作用。由于稀土元素具有很强的脱氧能力，在铝合金制中加入微量的稀土元素就能够使O脱到<1ppm，稀土不仅可以脱氧还具有脱硫的能力，稀土元素在金属溶液中还可以与氧和硫同时发生反应，生成的稀土化合物都具有比重轻，熔点高的特点，它们的熔点高于金属冶炼温度时能上浮一部分成渣，他们微小的质点则成为铝结晶过程的异质晶核，而留在固态金属类的部分就能够降低其危害，从而起到净化的作用

二、稀土元素在铝合金中的应用

1、在铸造铝铜合金中添加稀土元素，它们在铝铜合金中的主要功能就是改善合金的高温性能，用稀土、锰复合强化铝铜合金在300℃以下具有突出的瞬时强度和持久强度，在铸造铝铜合金之中加入镧能够使合金裂纹的形成温度降低，从而提高合金的断裂应力值，降低合金的热烈倾向，提高合金的耐热性。

2、在纯铝中添加稀土元素，可以破坏其导电性，但是在工业纯铝以及硅镁铝合金之中添加适量的稀土元素，可以使导电率在一定程度上得以提高，据相关研究成果表明，在铝中添加适量的稀土元素可以使导电率提高0.5%到0.3%，微量的稀土元素就能够对高纯铝箔的电容系数产生强烈的影响，稀土元素还可以减轻纯铝中的杂质，比如硅以及铁等元素的影响，这也能够提高铝的熔点和硬度，增加其稳定性和耐高温强度。

3、稀土在铝合金导电中的应用在我国来说是应用比较广泛的，也是比较成熟的，有着较高的工业价值，以及经济效益。高导电稀土铝合金就是用纯铝，铝镁硅合金和铝镁合金，以主要用于制作输电线缆、线芯、滑接线或者是一般铝芯电线等等，铝质线材发展势头很快这些新型的线缆已经是我国铝芯线缆中的新产品，具有负荷强、寿命长、耐磨损、易加工，强度高、等特点，在我国年产量已达到上万吨。

4、将稀土元素加入到一般的铝制品之中，能够提高其强度，耐腐蚀性，以及深冲性。在同等强度的情况下，铝制锅可以减薄15%到20%。不仅提高了铝的利用率，也降低了生产成本，而且稀土元素的加入对于人体健康没有丝毫的影响。

5、将稀土元素添加到铝镁硅合金之中，可以使材料机械性能，增加硬度增强15%，而且也可以增加铝镁硅合金的耐腐蚀性能，腐蚀电位与击穿电位明显增大。还可以提高其加工性能，不仅如此，对于铝镁硅合金的高温抗氧化性能也有显著的提升，稀土材料还会对阳极氧化处理的氧化膜厚度有所影响，会使氧化膜的重量增加，氧化膜密度增大，使得密封效果更强。

6、在铝合金中添加适量的稀土元素，还可以获得耐热性较好的铝合金材料，这种材料目前正应用在我国的战斗机上面，这种铝材可以提高战斗机的耐热效果，对于空气摩擦所产生的热量有着很高的耐受程度，而且重量轻，硬度高被广泛的应用于航天航空领域。所以说稀土元素是国家的战略资源，是被应用于很多高精尖行业技术之中的。

结语

稀土与铝合金结合可以很好的改善铝合金的性能，增加铝合金的利用价值和使用价值，所带来的经济效益也是很可观的。

参考文献：

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[2]傅高升，孙锋山，任立英，微量稀土对工业纯铝中杂质相的变质行为.中国稀土学报，2001（02）：39-43.

[3]曹大力，王吉坤，石忠宁。铝热还原法制备铝-稀土中间合金的研究，中国稀土学报，2008（01）：85-89.

（作者单位：临朐县检验检测中心）