↑↑3↑↑↑、金属镨的品种、质量及产量↑↑↑↑
↑↑↑ ↑↑↑↑目前,因国内外稀土市场的要求不同,电解原料含杂质的变化,操作工艺条件的差异和设备材料等因素的影响,生产实践中↑↑↑Pr↑↑↑的品种及质量变化不小,常见的品种质量见表↑↑↑1↑↑↑。↑↑↑
↑↑↑ ↑↑↑↑从表↑↑↑l↑↑↑可知,一般稀土冶炼厂均可生产表↑↑↑1↑↑↑中四种产品牌号↑↑↑(95↑↑↑%,↑↑↑98↑↑↑%,↑↑↑99↑↑↑%和↑↑↑99↑↑↑.↑↑↑5)↑↑↑的金属镨,其稀土杂质和非稀土杂质的含量,可达到用户的选择要求。如果用户有特殊要求↑↑↑(↑↑↑如↑↑↑Pr↑↑↑≥↑↑↑99↑↑↑.↑↑↑5↑↑↑%,杂质含量少,且对某杂质要求不含存↑↑↑)↑↑↑,厂家可生产其产品,以满足用户的特殊要求。↑↑↑
↑↑↑ ↑↑↑↑自↑↑↑2000↑↑↑年以来,我国↑↑↑Pr↑↑↑产量逐年增加。估计↑↑↑2005↑↑↑年↑↑↑Pr↑↑↑产量达几十吨左右。除国内自用外,还有部分产品出口,但总量不多。预计今后↑↑↑Pr↑↑↑的用量将会增加。而含↑↑↑Pr↑↑↑的↑↑↑RE↑↑↑产量较大,估计达到↑↑↑6000t↑↑↑/↑↑↑a↑↑↑,含↑↑↑Pr↑↑↑约↑↑↑450t↑↑↑/↑↑↑a↑↑↑,此项耗↑↑↑Pr↑↑↑较多。但从总体上看,全国目前↑↑↑Fr↑↑↑的总耗量不大,出口量也不多。因此,我国今后要开拓发展↑↑↑Pr↑↑↑的应用和出口,以更充分地发挥我国↑↑↑Pr↑↑↑资源的优势及其作用。↑↑↑
↑↑4↑↑↑金属镨及其合金↑↑↑(RE)↑↑↑的应用↑↑↑
↑↑↑ ↑↑↑↑金属镨的生产在我国稀土金属发展史上已有↑↑↑40↑↑↑多年的历史。在↑↑↑1985↑↑↑年以前其应用较少,但在↑↑↑1985↑↑↑年以来其应用范围不断扩大,用量增加较快,特别是含↑↑↑Pr↑↑↑的↑↑↑RE↑↑↑用量发展迅速。目前↑↑↑Pr↑↑↑在稀土永磁,储氢材料,有色金属,钢和铁及发火合金等领域不断获得了应用,用量逐年增加。↑↑↑
↑↑4↑↑↑.↑↑↑1↑↑↑在稀土永磁中的应用↑↑↑
↑↑↑ ↑↑↑↑在钐钴型永磁↑↑↑(SmCo↑5↑)↑↑↑中加入↑↑↑Pr↑↑↑后可改进其性能。如以↑↑↑20↑↑↑%的↑↑↑Pr↑↑↑代替↑↑↑Sm↑↑↑,构成↑↑↑(80↑↑↑%↑↑↑Sm↑↑↑,↑↑↑20↑↑↑%↑↑↑Pr) Co↑5↑↑↑↑磁体后,可使↑↑↑Sm Co↑5↑↑↑↑的最大磁能积↑↑↑(BH)m↑↑↑由↑↑↑256JK↑↑↑/↑↑↑m↑3↑↑↑↑提高到↑↑↑272JK↑↑↑/↑↑↑m↑3↑↑↑↑。但其矫顽力有些下降,因↑↑↑Pr↑↑↑的矫顽力比↑↑↑Sm↑↑↑小些,这可互补各自的优点,克服不足,促进了↑↑↑Sm Co↑5↑↑↑↑型的性能更好。↑↑↑
↑↑↑ ↑↑↑↑用↑↑↑Pr↑↑↑,↑↑↑Fe↑↑↑和↑↑↑B↑↑↑为原料,使用铸造法生产的↑↑↑Pr↑2↑Fe↑14↑B(↑↑↑镨铁硼磁体↑↑↑)↑↑↑永磁体,可提高磁体的矫顽力和最大的磁能积,还可增加饱和磁化强度↑↑↑Ms↑↑↑的数值。使以↑↑↑Pr↑2↑Fe↑14↑B↑↑↑为主相的永磁体磁性能更加完善。此外,在↑↑↑PrFeB↑↑↑中加入↑↑↑Cu↑↑↑后构成的↑↑↑Pr↑17↑Fe↑76.5↑B↑5↑Cu↑1.5↑↑↑↑的永磁体,其最大磁能积↑↑↑(BH)m↑↑↑达到↑↑↑289↑↑↑.↑↑↑6JK↑↑↑/↑↑↑m↑3↑↑↑↑。↑↑↑↑ ↑↑↑↑而↑↑↑Pr↑17↑Fe↑78↑B↑5↑↑↑↑的↑↑↑↑ ↑(BH)m↑↑↑仅为↑↑↑160JK↑↑↑/↑↑↑m↑3↑↑↑↑。↑↑↑
↑↑↑ ↑↑↑↑在烧结↑↑↑NdFeB↑↑↑和粘结↑↑↑NdFeB↑↑↑中加入适量的↑↑↑Pr↑↑↑后,其磁性能也不错,还解决了↑↑↑Nd↑↑↑的不足和价格高的问题。一般在烧结↑↑↑NdFeB↑↑↑加入↑↑↑Prl5↑↑↑%左右代替部分↑↑↑Nd↑↑↑量,构成了(↑↑↑Nd85↑↑↑%,↑↑↑Prl5↑↑↑%↑↑↑)FeB↑↑↑型永磁体,在生产实践和磁体应用中已有较好的效果。↑↑↑
↑↑4 ↑↑↑.↑↑↑2↑↑↑在储氢材料中的应用↑↑↑
↑↑↑ ↑↑↑↑主要是以含↑↑↑Pr↑↑↑的↑↑↑RE↑↑↑在储氢材料中的应用。目前有两种↑↑↑RE↑↑↑型:一种是高镧↑↑↑(La)↑↑↑的↑↑↑RE↑↑↑,其含↑↑↑La86↑↑↑%、↑↑↑Ce5↑↑↑.↑↑↑5↑↑↑%和↑↑↑Pr8↑↑↑.↑↑↑5↑↑↑%的↑↑↑RE↑↑↑。另—种是高铈↑↑↑(Ce)↑↑↑的↑↑↑RE↑↑↑,其含↑↑↑Ce63↑↑↑%、↑↑↑La31↑↑↑%和↑↑↑Pr6↑↑↑%的↑↑↑RE↑↑↑。这两种↑↑↑RE↑↑↑均可制成性能优良的储氢材料。目前,我国一般制成↑↑↑AB↑5↑↑↑↑型的储氢材料为最多。↑↑↑AB↑5↑↑↑↑型:↑↑↑A↑=RE↑↑↑,↑↑↑B↑5↑↑=(Ni↑↑↑,↑↑↑Co↑↑↑,↑↑↑Mn↑↑↑,↑↑↑A1) ↑5,↑↑↑↑其化学成分↑↑↑(%)↑↑↑为:↑↑↑RE31↑↑↑.↑↑↑8↑↑↑,↑↑↑Ni49.6↑↑↑,↑↑↑Col0. 5↑↑↑,↑↑↑Mn4 .5↑↑↑和↑↑↑A11↑↑↑.↑↑↑8↑↑↑。其中↑↑↑Co↑↑↑,↑↑↑Mn↑↑↑和↑↑↑A1↑↑↑是代替了部分↑↑↑Ni↑↑↑,且使储氢性能更优。目前↑↑↑RE(Ni↑↑↑,↑↑↑Co↑↑↑,↑↑↑Mn↑↑↑,↑↑↑A1) ↑5↑↑↑↑主要用于镍氢电池的负极材料;氢提纯、储存和运输;蓄热和制冷等领域。它们的应用日益广泛,效果很好。特别是该材料作为镍氢电池(↑↑↑Ni/MH)↑↑↑的负极材料,在我国发展十分迅速,用量激增。据报道,↑↑↑2005↑↑↑年我国生产这种储氢材料↑↑↑(↑↑↑合金↑↑↑)↑↑↑约↑↑↑6000t↑↑↑,制成各种类型的电池约↑↑↑5.5↑↑↑亿支,这种电池已工业化使用于移动电话,笔记本电脑、收录机、摄像机、电动自行车、摩托车和电动汽车等,发展极快。在以上↑↑↑RE↑↑↑的应用中,↑↑↑Pr↑↑↑起着重要的作用,在↑↑↑6000t↑↑↑储氢材料中↑↑↑RF↑↑↑约占↑↑↑1800t↑↑↑,其含↑↑↑Pr↑↑↑量约↑↑↑135t↑↑↑,估计今后发展将会更快。↑↑↑
↑↑4↑↑↑.↑↑↑3↑↑↑在有色金属及其合金中的应用↑↑↑
↑↑↑ ↑↑↑↑在有色金属及其合金加入↑↑↑Pr↑↑↑或含↑↑↑Pr↑↑↑的↑↑↑RE (Pr↑↑↑约↑↑↑8↑↑↑.↑↑↑5↑↑↑%↑↑↑)↑↑↑后,主要作用是防止偏析,去除杂质,以改善金相组织等,从而使金属及合金的机械性能,加工性能和物理性能更为完善和更可利用。↑↑↑
↑↑↑ ↑↑↑↑在铸造铝合金系↑↑↑(↑↑↑如↑↑↑Al~Si↑↑↑合金↑↑↑)↑↑↑中加入↑↑↑Pr 0↑↑↑.↑↑↑08↑↑↑~↑↑↑0↑↑↑.↑↑↑35↑↑↑%后,可提高强度和延伸率。↑↑↑
↑↑↑ ↑↑↑↑在↑↑↑A1↑↑↑中加入↑↑↑0↑↑↑.↑↑↑15↑↑↑%↑↑↑RE↑↑↑后制成↑↑↑A1~RE↑↑↑,可净化↑↑↑A1↑↑↑中的↑↑↑0↑2↑(↑↑↑生成↑↑↑RE↑2↑0↑3↑)↑ ↑↑↑↑和↑↑↑S(↑↑↑生成↑↑↑RES)↑↑↑,减少气孔率,提高了耐热性、可塑性及锻压性,提高了硬度、强度和韧性。以↑↑↑A1-RE↑↑↑制成的高导电的电缆,成品率提高↑↑↑3↑↑↑~↑↑↑5↑↑↑%,电阻率降低↑↑↑3↑↑↑%。↑↑↑
↑↑↑ ↑↑↑↑在↑↑↑Fe-Cr-Al↑↑↑电热合金中加入↑↑↑RE 0↑↑↑.↑↑↑3↑↑↑%↑↑↑(↑↑↑含↑↑↑Pr6~8↑↑↑%↑↑↑)↑↑↑后,提高了合金抗氧化性能,且使用温度高达↑↑↑1350↑↑↑—↑↑↑
↑↑↑ ↑↑↑↑在↑↑↑Zn↑↑↑—↑↑↑A1↑↑↑中加入↑↑↑RE 0↑↑↑.↑↑↑1↑↑↑—↑↑↑1↑↑↑.↑↑↑0↑↑↑%↑↑↑(↑↑↑含↑↑↑Pr8↑↑↑%↑↑↑)↑↑↑,用作镀层后被腐蚀面更均匀,且镀层更薄,改善↑↑↑Zn↑↑↑层的均匀性。↑↑↑Zn↑↑↑—↑↑↑A1↑↑↑—↑↑↑RE↑↑↑合金已用作金属管、丝和钢板等的优良镀层,效果极好。↑↑↑
↑↑↑ ↑↑↑↑在↑↑↑Cu↑↑↑及其合金中加入↑↑↑Pr↑↑↑后↑↑↑ (Cu↑↑↑中生成↑↑↑PrCu↑2↑↑↑↑,↑↑↑PrCu↑5↑↑↑↑,↑↑↑PrCu↑6↑↑↑↑等化合物↑↑↑)↑↑↑,对↑↑↑Cu↑↑↑起着除杂质的净化作用,改善夹杂物形态和细化晶粒作用,使↑↑↑Cu↑↑↑及其合金的机械性、高温塑性、加工性、耐蚀性和高温抗氧化性等更优良。↑↑↑
↑↑↑ ↑↑↑↑在↑↑↑Mg↑↑↑—↑↑↑Zr↑↑↑合金中加入↑↑↑RE2~3↑↑↑%↑↑↑ (↑↑↑其中↑↑↑RE 2↑↑↑.↑↑↑5↑↑↑%,↑↑↑Zn 2↑↑↑.↑↑↑5↑↑↑%,↑↑↑Zr 0↑↑↑.↑↑↑4↑↑↑%余量↑↑↑Mg)↑↑↑后,这种合金可用做飞机引擎、火箭、导弹和人造卫星等的材料。↑↑↑
↑↑4↑↑↑.↑↑↑4↑↑↑在发火合金中的应用↑↑↑
↑↑↑ ↑↑↑↑目前用↑↑↑RE(↑↑↑含↑↑↑Pr6~7↑↑↑%↑↑↑)↑↑↑制成的发火合金分为民用和军用两种,且用途效果较好。民用发火合金是由↑↑↑RE75~80↑↑↑%,↑↑↑Fe15~18↑↑↑%和少量的↑↑↑Mg↑↑↑,↑↑↑Zn↑↑↑,↑↑↑Cu↑↑↑,↑↑↑A1↑↑↑等制成的,其发火率≥↑↑↑85↑↑↑%。主要用于打火机引火石和各种玩具的发火火石等。此外,还用于工业汽灯,焊接点火器及火炬点火器等。军用发火合金是采用↑↑↑RE60~80↑↑↑%↑↑↑(↑↑↑含↑↑↑Pr6~8↑↑↑%↑↑↑)↑↑↑,↑↑↑Fe20~40↑↑↑%和少量的↑↑↑Al↑↑↑,↑↑↑Ca↑↑↑,↑↑↑Si↑↑↑和↑↑↑C↑↑↑等制成的,主要用于制造子弹,炮弹和炸弹的引芯及点火装置等。↑↑↑
↑↑4↑↑↑.↑↑↑5↑↑↑在钢和铁中的应用↑↑↑
↑↑↑ ↑↑↑↑我国将稀土金属加入于钢和铁中改善其性能已有几十年的历史。其加入技术和设备较为成熟可行,并获得了大批的多品种的稀土钢及稀土铸铁,其技术和经济效果较好。↑↑↑
↑↑↑ ↑↑↑↑将↑↑↑RE(↑↑↑含↑↑↑Pr6~8↑↑↑%↑↑↑)↑↑↑制成棒或通过加入器引入钢液或铁液内即可达到日的。在钢中加入↑↑↑0↑↑↑.↑↑↑03↑↑↑~↑↑↑0↑↑↑.↑↑↑1↑↑↑%↑↑↑RE↑↑↑后,可改变钢中的杂物形态及分布。如夹杂物的↑↑↑Al↑2↑O↑3↑,SiO↑2↑↑↑↑和↑↑↑MnS↑↑↑等可变成为↑↑↑A1↑↑↑,↑↑↑Mn↑↑↑,及↑↑↑Si↑↑↑。而↑↑↑RE↑↑↑与↑↑↑O↑2↑↑↑↑及↑↑↑S↑↑↑则生成↑↑↑RE↑2↑0↑3↑↑↑↑和↑↑↑RES↑↑↑,因而可改变相变温度和相变产物的组织结构,改善钢的加工性能和其它性能。已知加入↑↑↑RE 0↑↑↑.↑↑↑25↑↑↑%,可明显提高耐腐蚀性。如用于管材的↑↑↑10MnNbRE↑↑↑稀土处理钢可提高低温韧性。用于汽车材料的↑↑↑16MnRE↑↑↑钢可改善冷弯和冲压性能。↑↑↑
↑↑↑ ↑↑↑↑在↑↑↑ZG35↑↑↑铸钢中加入↑↑↑RE↑↑↑后对↑↑↑O↑2↑↑↑↑和↑↑↑S↑↑↑具有明显的净化作用,使↑↑↑O↑2↑↑↑↑由↑↑↑9↑↑↑.↑↑↑5 X l0↑-5↑↑↑↑降至↑↑↑3↑↑↑.↑↑↑9X 10↑-5↑ (↑↑↑因生成了↑↑↑RE↑2↑0↑3↑)↑↑↑,↑↑↑S↑↑↑从↑↑↑0↑↑↑.↑↑↑05↑↑↑%下降至↑↑↑0↑↑↑.↑↑↑007↑↑↑%↑↑↑(↑↑↑因生成↑↑↑RES)↑↑↑,夹杂物减少,提高钢液流动性能和其它性能。↑↑↑
↑↑↑ ↑↑↑↑在特殊钢中↑↑↑(↑↑↑如齿轮钢,工具钢,弹簧钢和高速钢等↑↑↑)↑↑↑加入↑↑↑RE↑↑↑后,可净化钢液,提高断裂韧性、高温强度、硬度和耐磨性。对氢致裂纹和损伤具有抑制作用。↑↑↑
↑在铁中加入↑↑↑RE(↑↑↑含↑↑↑Pr6~8↑↑↑%↑↑↑)↑↑↑可起到净化铁水及球化铁的作用↑↑↑ (↑↑↑稀土球化剂残留量为不小于↑↑↑0↑↑↑.↑↑↑01↑↑↑%↑↑↑)↑↑↑。用稀土硅铁↑↑↑(RESiFe)↑↑↑合金或稀土硅铁镁↑↑↑(RESiFeMg)↑↑↑可作为铁的球化剂用。↑↑↑
↑在↑↑↑Fe↑↑↑中加入↑↑↑RE↑↑↑后,可使铁中的片状石墨变为球化石墨而构成为球墨铸铁,并可消除反球化剂的↑↑↑Pb↑↑↑,↑↑↑Ti↑↑↑和↑↑↑AI↑↑↑等,保证了球墨铸铁的性能。↑↑↑
↑↑↑ ↑↑↑↑在铸铁中加入↑↑↑l0↑↑↑%↑↑↑RE(↑↑↑含↑↑↑Pr6↑↑↑~↑↑↑8↑↑↑%↑↑↑)↑↑↑的稀土硅铁镁合金↑↑↑(RESiFeMg)↑↑↑后,具有比钢性能更好的技术参数,如抗拉强度达↑↑↑400↑↑↑~↑↑↑1600N↑↑↑/↑↑↑mm↑2↑↑↑↑,延伸率达↑↑↑1↑↑↑~↑↑↑24↑↑↑%,冲击韧性↑↑↑15↑↑↑~↑↑↑150J↑↑↑/↑↑↑cm↑2↑↑↑↑,静载负荷机械性能与钢相近,屈服强度大于碳钢,仅疲劳强度比钢差些。↑↑↑
↑↑↑ ↑↑↑↑目前加入↑↑↑RE↑↑↑的稀土铸铁,因其生产工艺简便,成本低和性能优良等特点,已广泛应用于暖气片,钢锭模,铸铁管及各种机械铸件等。据统计,↑↑↑2004↑↑↑年全国生产铸铁约↑↑↑200↑↑↑万↑↑↑t↑↑↑,使用↑↑↑RESiFeMg↑↑↑约↑↑↑2000t↑↑↑。而使用↑↑↑RE(↑↑↑含↑↑↑Pr6~8↑↑↑%↑↑↑)↑↑↑加入钢中制造稀土处理钢约↑↑↑150↑↑↑万↑↑↑t↑↑↑,用↑↑↑RE↑↑↑量约↑↑↑1500t↑↑↑。预计今后这两种稀土用量将会有较大的提高。↑↑↑
↑↑5↑↑↑结语↑↑↑
↑近↑↑↑50↑↑↑年来,我国金属镨及含↑↑↑Pr↑↑↑的↑↑↑RE↑↑↑产品在生产及应用方面已取得了重要成就和较大的发展,并成为世界同行业中的生产大国。从目前总体上看,金属镨的产量及用量还不多,与我国丰富的镨资源相比,还远不能充分发挥镨资源的优势和作用。因此,今后我国要大力开展镨的应用研究,并尽快将应用成果转入工业化生产中;还要提高产品质量及降低成本,扩大出口量,占领国际市场;还应继续提高和完善生产工艺及设备水平,争取创建较大型的电解槽设备,增加单槽产量;还要做好营销秩序,保证企业的经济效益。通过这些有效的措施,以推进我国镨工业的正常健康的向前发展。↑↑↑