7xxx, 5xxx, এবং 2xxx সিরিজের অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয়ে বিরল পৃথিবী উপাদান (REEs) যোগ করার উপর ব্যাপক গবেষণা পরিচালিত হয়েছে, যা উল্লেখযোগ্য প্রভাব দেখিয়েছে। বিশেষ করে, 7xxx সিরিজের অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয়ে, যার মধ্যে একাধিক সংকর উপাদান রয়েছে, প্রায়শই গলানোর এবং ঢালাইয়ের সময় তীব্র বিচ্ছিন্নতার সম্মুখীন হয়, যার ফলে উল্লেখযোগ্য পরিমাণে ইউটেকটিক পর্যায় তৈরি হয়। এটি শক্ততা এবং ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা হ্রাস করে, সংকর ধাতুর সামগ্রিক কর্মক্ষমতাকে ঝুঁকির মুখে ফেলে। অত্যন্ত সংকর ধাতুযুক্ত অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয়ে বিরল পৃথিবী উপাদানগুলির অন্তর্ভুক্তি শস্য পরিশোধন করতে পারে, পৃথকীকরণ দমন করতে পারে এবং ম্যাট্রিক্সকে বিশুদ্ধ করতে পারে, যার ফলে মাইক্রোস্ট্রাকচার এবং সামগ্রিক বৈশিষ্ট্য উন্নত হয়।
সম্প্রতি, এক ধরণের সুপারপ্লাস্টিক শস্য পরিশোধক মনোযোগ আকর্ষণ করেছে। এই পরিশোধকরা শস্য এবং উপ-শস্যের সীমানা দুর্বল করার জন্য লা এবং সি এর মতো বিরল পৃথিবী উপাদান ব্যবহার করে। এটি কেবল শস্য পরিশোধনই করে না বরং অবক্ষেপের অভিন্ন বিচ্ছুরণকেও উৎসাহিত করে, পুনঃস্ফটিকীকরণ দমন করে এবং খাদের নমনীয়তা উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করে, যা শেষ পর্যন্ত এক্সট্রুশন প্রক্রিয়ায় উৎপাদনশীলতা বৃদ্ধি করে।
7xxx সিরিজের অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয়গুলিতে, বিরল পৃথিবী উপাদানগুলি সাধারণত তিনটি উপায়ে যোগ করা হয়:
১. শুধুমাত্র বিরল পৃথিবীর উপাদান;
২. Zr এবং বিরল পৃথিবী উপাদানের সংমিশ্রণ;
৩. Zr, Cr এবং বিরল পৃথিবীর উপাদানের সংমিশ্রণ।
বিরল মৃত্তিকা উপাদানের মোট পরিমাণ সাধারণত ০.১-০.৫ wt% এর মধ্যে নিয়ন্ত্রিত হয়।
বিরল পৃথিবীর উপাদানগুলির প্রক্রিয়া
La, Ce, Sc, Er, Gd, এবং Y এর মতো বিরল পৃথিবীর উপাদানগুলি একাধিক প্রক্রিয়ার মাধ্যমে অ্যালুমিনিয়াম সংকর ধাতুতে অবদান রাখে:
শস্য পরিশোধন: বিরল মৃত্তিকা উপাদানগুলি সমানভাবে বিতরণ করা অবক্ষেপ তৈরি করে যা ভিন্নধর্মী নিউক্লিয়াস সাইট হিসাবে কাজ করে, ডেনড্রাইটিক কাঠামোকে সমকোণী সূক্ষ্ম শস্যে রূপান্তরিত করে, যা শক্তি এবং নমনীয়তা উন্নত করে।
পৃথকীকরণ দমন: গলন এবং দৃঢ়ীকরণের সময়, বিরল মৃত্তিকা উপাদানগুলি আরও অভিন্ন উপাদান বিতরণকে উৎসাহিত করে, ইউটেকটিক গঠন হ্রাস করে এবং ম্যাট্রিক্স ঘনত্ব বৃদ্ধি করে।
ম্যাট্রিক্স পরিশোধন: Y, La, এবং Ce গলিত পদার্থের (O, H, N, S) অমেধ্যের সাথে বিক্রিয়া করে স্থিতিশীল যৌগ তৈরি করতে পারে, গ্যাসের পরিমাণ এবং অন্তর্ভুক্তি হ্রাস করে, যা খাদের গুণমান উন্নত করে।
পুনঃক্রিস্টালাইজেশন আচরণের পরিবর্তন: কিছু বিরল পৃথিবী উপাদান শস্য এবং উপ-গ্রেনের সীমানা স্থির করতে পারে, স্থানচ্যুতি গতি এবং শস্যের সীমানা স্থানান্তরকে বাধা দেয়। এটি পুনঃক্রিস্টালাইজেশনকে বিলম্বিত করে এবং তাপ প্রক্রিয়াকরণের সময় সূক্ষ্ম উপ-গ্রেনের কাঠামো সংরক্ষণ করে, শক্তি এবং ক্ষয় প্রতিরোধ উভয়ই উন্নত করে।
মূল বিরল পৃথিবীর উপাদান এবং তাদের প্রভাব
স্ক্যান্ডিয়াম (এসসি)
বিরল পৃথিবী উপাদানগুলির মধ্যে Sc-এর পারমাণবিক ব্যাসার্ধ সবচেয়ে কম এবং এটি একটি রূপান্তর ধাতুও। এটি বিকৃত অ্যালুমিনিয়াম সংকর ধাতুর বৈশিষ্ট্য বৃদ্ধিতে অত্যন্ত কার্যকর।
অ্যালুমিনিয়াম সংকর ধাতুতে, Sc সুসঙ্গত Al₃Sc হিসাবে অবক্ষেপিত হয়, যা পুনঃস্ফটিকীকরণ তাপমাত্রা বৃদ্ধি করে এবং শস্যের মোটা হওয়া দমন করে।
Zr এর সাথে মিলিত হলে, উচ্চ-তাপমাত্রা স্থিতিশীল Al₃(Sc,Zr) কণা তৈরি হয়, যা সমতুল্য সূক্ষ্ম দানাগুলিকে উৎসাহিত করে এবং স্থানচ্যুতি গতি এবং শস্যের সীমানা স্থানান্তরকে বাধাগ্রস্ত করে। এটি শক্তি, ক্লান্তি প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং চাপ-ক্ষয় কর্মক্ষমতা উন্নত করে।
অতিরিক্ত Sc এর ফলে মোটা Al₃(Sc,Zr) কণা তৈরি হতে পারে, যা পুনঃস্ফটিকীকরণ ক্ষমতা, শক্তি এবং নমনীয়তা হ্রাস করে।
এর্বিয়াম (Er)
Er Sc এর মতোই কাজ করে কিন্তু খরচের দিক থেকে বেশি কার্যকর।
7xxx সিরিজের অ্যালয়গুলিতে, উপযুক্ত Er সংযোজন শস্য পরিশোধন করে, স্থানচ্যুতি গতি এবং শস্যের সীমানা স্থানান্তরকে বাধা দেয়, পুনঃক্রিস্টালাইজেশন দমন করে এবং শক্তি বৃদ্ধি করে।
Zr এর সাথে সহ-যোগ করলে, Al₃(Er,Zr) কণা তৈরি হয়, যা শুধুমাত্র Al₃Er এর চেয়ে বেশি তাপীয়ভাবে স্থিতিশীল, যা আরও ভালো পুনঃক্রিস্টালাইজেশন দমন প্রদান করে।
অতিরিক্ত Er Al₈Cu₄Er পর্যায় তৈরি করতে পারে, যার ফলে শক্তি এবং নমনীয়তা উভয়ই হ্রাস পায়।
গ্যাডোলিনিয়াম (Gd)
মাঝারি Gd সংযোজন শস্য পরিশোধন করে, শক্তি এবং নমনীয়তা বৃদ্ধি করে এবং ম্যাট্রিক্সে Zn, Mg এবং Cu এর দ্রাব্যতা বৃদ্ধি করে।
ফলে Al₃(Gd,Zr) ফেজ পিনের স্থানচ্যুতি এবং উপ-শস্যের সীমানা তৈরি হয়, যা পুনঃস্ফটিকীকরণকে দমন করে। শস্যের পৃষ্ঠের উপর একটি সক্রিয় স্তরও তৈরি হয়, যা শস্যের বৃদ্ধিকে আরও সীমিত করে।
অতিরিক্ত Gd শস্য মোটা করে তুলতে পারে এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যের অবনতি ঘটাতে পারে।
ল্যান্থানাম (লা), সেরিয়াম (সিই), এবং ইট্রিয়াম (ওয়াই)
লা শস্য পরিশোধন করে, অক্সিজেনের পরিমাণ কমায় এবং শস্যের পৃষ্ঠের উপর একটি সক্রিয় স্তর তৈরি করে বৃদ্ধি রোধ করে।
La এবং Ce GP জোন এবং η′ ফেজ বৃষ্টিপাতকে উৎসাহিত করে, ম্যাট্রিক্স শক্তি এবং ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা উন্নত করে।
Y ম্যাট্রিক্সকে বিশুদ্ধ করে, কঠিন দ্রবণে প্রধান সংকর উপাদানগুলির দ্রবীভূতকরণকে বাধা দেয়, নিউক্লিয়াসকে উৎসাহিত করে এবং শস্যের সীমানা এবং অভ্যন্তরীণ অংশের মধ্যে সম্ভাব্য পার্থক্য হ্রাস করে, ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা বৃদ্ধি করে।
অতিরিক্ত La, Ce, অথবা Y এর ফলে মোটা ব্লকি যৌগ তৈরি হতে পারে, যা নমনীয়তা এবং শক্তি হ্রাস করে।
অ্যালুমিনিয়ামে প্রধান বিরল মৃত্তিকা উপাদানের বৈশিষ্ট্য এবং তাদের বৈশিষ্ট্য
পোস্টের সময়: আগস্ট-২১-২০২৫
