分析稀土元素在有色金属中的化学分析及应用

李婷婷（中矿（天津）岩矿检测有限公司，天津 300270）

分析稀土元素在有色金属中的化学分析及应用

李婷婷（中矿（天津）岩矿检测有限公司，天津 300270）

稀土元素包括ⅢB族钇及镧系元素，其化学性质较为相似。因其呈现顺磁性的特点，所以常被应用一电子、冶金等用途。有色金属的高熔点与高强度可同稀土元素进行反应，并被其精华境界，从而对有色金属进行提纯。本文将通过举例说明，分析稀土元素在有色金属中的化学作用。

稀土元素；有色金属；化学分析；应用

常见的有色金属大多为铝、铜、邬、镁四类，因其具有高强度及高延展性的特点，常被应用于工业制造之中。作为高活性的稀土元素，对有色金属的提纯及改善性能有着很大的作用，使其高度应用于航空航天、电子等领域。

1 稀土元素在有色金属中的作用

1.1 变质处理

稀土元素具有较大的半径，因此性质较部分有色金属活泼。将其溶于有色金属中，能够促进金属内部组织及性能的变化。并填补金属表面的缺陷，从而使得新旧界面张力减弱，使得内部晶粒在表面形成氧化活性膜。在高温的作用下，稀土元素可以改变晶粒的形态，改变晶粒之间的间距，有色金属的可应用度较高。

1.2 净化处理

有色金属中包含着其他杂质，这类杂质的存在会使有色金属无法形成可应用的化合物。稀土元素可以有效净化这些杂质，例如在铝中进行反应，改变原有的固溶方式，使铝的电阻降低。此外，稀土金属还可降低有色金属中氢的含量。例如，稀土元素可与氧或硫等元素进行反应，生成RE2O3、RES等较为稳定的化合物。在高温的作用下还可生成难溶于水的REN。且稀土元素对氢元素的吸附力较大，能够有效的将其溶解，从而去除。

1.3 合金化处理

稀土在有色金属的存在主要以固溶的方式，通过固溶与增加阻力，促进金属内部错位，从而实现强化，并使其内部形成包含稀土元素的新相，分布在晶粒内部。从而对金属实现合金化处理。

1.4 提高金属性能

将稀土进行混合，并加入有色金属或合金中，会使合金内部具有耐腐蚀性及耐高温性的特点。相较于普通的有色金属，应用性能很高。其晶粒半径约为1.06×10-10m到0.84×10-10m。在工业应用中，具备着合金的高标准。

2 稀土元素在部分有色金属中的化学分析及应用

本文主要以铝、铜、镁、钨四类有色金属合金为例，分析稀土元素在其中的化学分析及应用。

2.1 铝合金

将25%的氢氧化钾溶液作为稀土元素与有色金属分析的基本介质，利用铝合金作电化测试，将金属铂作为另一辅助性电极进行实验。将纯铝放置于电化学溶液中作为实验对照组。将电极铝合金表面覆盖的反应物利用丙酮进行去除，从而观察实验结果。可知稀土元素在铝合金中，降低着铝的活性，使其不易在溶液中发生反应，抗腐蚀能力有所提高。而且，稀土元素有效的抑制了铝合金的放电现象，使其在氢氧化钾这类的强碱性溶液中保持稳定。通过实验结果可以看出稀土元素的应用对铝合金起到了强化的作用，提高铝合金的稳定性，此外，将稀土元素添加入纯铝中，亦可协助铝参加化学反应，从而形成大量的化合物。例如MeAL4等类型的化合物，此类化合物一经析出，能够有效提高合金的强度，使金属合金达到应用的需求，并被广泛应用于汽车制造、工业产品、航天等方面。

2.2 铜合金

稀土元素主要包含镧系元素及ⅢB族钇元素，但在铜合金中，镧系元素被广泛应用。其中对La盐的利用频率较多，可对铜合金的耐腐蚀性有效提高。因此，笔者选择硝酸溶液作为反应溶液，利用点滴的方法研究稀土元素在铜合金中的反应。首先，对硝酸溶液进行提纯，保持试验温度在恒温的撞他下，获取强度转化膜，利用SEM手段，分析转化膜的元素、性能。转化膜通常体现为铜离子与镧系元素的共同化合物，且其耐腐蚀性能较强，能够有效保护铜合金的内部构造。根据调查发现，稀土铜合金通常被应用于大电流的开关以及电线，不仅因其耐腐蚀性能，也因其具有高导电性能。将0.45mg的含有0.011%左右镧系元素与含有0.12%磷的铜合金进行加工，可将导电率提高至95%。

2.3 镁合金

将镁合金与稀土元素中的La元素进行合成，利用Hdo4溶液作为点解溶液，保持反应PH值在2.0左右，并利用二甲酚橙作为实验指示剂，将合成镁合金进行对照，发现当稀土元素保障在0.5%的含量时，镁合金的稳定性较强，且具有强度高、延展性高的特点。因此，稀土镁合金通常被应用于汽车零件、航天等行业中，保障所生产的零件稳定性高，不易在高温、高氧的环境下发生反应。

2.4 钨合金

众所周知钨合金具有耐高温、稳定性等特点，因此被广泛应用于航天、冶金、工业等行业。但稀土钨合金更使其具备高强度、高延展性等特点。究其原因，与稀土元素将钨元素内部晶粒进行细化有着很大的关系。首先，稀土将钨合金的结合力进行提高，利用钨合金的电触头因素，并将其进行改性，从而添加0.01%的镧系元素，分散钨合金的晶体，使金属元素深入至钨合金的内部，晶粒得到细化，耐压性与耐腐蚀性得以提高。而且经过实验结果分析，对稀土元素的不同添加方法与含量，对钨合金的左右也略有不同。需要根据当代工业的需求进行进一步探索，最终合成稳定性最合适的钨合金。此外，部分钨合金中含有镍、铁等金属元素，化合价大多为3+，此类钨合金具有高延展性，但没有顺磁性。因此将稀土元素添加入其中，对其内部显微结构进行细化与分散，且因稀土元素具有较高的顺磁性，可将此类钨合金进行改质，使得钨合金在原有优良性能的基础上，具有较高的延展性、强度、耐高温性。从而被普遍应用于现代工业技术中，为我国工业做出贡献。

3 结语

稀土元素作为有色金属的有效改性元素，可提高其或合金的强度，为此，本文通过研究稀土元素在有色金属中的化学分析，使合金因其内部特点，被广泛应用于各领域之中，为我国科技制造行业做出贡献。

[1]陈鹏.有色金属中稀土元素的化学分析及应用[J].中国高新技术企业,2015(22):54-55.

[2]王峥琳.浅谈有色金属中稀土元素的化学分析[J].2016 (10):34.