随着稀土氧化物种类和含量的不同,稀土钼兰州合金管既可用作结构材料,又可用作新型功能材料。作为结构材料,稀土钼合金的综合性能优于高温钼。作为功能材料,稀土钼合金是一种新型的热阴极材料,发射能力达到或超过目前的ThO2-W材料。稀土钼合金及其产品应用范围广泛,如稀土钼丝产品可用作电光源灯丝和高温炉发热体等,稀土钼合金是优质的钢管热穿孔顶头及宇航、核工业材料,稀土钼异型产品可用于玻璃熔化电极、坩埚及高温烧结舟皿等。稀土钼合金还可替代钍钨阴极用作大功率电子管的热阴极材料,并能有效降低电子管的工作温度,提高其可靠性。钼合金用途广泛,是发展现代科技不可缺少的重要材料之一,应该重视和加强对新型钼合金的研发工作。
在纯钼或钼兰州合金管中添加适量的稀土氧化物,可制备出稀土钼兰州合金管。当钼中加入稀土元素后,一方面稀土元素在晶界和晶内形成弥散分布的质点,从而提高材料的塑性;另一方面,间隙杂质碳和氧在晶界的偏聚现象减轻,从而改善合金的低温脆性并降低塑-脆转变温度。稀土钼合金的添加剂主要有Y2O3、La2O3、Nd2O3、Sm2O3、Gd2O3等稀土元素氧化物,其加入量通常为1%左右,粒度控制在亚微米级范围。在钼中加入一定的稀土氧化物,可使其再结晶温度提高400～500℃左右,且对提高钼的室温抗拉强度、高温抗下垂性能也有特别明显的作用。稀土氧化物对改善钼抗下垂性能作用大小的排序依次为:La2O3>Sm2O3>Nd2O3>Gd2O3>Y2O3;对改善钼高温拉伸性能作用大小的排序依次为:La2O3>Nd2O3>Sm2O3>Gd2O3>Y2O3。稀土钼合金具有韧性好、耐高温的特点,尤其是液-液掺杂氧化镧对钼合金的性能改善效果最佳。加入氧化镧可显著增大烧结钼坯的抗弯强度和弯曲角:最高抗弯强度可达到930MPa,比烧结纯钼坯提高52%;弯曲角从纯钼坯的5°提高到15.3°。经30%锻造变形后,烧结稀土钼坯的抗弯强度大幅度提高。
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