稀土元素在铝合金中的作用机理（一）

稀土元素位于元素周期表第三副族，原子半径较大，具有独特地4f电子结构、大的电子磁矩、很强的自旋轨道耦合。其化学性质很活泼，在金属元素中其化学活性仅次于碱金属和碱土金属元素，几乎能与所有非金属元素（氧、硫、卤族元素等）形成化学性质稳定的氧化物、硫化物、卤化物等；形成稀土配合物时，配位数在3～12之间变化，并且具有多样化的晶体结构。独特的物理、化学性质决定了稀土元素在铝合金中的多种作用。

变质作用
　　
变质处理是指通过在金属及合金中加入少量或微量的变质剂来改变合金的结晶条件使其组织和性能发生变化的过程。研究证明，稀土在合金中具有良好的变质作用，主要表现在细化晶粒和枝晶。稀土元素的原子半径大于铝原子半径，性质比较活泼，它熔于铝液中极易填补合金相的表面缺陷，使得新旧两相界面张力降低，提高了晶核的生长速度，同时还在晶粒与合金液之间形成表面活性膜，阻止生成的晶粒长大，细化合金组织。添加稀土还可以减少柱状晶及二次枝晶臂间距，改善晶粒形态，并在一定程度上控制材料晶粒度。实验证明稀土变质作用存在一定潜伏期，只有在高温下保持一定的时间，稀土才会发挥最大的变质作用。


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