稀土元素在化学热处理中的应用

稀土材料的烧结与热处理技术

引言

稀土材料是一类具有特殊化学和物理性质的重要材料，被广泛应用于电子、光电、磁性材料等领域。稀土材料的烧结与热处理技术对于其性能和应用起着至关重要的作用。本文将介绍稀土材料的烧结工艺和热处理技术，以及它们的影响因素和应用的发展趋势。

烧结工艺

烧结是将稀土材料粉末通过热压和热处理使其颗粒间形成化学键和结晶结构的

过程。烧结工艺的主要步骤包括：材料准备、混合、成型、烧结和后处理。

1.材料准备：选择合适的稀土材料和添加剂，精细研磨材料粉末，控制

其颗粒大小和分布。

2.混合：将稀土材料粉末与添加剂按一定比例混合均匀，以提高材料的

烧结性能。

3.成型：采用压制或注射成型等方法将材料粉末固化成所需形状。

4.烧结：将成型后的稀土材料置于高温下进行烧结处理，使颗粒间产生

结合作用，并形成致密的结构。

5.后处理：烧结后的材料需要经过退火、加工和表面处理等后处理步骤，

以优化材料的性能。

烧结工艺中的参数控制和工艺优化对于稀土材料的烧结效果和性能起着重要作用。烧结温度、时间、压力以及添加剂的类型和含量等因素都会影响材料的烧结致密度、晶粒长大和晶界结合强度等性能指标。

热处理技术

热处理是稀土材料在一定温度下通过加热和恒温保温等过程改变其组织结构和

性能的技术。常见的热处理方法包括退火、固溶处理、时效处理和淬火等。

1.退火：退火是将材料加热到一定温度后，通过恒温保温和缓慢冷却使

材料的晶粒尺寸增大、晶格缺陷减少，从而改善材料的韧性和塑性。

2.固溶处理：稀土材料中的合金元素溶解于基体中，通过固溶处理可以

稀土元素在化学热处理中的催渗和扩散机理研究

ＴｈｓｐｐｒｂｅｙｉｔｏｕｅｈｕｃｉｎｏｉａｅｒｆｒｄｃｓｔｅｆｎｔｆＲＥｌｍｅｔｕｉｇｔｅｔｅｏｃｅｃｌｔｅｔｎ，ａｄｅｈｔａｌｎ — ｉｌｎｏｅｅｎｓｄｒｎｈｈｒ－ｈｍｉａｒａｍｅｔｎｍｐａｉｌａａｍｃｙ
欲渗元素原子或离子以及含欲渗元素原子的某些物质等，以下
同，并用ＦＳ表示）在金属表面上进行吸附和由此产生的各种界
面反应；
（）４内扩散：界面反应的Ｆ（Ｓ写成［ｓ）Ｆ］由金属表面向纵深
迁移；
过程中能缩短热处理周期，降低热处理温度，约能源，节并对工件渗层的组织和性能有明显改良作用［］３。现已成功研制稀土 “ 渗碳、稀土渗氮、土软氮化、稀稀土渗硼、稀土低温多元共渗等新工艺，并逐渐应用于生产；人们对于稀土元素在其中所起的作用研究很多，但大部分是从工艺角度来考虑，而对其作用机理和稀土元素的存在状态研究较少。本文从化学热处理的基本过程人手，分析稀土元素在化学热处理中对渗剂的活化、金属表面的净化、催渗及扩散作用机理。
ＡｂｔａｔｓｒｃＴｈｐｃａｌｃｒ－ｏｓｒｃｉｎｏｆｄｔｒｎｓｔａｈｅｅｎｓｈｖｉｈｃｅｃｌａｔｉｙｅｓｅｉｌｅｔｏｃｎｔｕｔｆ４ｅｅｍｉｅｈｔｔｅＲＥｌｍｅｔａｅｈｇｈｍｉａｃｉｔ．ｅｏｖ

稀土功能材料的制备与应用

稀土功能材料是一种具有特殊功能的材料，由稀土元素组成，广泛应用于电子、光电、磁性、催化等领域。本文将探讨稀土功能材料的制备方法以及在不同应用领域的应用。

1. 稀土功能材料的制备方法

稀土功能材料的制备主要通过物理、化学和生物方法。其中，物理方法包括沉

淀法、溶胶-凝胶法和气相沉积法。沉淀法是较为常见的制备方法，通过混合适量

的稀土溶液和沉淀剂，在适当的条件下形成沉淀，经过分离、洗涤和干燥等步骤制得稀土功能材料。溶胶-凝胶法是一种溶液凝胶形成材料的方法，通过混合稀土溶

液和凝胶剂，在适当温度下形成凝胶，然后通过热处理得到稀土功能材料。气相沉积法是通过在高温下使气态稀土在基底上沉积形成材料。化学方法包括水热合成、溶剂热法和溶胶-凝胶法等。生物方法则是利用生物体提取稀土元素，通过后续处

理得到稀土功能材料。

2. 稀土功能材料在电子领域的应用

稀土元素的特殊电子结构赋予了稀土功能材料在电子领域中的重要应用价值。

稀土功能材料常用于制备发光二极管(LED)、太阳能电池和薄膜晶体管等器件。例如，稀土离子在LED器件中起到发光剂的作用，通过不同的稀土元素组合，可以

实现不同颜色的发光效果。稀土功能材料还可用于电池材料，提高电池的能量密度和循环寿命。

3. 稀土功能材料在光电领域的应用

稀土功能材料在光电领域中具有广泛的应用，例如在激光技术、光传感器和光

纤通信等领域。稀土功能材料可用于制备激光材料，通过适当的离子掺杂和晶体结构设计，可以实现不同波长的激光发射。在光传感器方面，稀土功能材料还可用于制备高灵敏度的光传感器，广泛应用于环境监测、生物传感和安防等领域。

稀土元素在化学热处理中的作用机理浅析

素的离子或原子，并由表向里扩散，通过改键 ” 轨道状态，其中电子的占据使轨道源自文库量进碳原子扩散，但由于扩散困难，使其扩散变零件表面化学成分、组织结构，达到改变增大，破坏了二者间的结合，也削弱了反应距离有限；对扩散初期的作用可能较大，时其性能的热处理工艺。一般由５个分过程构物分子的结合，从而降低反应的活化能，加间延长会减弱
成…：（１）渗剂中的活化反应．（２）外扩散，（３）速了【Ｃ】、［Ｎ】等原子的产生，起到了活化
表面吸附和界面反应，（４）内扩散，（５）相内反应。
催渗作用。
４结论
稀土可通过改善渗剂的裂解、界面反
土催渗剂在化学热处理领域中的应用前景的亲和力非常强。因此，当含有稀土时，将的温度、压力、配位数、结合键的形式等有广阔，探讨其在化学热处理中的活化催渗有利于丙烷等的高分子键断裂，炉气便可关。高温高压渗碳时，稀土原子的存在会引

热处理对金属材料的晶界稀土分布的影响

热处理对金属材料的晶界稀土分布的影响热处理是一种常见的金属加工方法，通过控制金属材料的温度和时间，在晶界结构上产生显著的影响。而在金属材料中，稀土元素的存在对晶界分布具有重要的影响。本文将重点探讨热处理对金属材料的晶界稀土分布的影响。

影响一：晶界的化学成分变化

在热处理过程中，金属材料的晶界会发生化学成分的变化。稀土元素作为合金中的重要成分，其在晶界的分布态势也随之改变。具体到不同的热处理方法，其对晶界稀土分布的影响也有所差异。

1. 固溶处理

固溶处理是常用的热处理方法之一。在固溶处理中，通过高温加热和快速冷却，使稀土元素与金属基体发生固溶反应。结果显示，在晶界上形成更为均匀的稀土分布。稀土元素的固溶度提高，从而增强了金属材料的强度和韧性。

2. 淬火处理

与固溶处理不同，淬火处理通过将金属材料迅速冷却至室温，使晶界处的稀土元素发生析出作用。在淬火处理过程中，稀土元素顺着晶界向晶体内部聚集，形成片状或点状的析出物。这些析出物在晶界上形成了显著的稀土分布差异。

影响二：晶界对晶体生长的影响

金属材料在热处理过程中，晶界的分布对晶体的生长过程起着重要

的调控作用。而稀土元素的存在则会对晶界的晶体生长产生一定的影响。

1. 晶界阻挡效应

稀土元素可以阻碍晶界上新晶粒的生长，减缓了晶体的晶化速度。

这是因为稀土元素在晶界处形成了一层屏障，阻止了晶体生长时溶质

的进入。因此，稀土元素的分布会对晶界的晶体生长过程产生明显的

影响。

2. 晶界扩散速率的改变

稀土元素的存在可以改变晶界的扩散速率。研究发现，稀土元素可

以促进晶界处的溶质扩散速度，从而影响晶体的生长。例如，稀土元

稀土元素在铝合金中的作用和应用

在铝合金中加入微量稀土元素，可以显著改善铝合金的金相组织，细化晶粒，去除铝合金中

气体和有害杂质，减少铝合金的裂纹源，从而提高铝合金的强度，改善加工性能，还能改善

铝合金的耐热性、可塑性及可锻性，提高硬度、增加强度和韧性。稀土元素的加入使得稀土

铝合金成为一种性能优良、用途广泛的新型材料，目前稀土铝合金的产量已近全国铝产量的

1／4。

稀土元素在铝合金中的作用

稀土元素非常活泼，极易与气体(如氢)、非金属(如硫)及金属作用，生成相应的稳定化合物。稀土元素的原子半径大于常见的金属如铅、镁等，在这些金属中的固溶度极低，几乎不能形成固溶体。一般认为，稀土元素加入到铝合金中可起到微合金化的作用；此外，它与氢等气体和许多非金属有较强的亲和力，能生成熔点高的化合物，故它有一定的除氢、精炼、净化作用；同时，稀土元素化学活性极强，它可以在长大的晶粒界面上选择性地吸附，阻碍晶粒的生长，结果导致晶粒细化，有变质的作用。以下就这3方面的作用详细介绍。

1.变质作用

变质处理是指在金属及合金中加入少量或微量的变质剂，用以改变合金的结晶条件，使其组织和性能得到改善的过程。变质剂又称晶粒细化剂或孕育剂。稀土元素的原子半径为

0.174 ～0.204mm，大于铝原子半径(0.143mm)。稀土元素比较活泼，它熔于铝液中，极易填补合金相的表面缺陷，从而降低新旧两相界面上的表面张力，使得晶核生长的速度增大，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，使合金的组织细化。此外，铝与稀土形成的化合物在金属液结晶时作为外来的结晶晶核，因晶核数的大量增加而使合金的组织细化。研究表明：稀土对铝合金具有良好的变质效果。例如，合金化的7005铝合金铸锭本身就呈十分细小的组织。同时值得一提的是，稀土的变质作用具有长效及重熔稳定性的特点，比用钠(Na)、锶(Sr)等变质剂具有明显优点。稀土的变质作用只受共晶硅变化的影响。

稀土材料的热分解特性和热传质性能

引言

稀土材料是指具有稀土元素作为主要成分的材料，其在许多领域具有重要的应用价值。热分解特性和热传质性能是稀土材料的重要性质，对于其在能源、催化、电子等领域的应用具有重要意义。本文将探讨稀土材料的热分解特性、热传质性能以及其实际应用。

稀土材料的热分解特性

稀土材料的热分解特性是指在高温条件下，稀土材料分解的过程和机制。热分解是稀土材料在高温条件下发生的热化学反应，通常由于材料的热解、脱水、脱碳等过程引起。

稀土材料的热分解特性与材料的组成、结构以及热处理条件密切相关。一般来说，稀土材料的热分解温度较高，需要较高的温度才能使材料发生分解反应。热分解温度可以通过热重分析等方法进行测定。

稀土材料的热分解反应过程可以用化学反应方程式表示，例如：

2Ln(NO3)3 → 2LnO(NO3) + 3O2↑ + 2NO2↑

稀土材料的热传质性能

热传质是指物质在温度梯度下由高温地区传递到低温地区的过程。稀土材料的热传质性能主要包括热导率和热扩散系数两个方面。

稀土材料的热导率是指在单位时间内单位面积上的热量传递速率，可以通过热导率实验测定得到。热导率与材料的微观结构和晶体结构密切相关，一般来说，具有较好晶体结构的稀土材料具有较高的热导率。

热扩散系数是指在温度梯度下，单位时间内单位浓度的物质传播速率。稀土材料的热扩散系数与材料的化学成分、晶体结构和温度有关。热扩散系数可以通过热扩散实验测定得到，也可以通过热力学模拟方法进行估算。

稀土材料的应用

稀土材料具有独特的物理、化学和热学性质，在许多领域具有广泛的应用。以下列举了几个常见的应用领域：

稀土元素在钢中的作用

一，概述

一般所说的稀土元素，是指元素周期表中原子序数为57-71的镧系元素。由于这些元素大都在矿石中共生的，而且化学性质也很相似，所以归为一类，在钢号中均用“R”表示。

稀土元素的外层电子结构相同，所以它们的化学性能极为相似，不易用一般的化学方法分离。但其内层的电子结构不同，以致在物理性能方面引起一定的差异，而有其各自的特性。

稀土元素是很好的钢中脱硫去气剂；可用于清除其它如砷、锑、铋等有害杂质；可以改变钢中夹杂物的形状和分布情况，从而改善钢的质量。稀土元素加入高合金的不锈耐热钢和电热合金中，可以改善钢和合金的铸态组织，从而改善其热加工性能并提高其使用寿命。二，稀土元素对钢的组织及热处理的影响

1.对组织的影响

稀土元素在钢中的作用主要有两个方面，一是净化作用；一是合金化作用。从后一作用出发，要想稳定稀土在钢中的效果，必须稳定稀土的钢中的实际含量。研究表明，稀土在钢中有的呈夹杂物形态存在，有的分布在碳化物和固溶体中。显然，这些不同的存在形态将对钢的性能产生不同的影响。

根据理论与实际分析，其中起有效合金化作用的为存在于碳化物及固溶体中的稀土。如果保证在此两相中的稀土含量使之稳定和得到控制，就可以保证稀土的合金化效果。

根据试验结果，控制钢中稀土的合金化的有效部分的主要因素有以下几个方面：

（1）脱氧制度的影响：采用强扩撒脱氧剂的试验用钢，固溶体中有稀土存在，而夹杂物中的稀土则比采用弱扩散脱氧剂时为低。

（2）钢中稀土总量的影响：当钢中稀土总量较高时，固溶体中大都有稀土存在，而稀土总量较低时，发现固溶体中稀土含量极为微少。

热处理对铜合金的影响

热处理是一种通过加热和冷却来改变材料性质的工艺。在铜合金中，热处理可以显著影响材料的力学性能、耐蚀性和电导率等方面。本文

将探讨热处理对铜合金的影响以及不同热处理方法的应用。

1. 固溶处理

固溶处理是最常用的热处理方法之一。在铜合金中，固溶处理可以

通过提高材料的固溶体溶解度来改善其力学性能。通常，铜合金中添

加的其他元素会形成固溶体，并在固溶处理过程中均匀分布在铜基体中，从而提高材料的强度和硬度。

固溶处理的温度和时间对铜合金的影响十分重要。温度太低可能导

致溶解不完全，而温度过高又容易产生过度固溶，导致晶粒长大和材

料变脆。因此，需要针对具体铜合金的成分和性能要求进行正确的固

溶处理温度和时间的选择。

2. 稀土处理

稀土处理是另一种常见的热处理方法，特别适用于含有铝的铜合金。稀土元素能够与铝形成高熔点化合物，提高材料的强度和耐磨性。

稀土处理一般需要在高温条件下进行，以确保稀土元素与铝充分反应。在热处理过程中，稀土元素会与铝形成相互作用的化合物，进而

改善铜合金的性能。然而，稀土处理存在着成本较高的问题，因为稀

土元素的价格相对较高。

3. 冷变形和时效处理

冷变形通常与固溶处理和时效处理结合使用，以进一步提高铜合金

的性能。通过冷变形可以引入高密度的位错，并改善材料的塑性和强度。随后，时效处理可以进一步调节晶粒和相的组织，消除残余应力，并提高材料的稳定性和耐腐蚀性。

冷变形和时效处理的变形程度和时效时间对铜合金的性能有着显著

影响。合适的冷变形程度和时效时间能够在维持铜合金优异性能的同时，提高其耐蚀性和耐疲劳性。

稀土厚膜加热技术

稀土厚膜加热技术是一种应用于材料工程的重要技术。稀土元素是一类具有特殊电学、磁学和光学性质的元素，广泛应用于高级材料的生产和研究领域。稀土厚膜加热技术可以通过控制温度和时间来促进稀土元素的离子交换、晶体生长和结构稳定化，使稀土材料达到更好的物理、化学和电学性能。

技术原理

稀土厚膜加热技术的核心原理是热力学平衡。当稀土材料经过加热之后，原子和分子之间的反应速率会加速，晶体结构会发生变化。这种能量转移会增加晶体表面的活性位点，使得表面化学反应的活性程度增加，从而提高材料的物理和化学性能。在加热稀土材料之后，其晶体结构和表面的物理性质都会得到改善，从而使其在高级材料制备领域具有不可替代的作用。

技术操作

稀土厚膜加热技术的实际应用取决于技术操作的具体过程。该技术的操作具体如下：

1.清洁材料表面。在进行加热处理之前，需要保证材料表面的干净和完整，以避免加热过程中产生不必要的化学反应或对材料产生负面影响。

2.设定加热参数。设定加热的温度、时间、环境等参数，以便控制反应过程，获得合适的晶体结构和性能。

3.加热处理。将材料放置在专业热处理设备中，控制温度、时间等加热参数，进行加热处理。

4.冷却处理。加热处理之后，需要将材料冷却至室温。这个过程也需要控制温度和时间，避免对材料产生不利影响。

技术应用

稀土厚膜加热技术被广泛应用于材料工程中。具体应用领域如下：

1.光、电材料制备。稀土元素具有良好的光学和电学性质，经过加热处理之后，可以促进稀土元素的晶体生长，从而获得更好的光、电学性能。

2.薄膜材料制备。稀土厚膜加热技术可以帮助稀土材料形成更稳定和均匀的厚膜材料，提高材料的耐磨性、耐腐蚀性等性能。

稀土元素材料的制备及其应用性能研究

稀土元素作为一种重要的战略资源，在现代工业领域中具有不可替代的地位。它们拥有高储能、高强度、高耐腐蚀等优异的性能，因此广泛应用于航天、航空、电子、光电等诸多领域。稀土元素的应用性能与其制备工艺密切相关，因此研究制备方法和应用性能的变化规律具有重要的学术和工程意义。

一、稀土元素材料的制备

稀土元素的制备主要分为两种方法：物理方法和化学方法。物理方法包括离心层析法、单晶生长法、溅射法等，这些方法可以制备高纯度、高晶质度的材料，但需要耗费大量能源和时间。化学方法则包括溶胶-凝胶法、水热法、共沉淀法等，这些方法可以制备晶体尺寸小、分散性好的材料，且工艺简单、成本低。现代稀土元素材料的制备方法多采用化学方法。

其中，溶胶-凝胶法是一种常用的制备稀土元素材料的方法。它是指先将稀土盐和适量的化合物在水中溶解或悬浮，形成溶胶（Sol），然后通过水蒸发、离子交换等方式，使其凝胶化（Gel），再进行热处理，最终得到稀土凝胶体。这种方法可以制备出稀土氧化物、碳酸盐等各种形式的稀土材料，并且能够调控其晶体尺寸和形貌。

二、稀土元素材料的应用性能研究

稀土元素材料的应用性能研究主要包括电学性能、磁学性能、光学性能、催化性能等。以下就这几个方面进行阐述：

（一）电学性能

稀土元素材料在电学领域的应用非常广泛，例如稀土氧化物在热电转换装置中可以被用来提高转化效率；稀土掺杂的半导体材料可用于激光器、LED等光电器件中。稀土材料本身具有半导体性质，其电阻率与温度和化合物结构密切相关。研

究稀土材料的电学性能，在材料中加入适当元素，优化其结构和晶体缺陷性质，有助于提高稀土材料的导电性。

稀土材料在钢铁冶金中的应用研究

摘要

稀土材料在钢铁冶金中具有广泛的应用前景。本文主要介绍了稀土材料在钢铁

冶金中的应用研究的相关内容，包括稀土材料在炼钢、铸铁以及表面处理等方面的应用。稀土材料能够提高钢铁的机械性能、耐热性能和耐蚀性能，同时还能够改善钢铁的组织和性能，提高生产效率和节约能源。本文还对稀土材料在钢铁冶金中的应用前景进行了展望，提出了进一步研究的方向和重点。

1. 引言

钢铁冶金是现代工业中最重要的基础行业之一，稀土材料作为一类特殊的材料，在钢铁冶金中具有独特的应用优势。稀土元素具有多种特殊性质，包括高熔点、良好的热稳定性和化学稳定性，还具有很强的亲氧性和亲硫性等。这些特殊的性质使得稀土材料在钢铁冶金中具有广泛的应用前景。

2. 稀土材料在炼钢中的应用

2.1 稀土材料的脱氧剂作用

稀土材料具有很强的还原能力，能够将钢水中的氧和杂质元素还原，并与氧和

杂质元素生成稳定的化合物，从而达到脱氧的目的。稀土材料脱氧剂的应用可以提高钢水的质量和纯度，改善钢的组织和性能。

2.2 稀土材料的除硫剂作用

稀土材料具有很强的亲硫性，能够与熔池中的硫元素反应产生稳定的硫化物，

从而达到除硫的目的。稀土材料除硫剂的应用可以大大降低钢铁中的硫含量，提高钢铁的耐蚀性能和焊接性能。

3. 稀土材料在铸铁中的应用

3.1 稀土材料在球化处理中的应用

球化是铸铁生产过程中的重要工艺，稀土材料具有很好的球化作用。稀土材料

能够改善铸铁的组织和性能，提高铸铁的强度和韧性，降低铸铁的脆性和疲劳性。

3.2 稀土材料在脱气处理中的应用

稀土材料具有很强的吸气能力，能够吸附熔池中的气体，从而达到脱气的目的。稀土材料的脱气剂应用可以降低铸铁中的气孔率，提高铸铁的密度和耐磨性。

稀土共渗技术在化学热处理中的应用

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第２９卷第３期２００８年６月
热处理技术与装备
ＲＣＨＵＬＩＨＵＹＵＺＥＩＳＨＵＪＡＮＧＢＥＩ
Ｖｏ．２９．．１Ｎｏ３
Ｊｎ．０８ｕ．２０
・
工艺研究・
稀土共渗技术在化学热处理中的应用
张国良，鸿春，王刘成友
（尔滨意锋稀土材料开发有限公司，哈黑龙江哈尔滨摘１０５）５００
要：文介绍了稀土在渗碳和渗氮中的作用，本列举了一些成功的的应用实例。特别提出了用市
场化运作推广稀土共渗技术。关键词：土渗碳；稀稀土渗氮
中图分类号：Ｔ１６４＋Ｇ４．５文献标识码：Ａ文章编号：６３— ９１２０）３— ００— ７１７４７（０８００４０
Ａｐｌａｉｎｏｒ－ａｔｒｉｔｏｆＲａｅ－ｒｈＣａｂｕｒｚｎｇａｒ－ａｔｃｅｉｉｎｄＲａｅ－ｒｈｅＮｉｒｄｎｇｉｅｔＴｒａｍｅｔｉｉｎＨａｅｔｎｔ
ＺＨＡＮＧｏｌａｇ，ＡＮＧｎ — ｈｎ，ＵｅｇｙｕＧｕ－ｉｎＷＨｏｇｃｕＬＩＣｈｎ－ｏ

稀土在功能涂料和涂层中的作用机理

南交所稀土交... 08-06 08:08 大

稀土是元素周期表ⅢB族中钪、钇、镧系17种元素的总称，包含钪Sc、钇Y及镧系中的镧La、铈Ce、镨Pr、钕Nd、钷Pm、钐Sm、铕Eu、钆Gd、铽Tb、镝Dy、钬Ho、铒Er、铥Tm、镱Yb、镥Lu，共17个元素。稀土元素具有[Xe]4f0-145d1-106S2的电子构型，由于4f轨道的特殊性和5d轨道的存在，因而具有光、电、磁等优异性能。稀土离子具有丰富的电子能级，离子半径较大，电荷较高，又有较强的络合能力，这为化学合成稀土新材料提供了更多途径。将稀土元素应用到功能涂层，可以对各种材料进行针对性的保护。

1.稀土在有机涂料中的催干作用

有机涂料在材料保护中被大量应用，有机涂料在使用中往往需要添加催干剂。传统的催干剂主要是钴、锰、铁、铅、锌、钙等金属的有机酸皂，但它们却存在明显的缺点：钴皂价昂，锰皂色深，铅皂毒性大、污染大。稀土金属皂催干剂作为一类新型催干剂，不仅具有毒性低、颜色浅、价格适宜等优点，而且兼具活性催干剂和辅助催干剂的作用，可部分代替钴催干剂，全部取代锰、铁、铅、锌、钙等催干剂，有利于降低成本，消除铅毒及污染，并提高漆膜质量。稀土元素由于具有特殊的外层电子结构，以它制成的皂类催干剂不仅能通过自身的价态变化将油中天然抗氧化物氧化或结合成络合物沉淀析出，消除抗氧化剂的抗氧性，加速不饱和脂肪酸的吸氧速度，促进油中不饱和脂肪酸的表层氧化聚合干燥，而且还可通过其空轨道与醇酸、酚醛、氨基、环氧等树脂中的羟基、羟甲基等极性基团形成配位键，增加分子结构的交联度，生成更大相对分子质量的配位络合物，从而使中、底层涂层产生配位聚合干燥[1]。例如以稀土元素Ce和异辛酸为主要原料，采用有机酸皂化法可制备高效稀土油漆催干剂，该催干剂能通过所含铈离子的价态变化促进自由基产生，加速有机涂层的氧化聚合干燥，同时还可与有机分子中的羟基、羟甲基等极性基团形成配位键，

稀土材料的制备与应用

稀土元素是指化学原子序数为57 ~ 71的17种元素，包括镧系（La ~ Lu）和钐系（Sc、Y）。这些元素具有特殊的电子结构和良好的化学稳定性，使得它们在许

多现代技术中得到广泛应用。稀土材料的制备与应用是一个复杂的研究领域，本文将简单介绍一些相关的内容。

一、稀土材料的制备技术

稀土元素在自然界中分布较少，其化学性质又较为复杂，因此制备稀土材料需

要采用一系列特殊的化学和物理方法。以下是几种常用的稀土材料制备技术。

1. 溶胶-凝胶法

溶胶-凝胶法是一种基于化学反应的材料合成方法，其原理是通过水解和凝胶

化反应来制备稀土材料。在这个过程中，稀土盐与一定量的水和酸混合，形成胶体溶液。随后，通过控制溶胶的pH值和温度，可使胶体发生水解反应，水解前后产

物发生胶化和固化。经过热处理后，发生烧结反应形成稀土陶瓷材料。

2. 淀粉法

淀粉法是将稀土离子通过淀粉胶体法沉积到粒子表面上而得到的稀土纳米材料。在淀粉胶体法中，加入淀粉到稀土溶液中，使淀粉分子形成聚集体或者微胶粒子，然后移除掉水分，得到固态粉末。最后，对粉体进行高温烧结处理，得到稀土陶瓷材料。

3. 溶剂热法

溶剂热法是指通过有机溶剂或水溶剂的高温、高压作用来制备稀土材料的方法。在此法中，稀土离子和某些化合物或物质通过水或有机溶剂混合而成的溶液中进行反应，加热至一定温度（通常大于200°C），高压下进行反应。反应后，过滤、洗涤、干燥、烧结和退火流程便可得到目标稀土材料。

二、稀土材料的应用领域

由于稀土元素的特殊电子结构和物理化学性质，使得稀土材料成为当今的热点研究领域和高技术领域材料。

材料中的化学元素对热处理的影响

钢性, 化学元素

钢材中都含有各种各样的杂质，杂志含量的多寡，直接影响到钢材的物理化学性质—— 1、碳（C）：钢中含碳量增加，屈服点和抗拉强度升高，但塑性和冲击性降低，当含碳量

超过0.23%时，钢的焊接性能变坏，因此用于焊接的低合金结构钢，含碳量一般不超过0.20%。

碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力，在露天料场的高碳钢就易锈蚀；此外，碳能增加钢的冷脆

性和时效敏感性。 2、硅（Si）：在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂，所以镇静钢含有0.15－0.30%的

硅。如果钢中含硅量超过0.50-0.60%,硅就算合金元素。硅能显著提高钢的弹性极限，屈服点和

抗拉强度，故广泛用于作弹簧钢。在调质结构钢中加入1.0－1.2%的硅，强度可提高15－20%。

硅和钼、钨、铬等结合，有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用，可制造耐热钢。含硅1－4%的低碳钢

，具有极高的导磁率，用于电器工业做矽钢片。硅量增加，会降低钢的焊接性能。 3、锰（Mn）：在炼钢过程中，锰是良好的脱氧剂和脱硫剂，一般钢中含锰0.30－.50%。在碳素钢中加入0.70%以上时就算锰钢，较一般钢量的钢不但有足够的韧性，且有较高的强

度和硬度，提高钢的淬性，改善钢的热加工性能，如16Mn钢比A3屈服点高40%。含锰11－14%的

钢有极高的耐磨性，用于挖土机铲斗，球磨机衬板等。锰增高，减弱钢的抗腐蚀能力，降低焊接性能。

4、磷（P）：在一般情况下，磷是钢中有害元素，增加钢的冷脆性，使焊接性能变坏，降

低塑性，使冷弯性能变坏。因此通常要求钢中含磷量小于0.045%，优质钢要求更低些。 5、硫（S）：硫在通常情况下也是有害元素。使钢产生热脆性，降低钢的延展性和韧性，