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稀土元素Ce在新型铸造铝合金中的作用研究
摘要
随着现代工业的发展，新型铝合金成为了制造业中的热门材料之一。稀土元素Ce在新型铸造铝合金中，作为一种重要的添加剂，对于提高铝合金的性能具有很大的作用。本文综述了Ce在铝合金中的作用以及其添加量对铝合金性能的影响。
关键词：稀土元素；铸造铝合金；Ce；性能
引言
铝合金因其轻质、耐腐蚀、耐热、可塑性等优良性能而备受工业界的青睐，同时，在环保意识日益提高的情况下，铝合金作为一种可循环使用的材料，也越来越受到人们的关注。为了进一步提高铝合金的性能，制造过程中常常会加入少量的添加剂。稀土元素Ce作为一种重要的添加剂，具有很多优良的特性，因此在铝合金的制造中得到了广泛应用。
一、稀土元素Ce在铝合金中的作用
1.提高铝合金的强度
稀土元素Ce能够扩大铝合金的晶粒，提高晶界能，抑制晶界扩散和晶内位错的形成。同时，由于稀土元素Ce具有更高的原子序数，更大的原子半径和更多的电子，因此在晶格中的占位效应非常显著，可形成高密度的晶界，并提高晶界的能量。这种高密度晶界对晶体的崩溃强度有很大的影响，从而使铝合金的强度得到加强。
2.提高铝合金的韧性
稀土元素Ce在铝合金中可形成稳定的氧化物颗粒，从而有效地抑制开裂的产生。同时，稀土元素Ce还能够防止晶界的脆化，通过钝化晶界来增强铝合金的韧性。另外，稀土元素Ce还可以促进铝合金中所含杂质的析出，提高了铝合金的强韧性能。
3.改善铝合金的加工性能
稀土元素Ce可以降低铝合金的熔点和凝固温度，使铝合金的浇铸性能得到提高。同时，稀土元素Ce还能够改善铝合金中间合金中的颗粒，降低了铝合金的热润滑性，使其成型难度得到降低。
二、添加量对铝合金性能的影响
添加量是影响稀土元素Ce对铝合金性能影响的重要因素。适量的稀土元素Ce可以显着提高铝合金的性能，但添加过多则会对铝合金的性能造成不利影响。
1.添加量过少
当稀土元素Ce的添加量过少时，其影响将不明显。这时，铝合金的强度和韧性与未添加Ce的纯铝合金相差无几。因此，稀土元素Ce的添加量应该控制在一定范围内，以发挥其最佳效果。
2.添加量过多
当稀土元素Ce的添加量过多时，其在晶界的效应将达到饱和状态，如果继续添加稀土元素Ce，将会出现元素富集和球化凝固技术的不稳定性。同时，稀土元素Ce还会与其他元素产生一定的相互作用，导致影响机械性能的副反应。因此，添加量过多将会对铝合金的性能产生不利影响。
结论
稀土元素Ce的加入对铝合金的性能有着明显的提高作用，能够有效地改善铝合金的强度、韧性和加工性能。但是，添加量的大小对铝合金的性能影响极大，因此在添加Ce的时候应该控制好添加量。通过对稀土元素Ce在新型铸造铝合金中的作用研究，可以为其材料工程应用提供较为准确的理论依据。