Vì sao cần thêm các nguyên tố đất hiếm vào gang thép?

Trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học, thông thường mỗi nguyên tố hoá học chiếm vị trí 1 ô. Nhưng trong bảng tuần hoàn có hai ngoại lệ là nhóm các nguyên tố lantanoit và actinoit, hai nhóm nguyên tố này mỗi nhóm có 15 nguyên tố và các nguyên tố của mỗi nhóm được xếp vào một ô. Nhóm lantanoit là một nhóm 15 nguyên tố bao gồm các nguyên tố: lantan (La); ceri (Ce); praseodim (Pr); neodim (Nd); prometi (Pm); samari (Sm); europi (Eu); gadoleni (Gd); terbi (Tb); dysprosi (Dy); homi (Ho); erbi (Er); tuli (Tm); yterbi (Yb); lutexi (Lu). Nhóm 15 nguyên tố này thường được gọi là nhóm các nguyên tố đất hiếm. Các nguyên tố đất hiếm có đặc điểm là có cấu tạo nguyên tử và tính chất hoá học rất giống nhau nên các nguyên tố này cũng tập hợp trong cùng một loại khoáng vật. Ngoài ra còn có hai nguyên tố scanđi và itri cũng hay cùng các nguyên tố đất hiếm ở trong cùng một loại khoáng vật, nên hai nguyên tố này cho dù ở 2 vị trí riêng biệt trong bảng tuần hoàn, nhưng chúng cũng được xếp vào họ nguyên tố đất hiếm.

Các nguyên tố đất hiếm được phát hiện từ rất sớm (1794) thế nhưng chúng đã ngủ yên trong suốt 150 năm sau đó, vì trong suốt thời gian đó người ta chưa tìm thấy được công dụng của các nguyên tố đất hiếm. Mãi đến thời kỳ đại chiến thế giới thứ hai, khi người ta đưa được nguyên tố đất hiếm vào thành phần gang thép, bấy giờ nguyên tố đất hiếm mới bắt đầu được sử dụng vào các mục đích thực tiễn.

Ngày nay phạm vi sử dụng các nguyên tố đất hiếm ngày càng rộng rãi. Thực sự thì ở đây các nguyên tố đất hiếm đã tìm được chỗ phát huy các mặt tốt, đã cải thiện được nhiều tính năng của gang thép, nên người ta xem nguyên tố đất hiếm như là "sinh tố" cho gang thép.

Khi đưa nguyên tố đất hiếm vào gang xám sẽ làm tăng tính chịu mài mòn, nâng cao độ bền, có tính chịu mỏi tốt, có thể dùng thay thế thép trong chế tạo cơ khí. Loại gang xám để đúc có tính chịu được axit, vốn có nhiều lỗ xốp, nên khi chế tạo có thể cho nhiều phế phẩm. Khi thêm nguyên tố đất hiếm vào gang đúc có thể loại bỏ các lỗ xốp, nên phế phẩm trong khi sản xuất sẽ giảm, tính chịu axit cũng tăng gấp bội. Loại thép cacbon có hàm lượng photpho cao ở nhiệt độ thấp có độ giãn nở lớn; khi thêm nguyên tố đất hiếm thì sự giãn nở ở nhiệt độ thấp sẽ bị loại bỏ, bấy giờ photpho lại tăng cao được cường độ cũng như tính chịu ăn mòn của thép. Thép xây dựng cường độ siêu cao vốn rất khó hàn; khi thêm các nguyên tố đất hiếm, việc hàn thép sẽ thực hiện được dễ hơn. Thép chế tạo viên bi và thép công cụ có độ cứng và cường độ cao nhưng tính dẻo và tính bền thấp; khi thêm nguyên tố đất hiếm có thể nâng cao được hai tính năng nêu trên của thép, thời gian sử dụng được kéo dài. Thép không gỉ ở nhiệt độ cao vốn khó gia công, khi thêm nguyên tố đất hiếm vào thép, không chỉ làm cho việc gia công thép trở nên dễ hơn mà càng làm tăng tính chống oxy hoá của thép ở nhiệt độ cao càng được tăng cường.

Vì sao các nguyên tố đất hiếm lại có tác dụng "thần kỳ" như vậy? Đó là vì các nguyên tố đất hiếm có tác dụng loại bỏ lưu huỳnh, oxy và nitơ cố định trong thép, tác dụng có hại của tạp chất trong thép giảm đi rất nhiều.

Mặt khác, nguyên tố đất hiếm trong thép sẽ làm thay đổi các hình thái tồn tại của các nguyên tố phi kim, các nguyên tố phi kim sẽ ở dạng các hạt cầu nhỏ phân bố đều trong thép, làm giảm tác hại của tạp chất đối với thép. Ngoài ra các nguyên tố đất hiếm có thể tạo thành hợp kim với nguyên tố có trong thép, nhờ đó cải thiện được tính năng của thép.

Ở Trung Quốc có nguồn nguyên tố đất hiếm khá phong phú, nên việc tiến hành các nghiên cứu về nguyên tố đất hiếm là việc làm hết sức quan trọng và cấp thiết.

Tại sao giải thưởng Nobel trở thành giải thưởng cao quý nhất trên thế giới?

Giải thưởng Nobel đã được đặt ra theo di chúc và với di sản của nhà hóa học người Thụy Điển tên là Nobel. Từ khi giải này được trao đầu năm 1901, bao...

Chương trình máy tính là gì?

Máy tính là một công cụ thông dụng được tạo thành bởi các linh kiện điện tử và các mạch, có thể dùng để giải các bài toán. Nhưng muốn biến ý tưởng...

Vì sao phải bảo vệ cây đước?

Ở ngõ Môlô huyện Hợp Phố, tỉnh Quảng Tây có một bờ đê xây dựng từ năm 1907, nằm trên bờ biển Nam Hải để chống đỡ sự phá hoại của sóng biển. Gần 100...

Tại sao đũa nhìn trong nữa trông như bị gãy?

Trong cuộc sống có nhiều hiện tượng lí thú mà bạn đội khi không để ý. Ví dụ, bạn thả chiếc đũa vào trong bồn rửa hoặc vào trong bát hay chén nước, một nửa của chiếc đũa ngập trong nước, nửa còn lại ở bên trên...

Vì sao nói biển là kho lương thực tương lai?

Dân số thế giới tăng nhanh, tài nguyên thiếu hụt, đó là vấn đề môi trường nghiêm trọng nhất mà loài người đang phải đối mặt. Đương nhiên có giải quyết...

Vì sao nữ giới thường dịu dàng, ôn hòa hơn nam giới?

Nói chung, tính cách của nam và nữ không giống nhau. Nam giới có tính đua tranh và độc lập khá mạnh, còn nữ giới tương đối ôn dịu, giàu lòng đồng cảm.

Vì sao khi có sương thì trời nắng?

Bốn mùa đều có sương, chỉ có điều vào mùa thu thường nhiều sương hơn. Vào buổi sáng sớm, bạn chỉ cẩn lưu ý một chút ở ruộng lúa, cỏ dại ở bên vệ đường...

Vì sao động vật ngủ đông không bị chết đói?

Mỗi khi khí hậu dần dần trở lạnh, thức ăn khan hiếm thì có nhiều động vật đã đi vào ngủ đông. Bởi vậy, hiện tượng ngủ đông là một phương thức thích nghi của động vật trong cuộc đấu tranh sinh tồn đối với môi trường không thuận lợi.

Vì sao khi ngáp, nước mắt lại trào ra?

Khi ngáp, hai mí mắt khép lại, miệng mở to, người hơi ngả về phía sau, thở sâu và mạnh, kèm theo động tác uốn vai. Lúc đó, bạn sẽ phát hiện thấy người...