ئاليۇمىن سكاندى قېتىشمىلىق ماتېرىياللارنى ئېچىش ۋە قوللىنىش

ئاۋىئاتسىيە توشۇش ئۈسكۈنىلىرى ئۈچۈن ئىنتايىن مۇھىم بولغان يېنىك قېتىشما بولۇش سۈپىتى بىلەن ، ئاليۇمىن قېتىشمىسىنىڭ ماكروسكوپ مېخانىكىلىق خۇسۇسىيىتى ئۇنىڭ مىكرو قۇرۇلمىسى بىلەن زىچ مۇناسىۋەتلىك. ئاليۇمىن قېتىشمىسى قۇرۇلمىسىدىكى ئاساسلىق قېتىشما ئېلېمېنتلارنى ئۆزگەرتىش ئارقىلىق ، ئاليۇمىن قېتىشمىسىنىڭ مىكرو قۇرۇلمىسىنى ئۆزگەرتكىلى بولىدۇ ، ماتېرىيالنىڭ ماكروسكوپ مېخانىكىلىق خۇسۇسىيىتى ۋە باشقا خۇسۇسىيەتلىرى (چىرىشكە چىداملىق ۋە كەپشەرلەش ئىقتىدارىغا ئوخشاش) كۆرۈنەرلىك ياخشىلىنىدۇ. ھازىرغا قەدەر ، مىكرو قېتىشىش ئاليۇمىن قېتىشمىسىنىڭ مىكرو قۇرۇلمىسىنى ئەلالاشتۇرۇش ۋە ئاليۇمىن قېتىشمىلىق ماتېرىياللارنىڭ ئۇنىۋېرسال خۇسۇسىيىتىنى ياخشىلاشتىكى ئەڭ ئىستىقباللىق تېخنىكا تەرەققىيات ئىستراتېگىيىسىگە ئايلاندى.Scandium(Sc) ئاليۇمىن قېتىشمىسى بىلەن تونۇلغان ئەڭ ئۈنۈملۈك مىكرو قېتىشىش ئېلېمېنتى. ئاليۇمىن ماترىسسادىكى سكاندىنىڭ ئېرىشچانلىقى% 0.35 ۋاتتىن تۆۋەن ، ئاليۇمىن قېتىشمىسىغا سكاندى ئېلېمېنتىنىڭ مىقدارىنى قوشقاندا ئۇلارنىڭ مىكرو قۇرۇلمىسىنى ئۈنۈملۈك ياخشىلاپ ، ئۇلارنىڭ كۈچلۈكلۈكى ، قاتتىقلىقى ، سۇلياۋلىقى ، ئىسسىقلىقنىڭ مۇقىملىقى ۋە چىرىشكە قارشى تۇرۇش ئىقتىدارىنى ئەتراپلىق ئۆستۈرىدۇ. سكاندىينىڭ ئاليۇمىن قېتىشمىسىدا كۆپ خىل فىزىكىلىق تەسىرى بار ، بۇلار قاتتىق ئېرىتمىنى كۈچەيتىش ، زەررىچىلەرنى كۈچەيتىش ۋە قايتا قۇرۇشنى چەكلەش قاتارلىقلارنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ. بۇ ماقالىدە ئاۋىئاتسىيە ئۈسكۈنىلىرى ياساش ساھەسىدە ئاليۇمىن قېتىشمىسى بار سكاندىنىڭ تارىخى تەرەققىياتى ، ئەڭ يېڭى ئىلگىرىلىشى ۋە يوشۇرۇن قوللىنىشلىرى تونۇشتۇرۇلىدۇ.

ئاليۇمىن سكاندى قېتىشمىسى تەتقىقاتى ۋە تەرەققىياتى

ئاليۇمىن قېتىشمىسىغا قېتىشما ئېلېمېنت سۈپىتىدە سكاندىنىڭ قوشۇلغانلىقىنى 1960-يىللارغىچە سۈرۈشتۈرۈشكە بولىدۇ. ئۇ ۋاقىتلاردا كۆپىنچە خىزمەتلەر ئىككىلىك Al Sc ۋە ئۈچىنچى دەرىجىلىك AlMg Sc قېتىشما سىستېمىسىدا ئېلىپ بېرىلغان. ئالدىنقى ئەسىرنىڭ 70-يىللىرىدا ، سوۋېت ئىتتىپاقى پەنلەر ئاكادېمىيىسى بايكوۋ مېتاللورگىيە ۋە ماتېرىيال ئىلمى ئىنستىتۇتى ۋە پۈتۈن روسىيە نۇر قېتىشمىسى تەتقىقات ئورنى ئاليۇمىن قېتىشمىسىدىكى سكاندىنىڭ شەكلى ۋە مېخانىزىمى ھەققىدە سىستېمىلىق تەتقىقات ئېلىپ باردى. قىرىق يىلغا يېقىن تىرىشىش ئارقىلىق ، ئۈچ چوڭ يۈرۈشلۈك (Al Mg Sc, Al Li Sc, Al Zn Mg Sc) 14 خىل ئاليۇمىن قېتىشمىلىق قېتىشما ياسالغان. ئاليۇمىندىكى سكاندىي ئاتوملىرىنىڭ ئېرىشچانلىقى تۆۋەن بولۇپ ، مۇۋاپىق ئىسسىقلىق بىر تەرەپ قىلىش جەريانىنى ئىشلىتىش ئارقىلىق ، يۇقىرى زىچلىقتىكى Al3Sc نانو چۆكمىلىرىنى چۆكتۈرگىلى بولىدۇ. بۇ ھۆل-يېغىن باسقۇچى شارسىمان دېگۈدەك بولۇپ ، كىچىك زەررىچىلەر ۋە تارقىلىشى تارقالغان بولۇپ ، ئاليۇمىن ماترىسسا بىلەن ياخشى ماسلىشىشچانلىققا ئىگە بولۇپ ، ئاليۇمىن قېتىشمىسىنىڭ ئۆي تېمپېراتۇرىسىنى زور دەرىجىدە يۇقىرى كۆتۈرەلەيدۇ. ئۇنىڭدىن باشقا ، Al3Sc نانو چۆكمىسىنىڭ يۇقىرى تېمپېراتۇرىدا (400 within ئىچىدە) ئىسسىقلىق مۇقىملىقى ۋە يىرىكلىككە قارشى تۇرۇش ئىقتىدارى بار ، بۇ قېتىشمىنىڭ كۈچلۈك ئىسسىققا چىدامچانلىقى ئۈچۈن ئىنتايىن پايدىلىق. روسىيەدە ياسالغان ئاليۇمىن قېتىشمىسى قېتىشمىسىدا ، 1570 قېتىشمىسى ئەڭ كۈچلۈك ۋە قوللىنىشچانلىقى كەڭ بولغاچقا كىشىلەرنىڭ دىققىتىنى قوزغىدى. بۇ قېتىشما خىزمەت تېمپېراتۇرىسى -196 70 70 غىچە بولغان ئارىلىقتا ناھايىتى ياخشى ئىقتىدارنى نامايەن قىلغان بولۇپ ، تەبىئىي دەرىجىدىن تاشقىرى ئەۋرىشىملىككە ئىگە ، ئۇ روسىيەدە ياسالغان LF6 ئاليۇمىن قېتىشمىسى (ئاليۇمىن ماگنىي قېتىشمىسى) ئاساسلىقى ئاليۇمىن ، ماگنىي ، مىس ، مانگان ۋە كرېمنىيدىن تەركىب تاپقان بولۇپ ، سۇيۇق ئوكسىگېن ۋاستىسىدىكى يۈك كۆتۈرۈش كەپشەرلەش قۇرۇلمىسىنىڭ ئورنىنى ئالىدۇ. بۇنىڭدىن باشقا ، روسىيە يەنە 1970-يىلى ۋەكىللىك قىلغان ئاليۇمىن سىنىك ماگنىي سكاندى قېتىشمىسى ياساپ چىققان بولۇپ ، ماددى كۈچى 500MPa دىن ئاشىدۇ.

سانائەتلىشىش ئەھۋالىئاليۇمىن سكاندى قېتىشمىسى

2015-يىلى ، ياۋروپا بىرلەشمىسى «ياۋروپا مېتاللورگىيە يول خەرىتىسى: ئىشلەپچىقارغۇچىلار ۋە ئاخىرقى ئىشلەتكۈچىلەرنىڭ ئىستىقبالى» نى ئېلان قىلىپ ، ئاليۇمىننىڭ كەپشەرلەشنى تەتقىق قىلىشنى ئوتتۇرىغا قويدى.ماگنىي سكاندى قېتىشمىسى. 2020-يىلى 9-ئايدا ، ياۋروپا بىرلەشمىسى سكاندىيە قاتارلىق 29 مۇھىم قېزىلما بايلىق تىزىملىكىنى ئېلان قىلدى. گېرمانىيەدىكى ئاليۇمىن ئاليۇمىن تەتقىق قىلىپ ياساپ چىققان 5024H116 ئاليۇمىن ماگنىي قېتىشمىسى قېتىشمىسى ئوتتۇرا ۋە يۇقىرى قۇۋۋەت ۋە يۇقىرى زىيانغا بەرداشلىق بېرىش ئىقتىدارىغا ئىگە بولۇپ ، ئۇ تېرە تېرىسى ئۈچۈن ئىنتايىن ئۈمىدۋار ماتېرىيالغا ئايلانغان. ئۇ ئەنئەنىۋى 2xxx يۈرۈشلۈك ئاليۇمىن قېتىشمىسىنىڭ ئورنىنى ئالغىلى بولىدۇ ھەمدە Airbus نىڭ AIMS03-01-055 ماتېرىيال سېتىۋېلىش دەپتىرىگە كىرگۈزۈلدى. 5028 دەرىجىسى يۇقىرى كۆتۈرۈلگەن 5024 بولۇپ ، لازېرلىق كەپشەرلەش ۋە سۈركىلىش ئارىلاش كەپشەرلەشكە ماس كېلىدۇ. ئۇ چىرىشكە چىداملىق ، ئاليۇمىن سىرلاشنى تەلەپ قىلمايدىغان گىپروبولتىك پۈتۈن تام تاختىسىنىڭ سىيرىلىش شەكىللىنىش جەريانىنى ئەمەلگە ئاشۇرالايدۇ. 2524 قېتىشمىسىغا سېلىشتۇرغاندا ، ئايروپىلان گەۋدىسىنىڭ تام تاختىسىنىڭ قۇرۇلمىسى% 5 قۇرۇلمىلىق ئېغىرلىقنى تۆۋەنلىتىدۇ. ئەيلى ئاليۇمىن شىركىتى ئىشلەپچىقارغان AA5024-H116 ئاليۇمىن قېتىشمىلىق قېتىشمىلىق قەغەز ئايروپىلان ئايروپىلان گەۋدىسى ۋە ئالەم كېمىسىنىڭ قۇرۇلما زاپچاسلىرىنى ياساشقا ئىشلىتىلگەن. AA5024-H116 قېتىشما قەۋىتىنىڭ تىپىك قېلىنلىقى 1.6 مىللىمېتىردىن 8.0 مىللىمېتىرغىچە بولۇپ ، زىچلىقى تۆۋەن ، ئوتتۇراھال مېخانىكىلىق خۇسۇسىيىتى ، چىرىتىشكە چىدامچانلىقى يۇقىرى ، ھەمدە قاتتىق ئۆلچەمدىن چەتنەپ كەتكەنلىكتىن ، ئۇ 2524 قېتىشمىسىنىڭ ئورنىنى تېرە ماتېرىيالى قىلىپ ئالماشتۇرالايدۇ. نۆۋەتتە ، AA5024-H116 قېتىشمىسى Airbus AIMS03-04-055 تەرىپىدىن ئېتىراپ قىلىندى. 2018-يىلى 12-ئايدا ، جۇڭگو سانائەت ۋە ئۇچۇر تېخنىكا مىنىستىرلىكى «يېڭى ماتېرىيال سانائىتىنىڭ تەرەققىيات مۇندەرىجىسىگە« يۇقىرى ساپلىقتىكى سكاندى ئوكسىد »نى ئۆز ئىچىگە ئالغان« ئاساسلىق يېڭى ماتېرىياللارنىڭ بىرىنچى تۈركۈمدىكى ئىككىنچى دەرىجىلىك ئىلتىماس قىلىش يېتەكچى مۇندەرىجىسى »نى ئېلان قىلدى. 2019-يىلى ، جۇڭگو سانائەت ۋە ئۇچۇر تېخنىكىسى مىنىستىرلىكى «يېڭى ماتېرىيال سانائىتىنىڭ تەرەققىيات مۇندەرىجىسىگە« ئاليۇمىن قېتىشمىلىق پىششىقلاپ ئىشلەش ماتېرىياللىرى ۋە Al Si Sc كەپشەرلەش سىملىرى بار Sc »نى ئۆز ئىچىگە ئالغان« ئاساسلىق يېڭى ماتېرىياللارنىڭ تۇنجى تۈركۈمدىكى ئۈلگە كۆرسىتىش قوللانمىلىرىنىڭ يېتەكچى مۇندەرىجىسى »نى ئېلان قىلدى. جۇڭگو ئاليۇمىن گورۇھى شەرقىي شىمال نۇر قېتىشمىسى تەركىبىدە سكاندى ۋە زىركون بار Al Mg Sc Zr يۈرۈشلۈك 5B70 قېتىشمىسى ياساپ چىقتى. ئەنئەنىۋى Al Mg يۈرۈشلۈك 5083 قېتىشمىسىغا سېلىشتۇرغاندا ، سكاندى ۋە زىركونىي يوق ، ئۇنىڭ مەھسۇلات مىقدارى ۋە جىددىيلىشىش كۈچى% 30 تىن كۆپرەك ئاشتى. ئۇنىڭ ئۈستىگە ، Al Mg Sc Zr قېتىشمىسى 5083 قېتىشمىسىغا سېلىشتۇرغىلى بولىدىغان چىرىشكە قارشى تۇرالايدۇ. ھازىر سانائەت دەرىجىسى بار دۆلەت ئىچىدىكى ئاساسلىق كارخانىلارئاليۇمىن قېتىشمىسى قېتىشمىسىئىشلەپچىقىرىش ئىقتىدارى شەرقىي شىمال نۇر قېتىشمىسى شىركىتى ۋە غەربىي جەنۇب ئاليۇمىن سانائىتى. شەرقىي شىمال يورۇقلۇق قېتىشمىسى چەكلىك شىركىتى تەتقىق قىلىپ ياساپ چىققان چوڭ رازمېرلىق 5B70 ئاليۇمىن قېتىشمىلىق قېتىشما قەغەز ئەڭ چوڭ قېلىنلىقى 70 مىللىمېتىر ، ئەڭ كەڭلىكى 3500 مىللىمېتىر كېلىدىغان چوڭ ئاليۇمىن قېتىشمىلىق قېلىن تاختاي بىلەن تەمىنلىيەلەيدۇ. نېپىز ۋاراق مەھسۇلاتلىرى ۋە ئارخىپ مەھسۇلاتلىرىنى ئىشلەپچىقىرىشقا خاسلاشتۇرغىلى بولىدۇ ، قېلىنلىقى 2 مىللىمېتىردىن 6 مىللىمېتىرغىچە ، ئەڭ چوڭ كەڭلىكى 1500 مىللىمېتىر. غەربىي جەنۇب ئاليۇمىن 5K40 ماتېرىيالنى مۇستەقىل تەتقىق قىلىپ ياساپ ، نېپىز تاختاينىڭ تەرەققىياتىدا كۆرۈنەرلىك ئىلگىرىلەشكە ئېرىشتى. Al Zn Mg قېتىشمىسى يۇقىرى قۇۋۋەت ، پىششىقلاپ ئىشلەش ئىقتىدارى ۋە كەپشەرلەش ئۈنۈمى ياخشى بولغان قېتىشما قېتىشتۇر. ئۇ ئايروپىلان قاتارلىق ھازىرقى قاتناش ماشىنىلىرىدا كەم بولسا بولمايدىغان ۋە مۇھىم قۇرۇلما خاراكتېرلىك ماتېرىيال. ئوتتۇراھال كۈچلۈك كەپشەرلەشكە بولىدىغان AlZn Mg ئاساسىدا ، سكاندىي ۋە زىركونىي قېتىشمىلىق ئېلېمېنتلارنى قوشقاندا مىكرو قۇرۇلمىدا كىچىك ۋە تارقاق Al3 (Sc, Zr) نانو بۆلەكلىرىنى ھاسىل قىلىپ ، قېتىشمىنىڭ مېخانىك خۇسۇسىيىتى ۋە بېسىمنىڭ چىرىشكە قارشى تۇرۇش ئىقتىدارىنى كۆرۈنەرلىك ئۆستۈرىدۇ. ئامېرىكا ئالەم قاتنىشى ئىدارىسىنىڭ لاڭلېي تەتقىقات مەركىزى مودېل ۋەزىپىلىرىدە ئىشلىتىشكە تەييارلانغان C557 دەرىجىلىك ئۈچىنچى دەرىجىلىك ئاليۇمىن سكاندى قېتىشمىسى ياساپ چىقتى. تۆۋەن تېمپېراتۇرا (-200 ℃) ، ئۆي تېمپېراتۇرىسى ۋە يۇقىرى تېمپېراتۇرا (107 ℃) دىكى بۇ قېتىشمىنىڭ تۇراقلىق كۈچى ، يېرىلىشنىڭ كېڭىيىشى ۋە سۇنۇشنىڭ قاتتىقلىقى ھەممىسى 2524 قېتىشمىسى بىلەن باراۋەر ياكى ياخشى. ئامېرىكىنىڭ غەربىي شىمال ئۇنۋېرسىتىتى AlZn Mg Sc قېتىشمىسى 7000 يۈرۈش دەرىجىدىن تاشقىرى يۇقىرى قۇۋۋەتلىك ئاليۇمىن قېتىشمىسىنى ياساپ چىقتى ، جىددىيلىكى 680MPa غا يېتىدۇ. ئوتتۇرا يۇقىرى قۇۋۋەتلىك ئاليۇمىن قېتىشمىسى قېتىشمىسى ۋە دەرىجىدىن تاشقىرى يۇقىرى قۇۋۋەت Al Zn Mg Sc ئوتتۇرىسىدا ئورتاق تەرەققىيات ئەندىزىسى شەكىللەندى. Al Zn Mg Cu Sc قېتىشمىسى يۇقىرى قۇۋۋەتلىك ئاليۇمىن قېتىشمىسى بولۇپ ، جىددىيلىكى 800 MPa دىن ئاشىدۇ. ھازىر ئاساسلىق سىنىپلارنىڭ نام تەركىبى ۋە ئاساسىي ئىقتىدار پارامېتىرلىرىئاليۇمىن قېتىشمىسى قېتىشمىسىجەدۋەل 1 ۋە 2-جەدۋەلدە كۆرسىتىلگەندەك تۆۋەندىكىدەك يىغىنچاقلاندى.

جەدۋەل 1 | ئاليۇمىن سكاندى قېتىشمىسىنىڭ نام تەركىبى

جەدۋەل 2 | ئاليۇمىن سكاندى قېتىشمىسىنىڭ مىكرو قۇرۇلمىسى ۋە جىددىيلىشىش خۇسۇسىيىتى

ئاليۇمىن قېتىشمىسى قېتىشمىسىنىڭ قوللىنىش ئىستىقبالى

روسىيەنىڭ MiG-21 ۋە MiG-29 كۈرەشچى ئايروپىلانىنى ئۆز ئىچىگە ئالغان يۈك كۆتۈرۈش قۇرۇلمىلىق زاپچاسلىرىغا يۇقىرى قۇۋۋەتلىك Al Zn Mg Cu Sc ۋە Al CuLi Sc قېتىشمىسى قوللىنىلدى. روسىيە ئالەم كېمىسى «مارس -1» نىڭ باشقۇرۇش تاختىسى 1570 دانە ئاليۇمىن قېتىشمىسى قېتىشمىسىدىن ياسالغان ، ئومۇمىي ئېغىرلىقى% 20 تۆۋەنلىگەن. مارس -96 ئالەم كېمىسىنىڭ ئەسۋاب مودۇلىنىڭ يۈك كۆتۈرۈش زاپچاسلىرى 1970-يىلدىكى ئاليۇمىن قېتىشمىسىدىن ياسالغان بولۇپ ، چالغۇ مودۇلىنىڭ ئېغىرلىقىنى% 10 تۆۋەنلىتىدۇ. A321 تىپلىق ئايروپىلاننىڭ ۋارىسى AA5028-H116 ئاليۇمىن قېتىشمىسى قېتىشمىسى ئاساسىدا ياسالغان بولۇپ ، AA5028 ۋەكىللىكىدىكى ئاليۇمىن قېتىشمىسى قېتىشمىسى ئېسىل پىششىقلاپ ئىشلەش ۋە كەپشەرلەش ئىقتىدارىنى ئىشلىتىپ ، سۈركىلىشچان ئارىلاشما كەپشەرلەش ئۈسكۈنىلىرىنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ ئايروپىلان ماتېرىياللىرى ۋە قۇرۇلما پۈتۈنلۈكىنى ساقلايدۇ ، ئۈنۈملۈك ۋە ئەرزان باھالىق ياسىمىچىلىقنى ئەمەلگە ئاشۇرىدۇ ، ئەمما ئېغىرلىق تۆۋەنلىتىش ۋە پېچەتلەش ئۈنۈمىگە ئىگە. قويۇق تەخسىلەر 0.92 گە يېتىدۇ. جۇڭگو ئالەم قاتنىشى ئاكادېمىيىسى ، مەركىزى جەنۇب ئۇنۋېرسىتىتى ۋە باشقىلار 5B70 ماتېرىيالىدا كەڭ كۆلەمدە مېخانىكىلىق ئىقتىدار سىنىقى ۋە بىر تەرەپ قىلىش تەجرىبىسى ئېلىپ باردى ، 5A06 نىڭ قۇرۇلمىلىق ماتېرىيال تاللاش لايىھىسىنى يېڭىلاپ ۋە تەكرارلىدى ، ھەمدە بوشلۇق پونكىتىنىڭ پېچەتلەنگەن كابىنكىنىڭ ئومۇمىي كۈچەيتىلگەن تام تاختىسى بىلەن قۇرۇلدى قوۋۇرغا ، قۇرۇلمىنى بىر گەۋدىلەشتۈرۈش ۋە ئېغىرلىقنى ئەلالاشتۇرۇشنى ئىشقا ئاشۇرۇش بىلەن بىللە ، ئومۇمىي قاتتىقلىق ۋە كۈچنى يۇقىرى كۆتۈرۈش بىلەن بىر ۋاقىتتا ، ئۇ يۇقىرى ئۈنۈملۈك ئىقتىدارنى ساقلاپ قېلىش بىلەن بىرگە ئېغىرلىقنى تېخىمۇ تۆۋەنلىتىدۇ ، 5B70 ماتېرىيال قۇرۇلۇشىنىڭ ئىلگىرى سۈرۈلۈشىگە ئەگىشىپ ، 5B70 ماتېرىيالنىڭ ئىشلىتىلىشى تەدرىجىي ئېشىپ ، خام ئەشيانىڭ ئىزچىل يۇقىرى كۆتۈرۈلۈشىگە كاپالەتلىك قىلىدۇ سكاندىنىڭ كەملىكى ئاليۇمىن قېتىشمىسى قېتىشمىسىنىڭ قېتىشچانلىقىنى چەكلەيدۇ ، Al Cu ، Al Zn ، Al ZnMg قاتارلىق ئاليۇمىن قېتىشمىلىق ماتېرىياللار بىلەن سېلىشتۇرغاندا ، ئاليۇمىن قېتىشمىلىق ماتېرىياللار بار بولغان سكاندىنىڭ ياخشى ئۇنىۋېرسال مېخانىكىلىق خۇسۇسىيىتى ، چىرىشكە چىدامچانلىقى ۋە ئېسىل پىششىقلاپ ئىشلەش ئالاھىدىلىكى بار ، بۇلار سانائەت ساھەسىدىكى زەنجىرسىمان زەنجىرسىمان مەھسۇلاتلارنىڭ زەنجىرسىمان تەرەققىياتىغا ماس كېلىدۇ. ھەمدە ئاليۇمىن قېتىشمىسىنىڭ كەڭ كۆلەمدە سانائەت قوللىنىلىشىنى چەكلەيدىغان تەننەرخ ئامىللىرى تەدرىجىي ياخشىلىنىدۇ.