પરમાણુ પદાર્થોમાં દુર્લભ પૃથ્વી તત્વોનો ઉપયોગ

૧, પરમાણુ પદાર્થોની વ્યાખ્યા

વ્યાપક અર્થમાં, પરમાણુ સામગ્રી એ પરમાણુ ઉદ્યોગ અને પરમાણુ વૈજ્ઞાનિક સંશોધનમાં ફક્ત ઉપયોગમાં લેવાતી સામગ્રી માટે સામાન્ય શબ્દ છે, જેમાં પરમાણુ ઇંધણ અને પરમાણુ ઇજનેરી સામગ્રી, એટલે કે બિન-પરમાણુ ઇંધણ સામગ્રીનો સમાવેશ થાય છે.

સામાન્ય રીતે પરમાણુ પદાર્થો તરીકે ઓળખાતી સામગ્રી મુખ્યત્વે રિએક્ટરના વિવિધ ભાગોમાં વપરાતી સામગ્રીનો સંદર્ભ આપે છે, જેને રિએક્ટર સામગ્રી તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે. રિએક્ટર સામગ્રીમાં ન્યુટ્રોન બોમ્બમારા હેઠળ પરમાણુ વિભાજનમાંથી પસાર થતા પરમાણુ બળતણ, પરમાણુ બળતણ ઘટકો માટે ક્લેડીંગ સામગ્રી, શીતક, ન્યુટ્રોન મોડરેટર (મોડરેટર), ન્યુટ્રોનને મજબૂત રીતે શોષી લેતી નિયંત્રણ લાકડી સામગ્રી અને રિએક્ટરની બહાર ન્યુટ્રોન લિકેજને અટકાવતી પ્રતિબિંબીત સામગ્રીનો સમાવેશ થાય છે.

2, દુર્લભ પૃથ્વી સંસાધનો અને પરમાણુ સંસાધનો વચ્ચે સહ-સંકળાયેલ સંબંધ

મોનાઝાઇટ, જેને ફોસ્ફોસેરાઇટ અને ફોસ્ફોસેરાઇટ પણ કહેવાય છે, તે મધ્યવર્તી એસિડ અગ્નિકૃત ખડકો અને મેટામોર્ફિક ખડકોમાં એક સામાન્ય સહાયક ખનિજ છે. મોનાઝાઇટ દુર્લભ પૃથ્વી ધાતુના અયસ્કના મુખ્ય ખનિજોમાંનું એક છે, અને કેટલાક કાંપવાળા ખડકોમાં પણ અસ્તિત્વ ધરાવે છે. ભૂરા રંગનો લાલ, પીળો, ક્યારેક ભૂરા રંગનો પીળો, ચીકણો ચમક સાથે, સંપૂર્ણ ચીરો, મોહ્સ કઠિનતા 5-5.5 અને ચોક્કસ ગુરુત્વાકર્ષણ 4.9-5.5.

ચીનમાં કેટલાક પ્લેસર પ્રકારના દુર્લભ પૃથ્વી ભંડારોનું મુખ્ય ઓર ખનિજ મોનાઝાઇટ છે, જે મુખ્યત્વે ટોંગચેંગ, હુબેઈ, યુએયાંગ, હુનાન, શાંગ્રાઓ, જિયાંગસી, મેંગહાઈ, યુનાન અને હી કાઉન્ટી, ગુઆંગસીમાં સ્થિત છે. જો કે, પ્લેસર પ્રકારના દુર્લભ પૃથ્વી સંસાધનોના નિષ્કર્ષણનું ઘણીવાર આર્થિક મહત્વ હોતું નથી. એકાંત પથ્થરોમાં ઘણીવાર રીફ્લેક્સિવ થોરિયમ તત્વો હોય છે અને તે વ્યાપારી પ્લુટોનિયમનો મુખ્ય સ્ત્રોત પણ છે.

3, પેટન્ટ પેનોરેમિક વિશ્લેષણના આધારે ન્યુક્લિયર ફ્યુઝન અને ન્યુક્લિયર ફિશનમાં રેર અર્થ એપ્લિકેશનનો ઝાંખી

દુર્લભ પૃથ્વી શોધ તત્વોના કીવર્ડ્સ સંપૂર્ણપણે વિસ્તૃત થયા પછી, તેમને પરમાણુ વિભાજન અને પરમાણુ સંમિશ્રણના વિસ્તરણ કી અને વર્ગીકરણ નંબરો સાથે જોડવામાં આવે છે, અને ઇન્કોપ્ટ ડેટાબેઝમાં શોધવામાં આવે છે. શોધ તારીખ 24 ઓગસ્ટ, 2020 છે. સરળ કુટુંબ વિલીનીકરણ પછી 4837 પેટન્ટ મેળવવામાં આવ્યા હતા, અને કૃત્રિમ અવાજ ઘટાડા પછી 4673 પેટન્ટ નક્કી કરવામાં આવ્યા હતા.

ન્યુક્લિયર ફિશન અથવા ન્યુક્લિયર ફ્યુઝનના ક્ષેત્રમાં રેર અર્થ પેટન્ટ અરજીઓ 56 દેશો/પ્રદેશોમાં વહેંચાયેલી છે, જે મુખ્યત્વે જાપાન, ચીન, યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ, જર્મની અને રશિયા વગેરેમાં કેન્દ્રિત છે. PCT ના સ્વરૂપમાં નોંધપાત્ર સંખ્યામાં પેટન્ટ લાગુ કરવામાં આવે છે, જેમાંથી ચીની પેટન્ટ ટેકનોલોજી અરજીઓ વધી રહી છે, ખાસ કરીને 2009 થી, ઝડપી વૃદ્ધિના તબક્કામાં પ્રવેશી રહી છે, અને જાપાન, યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ અને રશિયા ઘણા વર્ષોથી આ ક્ષેત્રમાં લેઆઉટ કરવાનું ચાલુ રાખ્યું છે (આકૃતિ 1).

આકૃતિ 1 દેશો/પ્રદેશોમાં પરમાણુ પરમાણુ વિભાજન અને પરમાણુ સંમિશ્રણમાં દુર્લભ પૃથ્વીના ઉપયોગ સંબંધિત ટેકનોલોજી પેટન્ટનો ઉપયોગ વલણ

ટેકનિકલ થીમ્સના વિશ્લેષણ પરથી જોઈ શકાય છે કે ન્યુક્લિયર ફ્યુઝન અને ન્યુક્લિયર ફિશનમાં દુર્લભ પૃથ્વીનો ઉપયોગ ઇંધણ તત્વો, સિન્ટિલેટર, રેડિયેશન ડિટેક્ટર, એક્ટિનાઇડ્સ, પ્લાઝમા, ન્યુક્લિયર રિએક્ટર, શિલ્ડિંગ મટિરિયલ્સ, ન્યુટ્રોન શોષણ અને અન્ય ટેકનિકલ દિશાઓ પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે.

૪, પરમાણુ પદાર્થોમાં દુર્લભ પૃથ્વી તત્વોના ચોક્કસ ઉપયોગો અને મુખ્ય પેટન્ટ સંશોધન

તેમાંથી, પરમાણુ પદાર્થોમાં પરમાણુ સંમિશ્રણ અને પરમાણુ વિભાજન પ્રતિક્રિયાઓ તીવ્ર છે, અને સામગ્રી માટેની આવશ્યકતાઓ કડક છે. હાલમાં, પાવર રિએક્ટર મુખ્યત્વે પરમાણુ વિભાજન રિએક્ટર છે, અને 50 વર્ષ પછી ફ્યુઝન રિએક્ટર મોટા પાયે લોકપ્રિય થઈ શકે છે.દુર્લભ પૃથ્વીરિએક્ટર માળખાકીય સામગ્રીમાં તત્વો; ચોક્કસ પરમાણુ રાસાયણિક ક્ષેત્રોમાં, દુર્લભ પૃથ્વી તત્વોનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે નિયંત્રણ સળિયામાં થાય છે; વધુમાં,સ્કેન્ડિયમરેડિયોકેમિસ્ટ્રી અને પરમાણુ ઉદ્યોગમાં પણ તેનો ઉપયોગ થયો છે.

(૧) ન્યુટ્રોન સ્તર અને પરમાણુ રિએક્ટરની ગંભીર સ્થિતિને સમાયોજિત કરવા માટે જ્વલનશીલ ઝેર અથવા નિયંત્રણ સળિયા તરીકે

પાવર રિએક્ટરમાં, નવા કોરોની પ્રારંભિક અવશેષ પ્રતિક્રિયાશીલતા સામાન્ય રીતે પ્રમાણમાં ઊંચી હોય છે. ખાસ કરીને પ્રથમ રિફ્યુઅલિંગ ચક્રના પ્રારંભિક તબક્કામાં, જ્યારે કોરમાં તમામ પરમાણુ બળતણ નવું હોય છે, ત્યારે બાકીની પ્રતિક્રિયાશીલતા સૌથી વધુ હોય છે. આ સમયે, અવશેષ પ્રતિક્રિયાશીલતાને વળતર આપવા માટે ફક્ત નિયંત્રણ સળિયા વધારવા પર આધાર રાખવાથી વધુ નિયંત્રણ સળિયા રજૂ થશે. દરેક નિયંત્રણ સળિયા (અથવા સળિયા બંડલ) એક જટિલ ડ્રાઇવિંગ મિકેનિઝમના પરિચયને અનુરૂપ છે. એક તરફ, આ ખર્ચમાં વધારો કરે છે, અને બીજી તરફ, દબાણ વાહિનીના માથામાં છિદ્રો ખોલવાથી માળખાકીય શક્તિમાં ઘટાડો થઈ શકે છે. તે માત્ર બિન-આર્થિક નથી, પરંતુ દબાણ વાહિનીના માથા પર ચોક્કસ માત્રામાં છિદ્રાળુતા અને માળખાકીય શક્તિ રાખવાની પણ મંજૂરી નથી. જો કે, નિયંત્રણ સળિયા વધાર્યા વિના, બાકીની પ્રતિક્રિયાશીલતાને વળતર આપવા માટે રાસાયણિક વળતર આપતા ઝેર (જેમ કે બોરિક એસિડ) ની સાંદ્રતા વધારવી જરૂરી છે. આ કિસ્સામાં, બોરોન સાંદ્રતા થ્રેશોલ્ડ કરતાં વધી જવાનું સરળ છે, અને મધ્યસ્થનો તાપમાન ગુણાંક હકારાત્મક બનશે.

ઉપરોક્ત સમસ્યાઓ ટાળવા માટે, જ્વલનશીલ ઝેર, નિયંત્રણ સળિયા અને રાસાયણિક વળતર નિયંત્રણના મિશ્રણનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે નિયંત્રણ માટે કરી શકાય છે.

(2) રિએક્ટર માળખાકીય સામગ્રીના પ્રદર્શનને વધારવા માટે ડોપન્ટ તરીકે

રિએક્ટર્સને માળખાકીય ઘટકો અને બળતણ તત્વોની ચોક્કસ સ્તરની તાકાત, કાટ પ્રતિકાર અને ઉચ્ચ થર્મલ સ્થિરતાની જરૂર પડે છે, જ્યારે વિભાજન ઉત્પાદનોને શીતકમાં પ્રવેશતા અટકાવે છે.

૧) .રેર અર્થ સ્ટીલ

પરમાણુ રિએક્ટરમાં અત્યંત ભૌતિક અને રાસાયણિક પરિસ્થિતિઓ હોય છે, અને રિએક્ટરના દરેક ઘટકમાં ઉપયોગમાં લેવાતા ખાસ સ્ટીલ માટે ઉચ્ચ આવશ્યકતાઓ હોય છે. દુર્લભ પૃથ્વી તત્વો સ્ટીલ પર ખાસ ફેરફાર અસરો ધરાવે છે, જેમાં મુખ્યત્વે શુદ્ધિકરણ, મેટામોર્ફિઝમ, માઇક્રોએલોયિંગ અને કાટ પ્રતિકારમાં સુધારો શામેલ છે. પરમાણુ રિએક્ટરમાં દુર્લભ પૃથ્વી ધરાવતા સ્ટીલનો પણ વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે.

① શુદ્ધિકરણ અસર: હાલના સંશોધનો દર્શાવે છે કે દુર્લભ પૃથ્વી ઊંચા તાપમાને પીગળેલા સ્ટીલ પર સારી શુદ્ધિકરણ અસર કરે છે. આનું કારણ એ છે કે દુર્લભ પૃથ્વી પીગળેલા સ્ટીલમાં ઓક્સિજન અને સલ્ફર જેવા હાનિકારક તત્વો સાથે પ્રતિક્રિયા આપીને ઉચ્ચ-તાપમાન સંયોજનો ઉત્પન્ન કરી શકે છે. પીગળેલા સ્ટીલના ઘનીકરણ પહેલાં ઉચ્ચ-તાપમાન સંયોજનોને સમાવિષ્ટોના સ્વરૂપમાં અવક્ષેપિત અને વિસર્જન કરી શકાય છે, જેનાથી પીગળેલા સ્ટીલમાં અશુદ્ધિઓનું પ્રમાણ ઓછું થાય છે.

② મેટામોર્ફિઝમ: બીજી બાજુ, ઓક્સિજન અને સલ્ફર જેવા હાનિકારક તત્વો સાથે પીગળેલા સ્ટીલમાં દુર્લભ પૃથ્વીની પ્રતિક્રિયા દ્વારા ઉત્પન્ન થતા ઓક્સાઇડ, સલ્ફાઇડ અથવા ઓક્સિસલ્ફાઇડ્સ પીગળેલા સ્ટીલમાં આંશિક રીતે જાળવી શકાય છે અને ઉચ્ચ ગલનબિંદુવાળા સ્ટીલના સમાવેશ બની શકે છે. પીગળેલા સ્ટીલના ઘનકરણ દરમિયાન આ સમાવેશનો ઉપયોગ વિજાતીય ન્યુક્લિયેશન કેન્દ્રો તરીકે થઈ શકે છે, આમ સ્ટીલના આકાર અને બંધારણમાં સુધારો થાય છે.

③ માઇક્રોએલોયિંગ: જો દુર્લભ પૃથ્વીનો ઉમેરો વધુ વધારવામાં આવે, તો ઉપરોક્ત શુદ્ધિકરણ અને મેટામોર્ફિઝમ પૂર્ણ થયા પછી બાકી રહેલી દુર્લભ પૃથ્વી સ્ટીલમાં ઓગળી જશે. દુર્લભ પૃથ્વીનો અણુ ત્રિજ્યા લોખંડના અણુ કરતા મોટો હોવાથી, દુર્લભ પૃથ્વીની સપાટીની પ્રવૃત્તિ વધુ હોય છે. પીગળેલા સ્ટીલના ઘનકરણ પ્રક્રિયા દરમિયાન, દુર્લભ પૃથ્વી તત્વો અનાજની સીમા પર સમૃદ્ધ થાય છે, જે અનાજની સીમા પર અશુદ્ધ તત્વોના વિભાજનને વધુ સારી રીતે ઘટાડી શકે છે, આમ ઘન દ્રાવણને મજબૂત બનાવે છે અને માઇક્રોએલોયિંગની ભૂમિકા ભજવે છે. બીજી બાજુ, દુર્લભ પૃથ્વીના હાઇડ્રોજન સંગ્રહ ગુણધર્મોને કારણે, તેઓ સ્ટીલમાં હાઇડ્રોજન શોષી શકે છે, જેનાથી સ્ટીલની હાઇડ્રોજન ભરાઈ જવાની ઘટનામાં અસરકારક રીતે સુધારો થાય છે.

④ કાટ પ્રતિકારમાં સુધારો: દુર્લભ પૃથ્વી તત્વો ઉમેરવાથી સ્ટીલના કાટ પ્રતિકારમાં પણ સુધારો થઈ શકે છે. આનું કારણ એ છે કે દુર્લભ પૃથ્વીમાં સ્ટેનલેસ સ્ટીલ કરતાં સ્વ-કાટ ક્ષમતા વધુ હોય છે. તેથી, દુર્લભ પૃથ્વી ઉમેરવાથી સ્ટેનલેસ સ્ટીલની સ્વ-કાટ ક્ષમતામાં વધારો થઈ શકે છે, જેનાથી કાટ લાગતા માધ્યમોમાં સ્ટીલની સ્થિરતામાં સુધારો થાય છે.

૨) કી પેટન્ટ અભ્યાસ

મુખ્ય પેટન્ટ: ચાઇનીઝ એકેડેમી ઓફ સાયન્સિસના ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઓફ મેટલ્સ દ્વારા ઓક્સાઇડ ડિસ્પરશનને મજબૂત બનાવતા લો એક્ટિવેશન સ્ટીલ અને તેની તૈયારી પદ્ધતિની શોધ પેટન્ટ

પેટન્ટ સારાંશ: ફ્યુઝન રિએક્ટર અને તેની તૈયારી પદ્ધતિ માટે યોગ્ય ઓક્સાઇડ ડિસ્પરઝન મજબૂત લો એક્ટિવેશન સ્ટીલ પ્રદાન કરવામાં આવ્યું છે, જેનું લક્ષણ એ છે કે લો એક્ટિવેશન સ્ટીલના કુલ દળમાં એલોય તત્વોની ટકાવારી છે: મેટ્રિક્સ Fe, 0.08% ≤ C ≤ 0.15%, 8.0% ≤ Cr ≤ 10.0%, 1.1% ≤ W ≤ 1.55%, 0.1% ≤ V ≤ 0.3%, 0.03% ≤ Ta ≤ 0.2%, 0.1 ≤ Mn ≤ 0.6%, અને 0.05% ≤ Y2O3 ≤ 0.5% છે.

ઉત્પાદન પ્રક્રિયા: Fe-Cr-WV-Ta-Mn મધર એલોય સ્મેલ્ટિંગ, પાવડર એટોમાઇઝેશન, મધર એલોયનું હાઇ-એનર્જી બોલ મિલિંગ અનેY2O3 નેનોપાર્ટિકલમિશ્ર પાવડર, પાવડર એન્વલપિંગ નિષ્કર્ષણ, ઘનકરણ મોલ્ડિંગ, ગરમ રોલિંગ અને ગરમીની સારવાર.

દુર્લભ પૃથ્વી ઉમેરવાની પદ્ધતિ: નેનોસ્કેલ ઉમેરોY2O3ઉચ્ચ-ઊર્જા બોલ મિલિંગ માટે પેરેન્ટ એલોય એટોમાઇઝ્ડ પાવડરમાં કણો, બોલ મિલિંગ માધ્યમ Φ 6 અને Φ 10 મિશ્રિત સખત સ્ટીલ બોલ છે, 99.99% આર્ગોન ગેસના બોલ મિલિંગ વાતાવરણ સાથે, બોલ મટીરીયલ માસ રેશિયો (8-10): 1, બોલ મિલિંગ સમય 40-70 કલાક અને પરિભ્રમણ ગતિ 350-500 r/min.

૩). ન્યુટ્રોન કિરણોત્સર્ગ સુરક્ષા સામગ્રી બનાવવા માટે વપરાય છે

① ન્યુટ્રોન કિરણોત્સર્ગ સંરક્ષણનો સિદ્ધાંત

ન્યુટ્રોન એ અણુ ન્યુક્લીના ઘટકો છે, જેનું સ્થિર દળ 1.675 × 10-27kg છે, જે ઇલેક્ટ્રોનિક દળના 1838 ગણું છે. તેની ત્રિજ્યા આશરે 0.8 × 10-15m છે, જે પ્રોટોનના કદ જેટલી જ છે, γ કિરણો પણ એટલા જ ચાર્જ વગરના હોય છે. જ્યારે ન્યુટ્રોન દ્રવ્ય સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, ત્યારે તેઓ મુખ્યત્વે ન્યુક્લિયસની અંદરના પરમાણુ બળો સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, અને બાહ્ય શેલમાં રહેલા ઇલેક્ટ્રોન સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરતા નથી.

પરમાણુ ઉર્જા અને પરમાણુ રિએક્ટર ટેકનોલોજીના ઝડપી વિકાસ સાથે, પરમાણુ કિરણોત્સર્ગ સલામતી અને પરમાણુ કિરણોત્સર્ગ સંરક્ષણ પર વધુને વધુ ધ્યાન આપવામાં આવ્યું છે. લાંબા સમયથી રેડિયેશન સાધનોની જાળવણી અને અકસ્માત બચાવમાં રોકાયેલા ઓપરેટરો માટે રેડિયેશન સંરક્ષણને મજબૂત બનાવવા માટે, રક્ષણાત્મક કપડાં માટે હળવા વજનના શિલ્ડિંગ કમ્પોઝિટ્સ વિકસાવવાનું ખૂબ જ વૈજ્ઞાનિક મહત્વ અને આર્થિક મૂલ્ય ધરાવે છે. ન્યુટ્રોન રેડિયેશન એ પરમાણુ રિએક્ટર રેડિયેશનનો સૌથી મહત્વપૂર્ણ ભાગ છે. સામાન્ય રીતે, પરમાણુ રિએક્ટરની અંદર માળખાકીય સામગ્રીના ન્યુટ્રોન શિલ્ડિંગ અસર પછી, માનવીઓ સાથે સીધા સંપર્કમાં રહેલા મોટાભાગના ન્યુટ્રોન ઓછી ઉર્જાવાળા ન્યુટ્રોન સુધી ધીમા પડી ગયા છે. ઓછી ઉર્જાવાળા ન્યુટ્રોન ઓછા અણુ સંખ્યાવાળા ન્યુક્લી સાથે સ્થિતિસ્થાપક રીતે અથડાશે અને મધ્યસ્થ થવાનું ચાલુ રાખશે. મધ્યમ થર્મલ ન્યુટ્રોન મોટા ન્યુટ્રોન શોષણ ક્રોસ સેક્શનવાળા તત્વો દ્વારા શોષાય છે, અને અંતે ન્યુટ્રોન શિલ્ડિંગ પ્રાપ્ત થશે.

② કી પેટન્ટ અભ્યાસ

છિદ્રાળુ અને કાર્બનિક-અકાર્બનિક હાઇબ્રિડ ગુણધર્મોદુર્લભ પૃથ્વી તત્વગેડોલિનિયમધાતુ આધારિત કાર્બનિક હાડપિંજર સામગ્રી પોલિઇથિલિન સાથે તેમની સુસંગતતામાં વધારો કરે છે, જેનાથી સંશ્લેષિત સંયુક્ત સામગ્રીમાં ગેડોલિનિયમ સામગ્રી અને ગેડોલિનિયમ વિક્ષેપ વધુ હોય છે. ઉચ્ચ ગેડોલિનિયમ સામગ્રી અને વિક્ષેપ સંયુક્ત સામગ્રીના ન્યુટ્રોન શિલ્ડિંગ પ્રદર્શનને સીધી અસર કરશે.

મુખ્ય પેટન્ટ: હેફેઈ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઓફ મટીરીયલ સાયન્સ, ચાઇનીઝ એકેડેમી ઓફ સાયન્સિસ, ગેડોલિનિયમ આધારિત ઓર્ગેનિક ફ્રેમવર્ક કમ્પોઝિટ શિલ્ડિંગ મટીરીયલ અને તેની તૈયારી પદ્ધતિની શોધ પેટન્ટ

પેટન્ટ સારાંશ: ગેડોલિનિયમ આધારિત ધાતુ કાર્બનિક સ્કેલેટન કમ્પોઝિટ શિલ્ડિંગ મટિરિયલ એ મિશ્રણ દ્વારા બનેલ સંયુક્ત મટિરિયલ છેગેડોલિનિયમ2:1:10 ના વજનના ગુણોત્તરમાં પોલિઇથિલિન સાથે ધાતુ આધારિત કાર્બનિક સ્કેલેટન સામગ્રી અને તેને દ્રાવક બાષ્પીભવન અથવા ગરમ દબાવીને બનાવવી. ગેડોલિનિયમ આધારિત ધાતુ કાર્બનિક સ્કેલેટન સંયુક્ત શિલ્ડિંગ સામગ્રીમાં ઉચ્ચ થર્મલ સ્થિરતા અને થર્મલ ન્યુટ્રોન શિલ્ડિંગ ક્ષમતા હોય છે.

ઉત્પાદન પ્રક્રિયા: અલગ પસંદગીગેડોલિનિયમ ધાતુગેડોલિનિયમ આધારિત ધાતુ કાર્બનિક સ્કેલેટન સામગ્રીના વિવિધ પ્રકારો તૈયાર કરવા અને સંશ્લેષણ કરવા માટે ક્ષાર અને કાર્બનિક લિગાન્ડ્સ, સેન્ટ્રીફ્યુગેશન દ્વારા મિથેનોલ, ઇથેનોલ અથવા પાણીના નાના અણુઓથી તેમને ધોવા, અને વેક્યુમ સ્થિતિમાં ઉચ્ચ તાપમાને સક્રિય કરવા માટે ગેડોલિનિયમ આધારિત ધાતુ કાર્બનિક સ્કેલેટન સામગ્રીના છિદ્રોમાં અવશેષ અપ્રતિક્રિયાકૃત કાચા માલને સંપૂર્ણપણે દૂર કરવા; સ્ટેપ-ઇન તૈયાર કરાયેલ ગેડોલિનિયમ આધારિત ઓર્ગેનોમેટાલિક સ્કેલેટન સામગ્રીને પોલિઇથિલિન લોશન સાથે ઉચ્ચ ગતિએ અથવા અલ્ટ્રાસોનિકલી હલાવવામાં આવે છે, અથવા સ્ટેપ-ઇન તૈયાર કરાયેલ ગેડોલિનિયમ આધારિત ઓર્ગેનોમેટાલિક સ્કેલેટન સામગ્રીને ઉચ્ચ તાપમાને અલ્ટ્રા-હાઇ મોલેક્યુલર વેઇટ પોલિઇથિલિન સાથે ભેળવીને સંપૂર્ણપણે મિશ્રિત કરવામાં આવે છે; એકસરખી મિશ્રિત ગેડોલિનિયમ આધારિત ધાતુ કાર્બનિક સ્કેલેટન સામગ્રી/પોલિઇથિલિન મિશ્રણને મોલ્ડમાં મૂકો, અને દ્રાવક બાષ્પીભવન અથવા ગરમ દબાવવાને પ્રોત્સાહન આપવા માટે સૂકવીને રચાયેલ ગેડોલિનિયમ આધારિત ધાતુ કાર્બનિક સ્કેલેટન સંયુક્ત શિલ્ડિંગ સામગ્રી મેળવો; શુદ્ધ પોલિઇથિલિન સામગ્રીની તુલનામાં તૈયાર કરાયેલ ગેડોલિનિયમ આધારિત ધાતુ કાર્બનિક સ્કેલેટન સંયુક્ત શિલ્ડિંગ સામગ્રીમાં ગરમી પ્રતિકાર, યાંત્રિક ગુણધર્મો અને શ્રેષ્ઠ થર્મલ ન્યુટ્રોન શિલ્ડિંગ ક્ષમતામાં નોંધપાત્ર સુધારો થયો છે.

રેર અર્થ એડિશન મોડ: Gd2 (BHC) (H2O) 6, Gd (BTC) (H2O) 4 અથવા Gd (BDC) 1.5 (H2O) 2 છિદ્રાળુ સ્ફટિકીય સંકલન પોલિમર જેમાં ગેડોલિનિયમ હોય છે, જે કોઓર્ડિનેશન પોલિમરાઇઝેશન દ્વારા મેળવવામાં આવે છે.Gd (NO3) 3 • 6H2O અથવા GdCl3 • 6H2Oઅને કાર્બનિક કાર્બોક્સિલેટ લિગાન્ડ; ગેડોલિનિયમ આધારિત ધાતુ કાર્બનિક હાડપિંજર સામગ્રીનું કદ 50nm-2 μm છે; ગેડોલિનિયમ આધારિત ધાતુ કાર્બનિક હાડપિંજર સામગ્રીમાં વિવિધ આકારશાસ્ત્ર હોય છે, જેમાં દાણાદાર, સળિયા આકારના અથવા સોય આકારના આકારનો સમાવેશ થાય છે.

(૪) ની અરજીસ્કેન્ડિયમરેડિયોકેમિસ્ટ્રી અને પરમાણુ ઉદ્યોગમાં

સ્કેન્ડિયમ ધાતુમાં સારી થર્મલ સ્થિરતા અને મજબૂત ફ્લોરિન શોષણ કાર્યક્ષમતા છે, જે તેને અણુ ઉર્જા ઉદ્યોગમાં અનિવાર્ય સામગ્રી બનાવે છે.

મુખ્ય પેટન્ટ: ચાઇના એરોસ્પેસ ડેવલપમેન્ટ બેઇજિંગ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઓફ એરોનોટિકલ મટિરિયલ્સ, એલ્યુમિનિયમ ઝિંક મેગ્નેશિયમ સ્કેન્ડિયમ એલોય અને તેની તૈયારી પદ્ધતિ માટે શોધ પેટન્ટ

પેટન્ટ સારાંશ: એલ્યુમિનિયમ ઝીંકમેગ્નેશિયમ સ્કેન્ડિયમ એલોયઅને તેની તૈયારી પદ્ધતિ. એલ્યુમિનિયમ ઝીંક મેગ્નેશિયમ સ્કેન્ડિયમ એલોયની રાસાયણિક રચના અને વજન ટકાવારી આ પ્રમાણે છે: Mg 1.0% -2.4%, Zn 3.5% -5.5%, Sc 0.04% -0.50%, Zr 0.04% -0.35%, અશુદ્ધિઓ Cu ≤ 0.2%, Si ≤ 0.35%, Fe ≤ 0.4%, અન્ય અશુદ્ધિઓ સિંગલ ≤ 0.05%, અન્ય અશુદ્ધિઓ કુલ ≤ 0.15%, અને બાકીની રકમ Al છે. આ એલ્યુમિનિયમ ઝીંક મેગ્નેશિયમ સ્કેન્ડિયમ એલોય સામગ્રીનું માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર એકસમાન છે અને તેનું પ્રદર્શન સ્થિર છે, જેમાં 400MPa થી વધુની અંતિમ તાણ શક્તિ, 350MPa થી વધુની ઉપજ શક્તિ અને વેલ્ડેડ સાંધા માટે 370MPa થી વધુની તાણ શક્તિ છે. ભૌતિક ઉત્પાદનોનો ઉપયોગ એરોસ્પેસ, પરમાણુ ઉદ્યોગ, પરિવહન, રમતગમતના માલ, શસ્ત્રો અને અન્ય ક્ષેત્રોમાં માળખાકીય તત્વો તરીકે થઈ શકે છે.

ઉત્પાદન પ્રક્રિયા: પગલું 1, ઉપરોક્ત એલોય રચના અનુસાર ઘટક; પગલું 2: 700 ℃~780 ℃ ના તાપમાને સ્મેલ્ટિંગ ભઠ્ઠીમાં ઓગળે; પગલું 3: સંપૂર્ણપણે ઓગળેલા ધાતુના પ્રવાહીને શુદ્ધ કરો, અને શુદ્ધિકરણ દરમિયાન ધાતુનું તાપમાન 700 ℃~750 ℃ ​​ની રેન્જમાં રાખો; પગલું 4: શુદ્ધિકરણ પછી, તેને સંપૂર્ણપણે સ્થિર રહેવા દો; પગલું 5: સંપૂર્ણપણે ઉભા થયા પછી, કાસ્ટિંગ શરૂ કરો, ભઠ્ઠીનું તાપમાન 690 ℃~730 ℃ ની રેન્જમાં રાખો, અને કાસ્ટિંગ ગતિ 15-200mm/મિનિટ છે; પગલું 6: હીટિંગ ભઠ્ઠીમાં એલોય ઇન્ગોટ પર 400 ℃~470 ℃ ના એકરૂપીકરણ તાપમાન સાથે એકરૂપીકરણ એનિલિંગ ટ્રીટમેન્ટ કરો; પગલું 7: એકરૂપીકરણ ઇન્ગોટને છોલીને 2.0mm થી વધુ દિવાલ જાડાઈ સાથે પ્રોફાઇલ બનાવવા માટે ગરમ એક્સટ્રુઝન કરો. એક્સટ્રુઝન પ્રક્રિયા દરમિયાન, બિલેટને 350 ℃ થી 410 ℃ તાપમાને જાળવી રાખવું જોઈએ; પગલું 8: 460-480 ℃ ના દ્રાવણ તાપમાન સાથે, દ્રાવણ ક્વેન્ચિંગ ટ્રીટમેન્ટ માટે પ્રોફાઇલને સ્ક્વિઝ કરો; પગલું 9: 72 કલાકના ઘન દ્રાવણ ક્વેન્ચિંગ પછી, મેન્યુઅલી ફોર્સ એજિંગ. મેન્યુઅલ ફોર્સ એજિંગ સિસ્ટમ છે: 90~110 ℃/24 કલાક+170~180 ℃/5 કલાક, અથવા 90~110 ℃/24 કલાક+145~155 ℃/10 કલાક.

૫, સંશોધન સારાંશ

એકંદરે, દુર્લભ પૃથ્વીનો ઉપયોગ પરમાણુ સંમિશ્રણ અને પરમાણુ વિભાજનમાં વ્યાપકપણે થાય છે, અને એક્સ-રે ઉત્તેજના, પ્લાઝ્મા રચના, પ્રકાશ પાણી રિએક્ટર, ટ્રાન્સયુરેનિયમ, યુરેનાઇલ અને ઓક્સાઇડ પાવડર જેવી તકનીકી દિશાઓમાં ઘણા પેટન્ટ લેઆઉટ ધરાવે છે. રિએક્ટર સામગ્રીની વાત કરીએ તો, દુર્લભ પૃથ્વીનો ઉપયોગ રિએક્ટર માળખાકીય સામગ્રી અને સંબંધિત સિરામિક ઇન્સ્યુલેશન સામગ્રી, નિયંત્રણ સામગ્રી અને ન્યુટ્રોન રેડિયેશન સંરક્ષણ સામગ્રી તરીકે થઈ શકે છે.