Алюминий-гадолиниевая лигатура, алюминиево-гадолиниевый сплав, сплав AlGd, E FORU

**Спецификация продукта: Лигатурный сплав алюминия и гадолиния (сплав Al-GD)** **Версия:** 1.0 | **Дата:** 2025-04-02 --- ### **1. Общий обзор** Алюминий-гадолиниевая лигатура (Al-Gd Alloy) — это специализированный редкоземельный сплав, в котором гадолиний используется в качестве ключевого микролегирующего элемента. Гадолиний демонстрирует самое высокое сечение поглощения тепловых нейтронов среди всех стабильных элементов, что делает сплавы Al-Gd особенно ценными для ядерных применений. Кроме того, гадолиний повышает термостойкость, коррозионную стойкость и придает алюминиевым сплавам уникальные магнитные свойства. --- ### **2. Международные стандарты** Лигатуры Al-Gd упоминаются в нескольких международных спецификациях: - **ASTM:** ASTM B928 (изделия с высоким содержанием магния и алюминия) - **AMS:** AMS 4459 (лист из алюминиево-редкоземельного сплава) - **GB/T:** GB/T 27677 (Лигатуры из алюминия и редкоземельных элементов) - **EN:** EN 1676 (Алюминий и алюминиевые сплавы - Лигатуры) - **Типичные марки лигатур: Al-5%Gd, Al-10%Gd, Al-15%Gd, Al-25%Gd --- ### **3. Химический состав (% по массе)** Типичные диапазоны состава лигатуры Al-Gd: | Элемент | Содержание (%) | Роль и комментарии | |---------------------|-------------------|------------------------------------------| | Гадолиний (Gd) | 2,0 – 25,0 | Первичный редкоземельный элемент | | Другие элементы ВИЭ | ≤ 3.0 | Может включать в себя Dy, Er, Y | | Железо (Fe) | ≤ 0.20 | Контроль примесей | | Кремний (Si) | ≤ 0.15 | Контроль примесей | | Магний (Mg) | 0 – 6.0 | Дополнительное дополнение для повышения прочности | | Другие примеси | ≤ 0.10 Всего | — | | Алюминий (Al) | Баланс | Основной металл | --- ### **4. Физические свойства** | Собственность | Стоимость / Диапазон | |---------------------------|-----------------------------------| | Плотность | 2,9 – 3,8 г/см³ | | Диапазон плавления | 650 – 900°C | | Интерметаллидные фазы | Ал₃Гд, Ал₂Гд, АлГд | | Сечение тепловых нейтронов | 49 000 коровников | | Теплопроводность | 80 – 130 Вт/м·К | | Электропроводность | 25 – 40 % МАКО | | Магнитные свойства | Парамагнитный при комнатной температуре | --- ### **5. Основные характеристики и преимущества** - **Исключительное поглощение нейтронов:** Самое высокое поперечное сечение захвата тепловых нейтронов среди стабильных элементов - **Высокотемпературная прочность:** Сохраняет механические свойства до 400°C - **Коррозионная стойкость:** Повышенная устойчивость к различным коррозионным средам - **Измельчение зерна:** Эффективный контроль размера зерна за счет формирования Al₃Gd - **Магнитные свойства:** Уникальные магнитные характеристики для специализированных применений - **Радиационная стабильность:** Хорошие характеристики в радиационных средах --- ### **6. Применение продукта** - **Атомная промышленность:** Нейтронная защита, регулирующие стержни, хранилища отработавшего ядерного топлива - **Аэрокосмическая промышленность:** Высокотемпературные конструкционные компоненты - **Медицинская радиационная защита:** Корпуса оборудования, портативные щиты - **Исследовательские реакторы:** Экспериментальные компоненты, защитные узлы - **Аддитивное производство:** Специальные порошки для 3D-печати ядерного класса - **Магнитные устройства:** Компоненты, требующие определенных магнитных свойств --- ### **7. Доступные формы** - **Лигатура:** Слитки, зубчатые прутки, гранулы - **Специальные формы:** Порошок для аддитивного производства, нестандартные формы - **Стандартные размеры:** 2–10 кг слитков - **Готовые изделия:** Листы, плиты, экструдированные формы --- ### **8. Технические рекомендации по использованию** - **Норма добавления:** 0,5–5,0% Gd в расплав (в зависимости от применения) - **Температура расплава:** 750–850°C - **Время выдержки:** 45–90 минут для полного растворения - **Перемешивание:** Требует тщательного механического перемешивания - **Атмосфера:** Рекомендуется в условиях аргона или вакуума - **Температура литья:** 700–780°C --- ### **9. Ядерные свойства** | Собственность | Стоимость | |---------------------------|---------------------------| | Сечение тепловых нейтронов | 49 000 коровников | | Резонансный интеграл | 550 амбаров | | Природное изобилие | 15-20% в редкоземельных рудах | | Изотопы | ГД-155, ГД-157 (самый эффективный) | --- ### **10. Металлургические эффекты** - Образует интерметаллиды Al₃Gd с кристаллической структурой L1₂ - Обеспечивает упрочнение дисперсии за счет когерентных осадков - Повышает температуру рекристаллизации - Улучшает сопротивление ползучести при высоких температурах - Улучшает структуру зерна за счет гетерогенного зародышеобразования --- ### **11. Параметры контроля качества** - Консистенция содержания гадолиния (±0,5%) - Проверка эффективности поглощения нейтронов - Сертификация по низкому содержанию газа - Однородная микроструктура - Анализ микроэлементов - Испытание на радиационную стабильность --- ### **12. Охрана труда, техника безопасности и обращение** - **Низкая радиоактивность:** Природный гадолиний имеет низкую радиоактивность - **Меры предосторожности при удалении пыли:** Избегайте вдыхания мелких частиц - используйте респираторы, одобренные NIOSH - **Средства индивидуальной защиты:** Стандартные литейные СИЗ с дополнительной защитой органов дыхания - **Хранение:** Сухая, контролируемая среда с надлежащей вентиляцией - **Радиационный контроль:** Требуется для ядерных применений - **Утилизация:** Следуйте протоколам утилизации ядерных материалов при активации --- ### **13. Рекомендации по цепочке поставок** - **Критический материал:** Гадолиний является стратегическим редкоземельным элементом - **Безопасность поставок:** С учетом геополитических соображений - **Факторы стоимости:** Более высокая стоимость из-за переработки редкоземельных элементов - **Переработка:** Необходим для устойчивого использования в ядерных приложениях - **Гарантия качества:** Строгие требования к сертификации для ядерных сортов --- ### **14. Эксплуатационные характеристики в ядерных приложениях** | Применение | Содержание Gd (%) | Ключевое преимущество | Метрика производительности | |-----------------------|----------------|-------------|-------------------| | **Радиационная защита** | 2–10 | Поглощение нейтронов | Сокращение на 90–99% | | **Регулирующие стержни** | 5–15 | Горючий яд | Длительный срок службы | | **Ящики для хранения** | 3–8 | Контроль критичности | Повышенная безопасность | | **Исследовательское оборудование**| 1–5 | Радиационная защита | Весовая эффективность | --- ### **15. Исследования и разработки** - **Передовые сплавы:** Разработка систем Al-Gd-Mg и Al-Gd-Zr - **Аддитивное производство:** Оптимизация для производства ядерных компонентов - **Композитные материалы:** Композиты Al-Gd с улучшенными свойствами - **Технологии переработки:** Эффективное извлечение гадолиния из лома --- ### **Отказ от ответственности** Эта информация предоставлена только для технической справки. Свойства и производительность могут варьироваться в зависимости от конкретных условий применения. Сплавы Al-Gd для ядерных применений требуют специального лицензирования, программ обеспечения качества и соответствия нормативным требованиям. Перед внедрением пользователи должны провести всестороннее тестирование и получить необходимые сертификаты. Всегда соблюдайте протоколы ядерной безопасности и нормативные требования. Консультации со специалистами по ядерным материалам имеют важное значение для критически важных применений.

Упаковка Стандартная упаковка: Типичная оптовая упаковка включает в себя паллетированный пластик 5 галлонов/25 кг. ведра, бочки с фиброй и сталью до 1 тонны супермешков в полных контейнерах (FCL) или грузовиках (T/L). Исследуемые и отобранные количества, а также гигроскопичные, окисляющие или другие чувствительные к воздуху материалы могут быть упакованы в условиях аргона или вакуума. Растворы упаковываются в полипропиленовые, пластиковые или стеклянные банки объемом до 2292 галлонов для жидкости на поддонах.