TẠI SAO CẦN PHẢI THÊM NGUYÊN TỐ
ĐẤT HIẾM VÀO GANG THÉP?
Trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học hầu như mỗi một loại nguyên tố có một tính, chỉ có hai nguyên tố là ngoại lệ, họ lantan và họ actinit. Mỗi nguyên tố có 15 loại cùng một thuộc tính. Họ lantan hay còn gọi là họ đất hiếm, là một đại gia tộc, có 15 anh em, tên của chúng là: Lantan (la), Fanxi (Fr), Prazeodi (Pr), Neođi (Nd), Prômeti(Pm), Samarium(Sm), Europi (Eu), Gadolin (Gd), Tecbi(Tb), Điprôsi (Dy), Homium (Ho), Eribi (Er), Tuli (Tu), Ytecbi (Yb), Lutexi (Lu). Kết cấu nguyên tử là đặc tính của chúng rất giống nhau, thậm chí trong khoáng thạch cũng luôn tập trung cùng nhau. Ngoài ra còn có hai loại nguyên tố là Scandium và Ytri (Y), tuy chúng có vị trí riêng trong bảng tuần hoàn hóa học nhưng vẫn thuộc họ nguyên tố lantan, trong khoáng chất, chúng cũng thường luôn đi cùng họ đất hiếm, do vậy người ta vẫn xem chúng thuộc họ đất hiếm.
Nguyên tố đất hiếm đã được phát hiện từ năm 1794, và trong khoảng thời gian sau hơn 150 năm sau, chúng luôn bị lãng quên, và con người vẫn chưa nhận thấy nó có nhiều công dụng như thế nào. Cho đến thời đại chiến thế giới 2, nguyên tố đất hiếm được gia nhập gang thép, lúc này mới thể hiện tác dụng của mình.
Hiện nay, phạm vi ứng dụng của đất hiếm ngày càng rộng rãi. Dường như đi tới đâu chúng cũng phát huy được tác dụng tốt của mình, nhất là chúng có khả năng thay đổi tính năng của nguyên liệu gang thép, vì vậy được gọi là ''vitamin của gang thép''.
Trong gang sau khi cho thêm nguyên tố đất hiếm, độ ma sát tốt, tính dẻo cao, có thể thay gang trong chế tạo máy móc. Gang khi gặp axít vốn dễ bị rỗ khí, tỷ lệ phế phẩm rất cao, sau khi gia nhập nguyên tố đất hiếm, có thể trừ rỗ khí, giảm đáng kể tỷ lệ phế phẩm, tính chịu axít cũng tăng lên vài phần. Trong gang cacbon hàm lượng phốt pho cao, dễ bị vỡ khi nhiệt độ thấp, nhưng sau khi thêm nguyên tố đất hiếm, tính giòn ở nhiệt độ thấp mất đi, lại nâng cao độ mạnh của gang và tính năng chịu ăn mòn, thép có kết cấu siêu mạnh vốn không thể hàn nối, sau khi thêm một chút nguyên tố đất hiếm, tính hàn nối được cải thiện rõ rệt; Độ cứng gang cuộn và gang công cụ rất cao, nhưng tính nhựa và tính dẻo lại rất kém, sau khi thêm nguyên tố đất hiếm, hai tính đó đều được nâng cao, thời gian sử dụng càng dài; Gang không gỉ chịu được nhiệt vốn khó gia công, sau khi cho nguyên tố đất hiếm, không những gia công dễ dàng hơn mà còn có khả năng chống oxy hóa ở nhiệt độ cao.
Tại sao nguyên tố đất hiếm lại có tác dụng ''thần kì'' như vậy trong gang thép? Thì ra, nguyên tố đất hiếm phát huy tác dụng loại trừ lưu huỳnh, oxy, hyđro và khí nitơ cố định trong gang thép, làm sạch các tạp chất có hại có trong gang thép. Hơn nữa sau khi thêm nguyên tố đất hiếm vào trong gang, hình thái tạp chất phi kim thay đổi, đó là dạng sợi biến thành dạng hạt nhỏ hơn và phân tán, tính gây hại của tạp chất cũng do vậy mà giảm đi. Do vậy, nguyên tố đất hiếm còn có thể cùng sắt và các nguyên tố khác hình thành hợp kim, thay đổi tính chất của gang tốt hơn.
Nguồn khoáng chất đất hiếm của Trung Quốc rất phong phú, theo điều tra của các cơ quan chức năng, tuyệt đại đa số khoáng chất hiếm có trên thế giới, Trung Quốc đều có, cho nên việc tiến hành nghiên cứu nguyên tố đất hiếm ở Trung Quốc là điều rất quan trọng.
