美国能源部开发了一种新型铝合金,比现有产品实用性好且更耐高温。更为重要的是,这种含有铈的铝合金有可能极大提高美国稀土的产量。
稀土是一组对电子器件、可替代能源和其他现代技术非常重要的元素。例如,现代的风力发电和混合动力汽车对由稀土元素钕和镝制造的强大的永磁铁非常依赖。然而,在现在的北美并没有进行稀土的生产。其中一个问题是,包括美国的稀土矿在内,铈含量高达稀土含量一半以上,但是稀土生产商很难找到铈矿市场。事实上,在美国最常见的稀土矿,铈的含量是钕含量的3倍以上、镝含量的500倍以上。
铝铈合金有望通过增加需求来促进国内稀土矿开采,并最终提高铈的价值。
铝合金的高温性能的关键是形成一种特殊的铝-铈化合物,即金属间化合物,当合金熔化和铸造的时候,该化合物才在合金内部形成。这种金属间化合物只有在华氏2000度以上才融化。铝铈合金的耐热性应用在内燃机上是非常有吸引力的。试验表明,新型合金在300摄氏度(572华氏度)时会保持稳定状态,而传统合金在这一温度开始崩解。此外,金属间化合物的稳定性有时可以免除铝合金通常需要的热处理工序。铝铈合金通过提高运行温度来直接提高发动机燃油效率,也可以通过用轻型铝基组件或用铝合金来替代铸铁部件从而减轻发动机的重量来间接提高燃油效率,如气缸体、变速箱和气缸盖。