AРаспространенной метафорой является то, что если нефть — это кровь промышленности, то редкоземельные элементы — это витамин промышленности.
Редкая земля — это аббревиатура группы металлов. Редкоземельные элементы (РЗЭ) открывались один за другим, начиная с конца XVIII века. В периодической таблице химических элементов насчитывается 17 видов РЗЭ, в том числе 15 лантаноидов — лантан (La), церий (Ce), празеодим (Pr), неодим (Nd), прометий (Pm) и т. д. В настоящее время широко используется во многих областях, таких как электроника, нефтехимия и металлургия. Почти каждые 3-5 лет ученые могут открывать новые способы применения редкоземельных элементов, и каждое шестое изобретение невозможно отделить от редкоземельных элементов.
Китай богат редкоземельными минералами, занимая первое место в трех мирах: первое по запасам ресурсов, на долю которых приходится около 23%; Продукция является первой, на нее приходится от 80% до 90% редкоземельных товаров в мире; Объем продаж занимает первое место: от 60% до 70% редкоземельной продукции экспортируется за границу. В то же время Китай является единственной страной, которая может поставлять все 17 видов редкоземельных металлов, особенно средние и тяжелые редкоземельные металлы, имеющие выдающееся военное применение. Доля Китая заслуживает зависти.
RЗемля является ценным стратегическим ресурсом, который известен как «промышленный глутамат натрия» и «мать новых материалов» и широко используется в передовой науке, технике и военной промышленности. По данным Министерства промышленности и информационных технологий, функциональные материалы, такие как редкоземельные постоянные магниты, люминесценция, хранение водорода и катализ, стали незаменимым сырьем для высокотехнологичных отраслей, таких как производство современного оборудования, новая энергетика и развивающиеся отрасли. широко используется в электронике, нефтехимической промышленности, металлургии, машиностроении, новой энергетике, легкой промышленности, охране окружающей среды, сельском хозяйстве и так далее. .
Еще в 1983 году Япония ввела систему стратегических резервов редких минералов, и 83% ее внутренних редкоземельных металлов поступило из Китая.
Посмотрите еще раз на Соединенные Штаты: их запасы редкоземельных металлов уступают только Китаю, но все редкоземельные элементы в стране — это легкие редкоземельные элементы, которые делятся на тяжелые редкоземельные элементы и легкие редкоземельные элементы. Тяжелые редкоземельные элементы очень дороги, а добыча легких редкоземельных металлов нерентабельна, и люди в отрасли превратили их в поддельные редкоземельные элементы. 80% импорта редкоземельных металлов в США поступает из Китая.
Товарищ Дэн Сяопин однажды сказал: «На Ближнем Востоке есть нефть, а в Китае есть редкоземельные металлы». Смысл его слов очевиден. Редкоземельные элементы — это не только необходимый «MSG» для 1/5 высокотехнологичной продукции в мире, но и мощная разменная монета для Китая за мировым столом переговоров в будущем. Защита и научное использование редкоземельных ресурсов. В последние годы это стало национальной стратегией, к которой призывают многие люди с высокими идеалами, чтобы предотвратить слепую продажу и экспорт драгоценных редкоземельных ресурсов в западные страны. В 1992 году Дэн Сяопин четко заявил о статусе Китая как крупной редкоземельной страны.
Список применений 17 редкоземельных металлов
1 лантан используется в сплавах и сельскохозяйственных пленках.
Церий широко используется в автомобильном стекле.
3 празеодим широко используется в керамических пигментах.
Неодим широко используется в аэрокосмических материалах.
5 тарелок обеспечивают дополнительную энергию для спутников.
Применение самария-6 в реакторе атомной энергии
7 производителей европиевых линз и жидкокристаллических дисплеев
Гадолиний 8 для медицинской магнитно-резонансной томографии
Тербий-9 используется в регуляторе крыла самолета.
Эрбий-10 используется в лазерных дальномерах в военном деле.
11 диспрозий используется в качестве источника освещения для кино и печати.
Гольмий-12 используется для изготовления устройств оптической связи.
13 Тулий используется для клинической диагностики и лечения опухолей.
Добавка 14 иттербия для элемента памяти компьютера
Применение лютеция-15 в технологии энергетических аккумуляторов
Из 16 иттрия производят провода и компоненты самолетов.
Скандий часто используется для изготовления сплавов.
Подробности следующие:
1
Лантанум (Лос-Анджелес)
Во время войны в Персидском заливе прибор ночного видения с редкоземельным элементом лантаном стал основным источником танков США. На изображении выше показан порошок хлорида лантана.（Карта данных)
Лантан широко используется в пьезоэлектрических материалах, электротермических материалах, термоэлектрических материалах, магниторезистивных материалах, люминесцентных материалах (синий порошок), материалах для хранения водорода, оптическом стекле, лазерных материалах, различных сплавах и т. д. Лантан также используется в катализаторах для приготовления Многие органические химические продукты. Ученые назвали лантан «суперкальцием» из-за его воздействия на сельскохозяйственные культуры.
2
Церий (CE)
Церий может использоваться в качестве катализатора, дугового электрода и специального стекла. Сплав церия устойчив к высоким температурам и может использоваться для изготовления деталей реактивных двигателей.（Карта данных)
(1) Церий, как добавка к стеклу, может поглощать ультрафиолетовые и инфракрасные лучи и широко используется в автомобильных стеклах. Он может не только предотвращать попадание ультрафиолетовых лучей, но и снижать температуру внутри автомобиля, чтобы экономить электроэнергию для воздуха. кондиционирование. С 1997 года церий добавляют во все автомобильные стекла в Японии. В 1996 году в автомобильном стекле было использовано не менее 2000 тонн церия, а в США — более 1000 тонн.
(2) В настоящее время церий используется в катализаторе очистки выхлопных газов автомобилей, который может эффективно предотвращать выброс большого количества выхлопных газов автомобилей в воздух. Потребление церия в США составляет одну треть от общего потребления редкоземельных элементов.
(3) Сульфид церия можно использовать в пигментах вместо свинца, кадмия и других металлов, вредных для окружающей среды и человека. Его можно использовать для окраски пластмасс, покрытий, чернил и бумажной промышленности. В настоящее время ведущей компанией является французская Rhone Planck.
(4) CE: Лазерная система LiSAF — это твердотельный лазер, разработанный в США. Его можно использовать для обнаружения биологического оружия и лекарств путем мониторинга концентрации триптофана. Церий широко используется во многих областях. Почти все редкоземельные элементы содержат церий. Например, полировальный порошок, материалы для хранения водорода, термоэлектрические материалы, цериево-вольфрамовые электроды, керамические конденсаторы, пьезоэлектрическая керамика, абразивы из карбида церия и кремния, сырье для топливных элементов, бензиновые катализаторы, некоторые постоянные магнитные материалы, различные сплавы. стали и цветные металлы.
3
Празеодим (PR)
Празеодимовый сплав неодима
(1) Празеодим широко используется в строительной керамике и керамике повседневного использования. Его можно смешивать с керамической глазурью для получения цветной глазури, а также использовать в качестве подглазурного пигмента. Пигмент светло-желтого цвета чистого и элегантного цвета.
(2) Он используется для производства постоянных магнитов. Использование дешевого металлического празеодима и неодима вместо чистого металлического неодима для изготовления материала постоянного магнита, его стойкость к кислороду и механические свойства явно улучшаются, и его можно перерабатывать в магниты различной формы. широко используется в различных электронных устройствах и двигателях.
(3) Используется при каталитическом крекинге нефти. Активность, селективность и стабильность катализатора можно улучшить путем добавления обогащенного празеодима и неодима в молекулярное сито Y-цеолита для приготовления катализатора крекинга нефти. Китай начал внедрять в промышленное использование в 1970-х годах, и потребление растет.
(4) Празеодим также можно использовать для абразивной полировки. Кроме того, празеодим широко используется в области оптического волокна.
4
Неодим (nd)
Почему танк М1 можно найти первым? Танк оснащен лазерным дальномером Nd:YAG, дальность которого при ясном дневном свете может достигать почти 4000 метров.（Карта данных)
С рождением празеодима появился неодим. Появление неодима активизировало область редкоземельных металлов, сыграло важную роль в области редкоземельных металлов и повлияло на рынок редкоземельных металлов.
Неодим на протяжении многих лет стал горячей точкой на рынке из-за своего уникального положения в области редких земель. Крупнейшим потребителем металлического неодима является материал постоянных магнитов NdFeB. Появление постоянных магнитов NdFeB вдохнуло новую жизнь в область высоких технологий редкоземельных металлов. Магнит NdFeB называют «королем постоянных магнитов» из-за его высокой магнитной энергии. Он широко используется в электронике, машиностроении и других отраслях промышленности благодаря своим превосходным характеристикам. Успешная разработка альфа-магнитного спектрометра свидетельствует о том, что магнитные свойства магнитов NdFeB в Китае вышли на уровень мирового класса. Неодим также используется в цветных металлах. Добавление 1,5-2,5% неодима в магниевый или алюминиевый сплав может улучшить высокотемпературные характеристики, воздухонепроницаемость и коррозионную стойкость сплава. Широко используется в качестве материалов для аэрокосмической промышленности. Кроме того, алюмоиттриевый гранат, легированный неодимом, производит коротковолновый лазерный луч, который широко используется в промышленности при сварке и резке тонких материалов толщиной менее 10 мм. В медицине Nd:YAG-лазер используется для удаления хирургических операций или дезинфекции ран вместо скальпеля. Неодим также используется для окраски стекла и керамических материалов, а также в качестве добавки к резиновым изделиям.
5
Троллий (Pm)
Тулий — искусственный радиоактивный элемент, производимый ядерными реакторами (карта данных)
(1) может использоваться в качестве источника тепла. Обеспечить вспомогательную энергию для обнаружения вакуума и искусственного спутника.
(2)Pm147 излучает низкоэнергетические β-лучи, которые можно использовать для производства батареек для тарелок. В качестве источника питания приборов наведения ракет и часов. Этот тип батареи имеет небольшой размер и может использоваться непрерывно в течение нескольких лет. Кроме того, прометий также используется в портативных рентгеновских приборах, приготовлении люминофора, измерениях толщины и лампах-маяках.
6
Самарий (См)
Металлический самарий (карта данных)
См имеет светло-желтый цвет и является сырьем для постоянного магнита Sm-Co, а магнит Sm-Co является самым ранним редкоземельным магнитом, используемым в промышленности. Существует два типа постоянных магнитов: система SmCo5 и система Sm2Co17. В начале 1970-х годов была изобретена система SmCo5, а в более поздний период — система Sm2Co17. Сейчас требованию последнего отдается приоритет. Чистота оксида самария, используемого в самариево-кобальтовых магнитах, не должна быть слишком высокой. Учитывая стоимость, в основном используется около 95% продуктов. Кроме того, оксид самария также используется в керамических конденсаторах и катализаторах. Кроме того, самарий обладает ядерными свойствами, которые можно использовать в качестве конструкционных материалов, защитных материалов и материалов управления для атомных энергетических реакторов, так что огромную энергию, генерируемую ядерным делением, можно безопасно использовать.
7
Европий (ЕС)
Порошок оксида европия (карта данных)
Оксид европия в основном используется для люминофоров (карта данных)
В 1901 году Эжен-Антоль Демаркай открыл новый элемент из самария, названный европием. Вероятно, это название происходит от слова Европа. Оксид европия в основном используется для изготовления флуоресцентного порошка. Eu3+ используется в качестве активатора красного люминофора, а Eu2+ — в качестве синего люминофора. Теперь Y2O2S:Eu3+ является лучшим люминофором по светоотдаче, стабильности покрытия и стоимости переработки. Кроме того, он широко используется благодаря совершенствованию таких технологий, как улучшение светоотдачи и контрастности. В последние годы оксид европия также использовался в качестве люминофора стимулированного излучения в новой системе рентгеновской медицинской диагностики. Оксид европия также может быть использован для производства цветных линз и оптических фильтров, для устройств хранения магнитных пузырьков. Он также может проявить свои таланты в контрольных материалах, защитных материалах и конструкционных материалах атомных реакторов.
8
Гадолиний (Gd)
Гадолиний и его изотопы являются наиболее эффективными поглотителями нейтронов и могут использоваться в качестве ингибиторов ядерных реакторов. (карта данных)
(1) Его водорастворимый парамагнитный комплекс может улучшить сигнал ЯМР-визуализации человеческого тела при лечении.
(2) Его оксид серы можно использовать в качестве матричной сетки осциллографической трубки и рентгеновского экрана с особой яркостью.
(3) Гадолиний в гадолиниево-галлиевом гранате является идеальным субстратом для пузырьковой памяти.
(4) Его можно использовать в качестве твердого магнитного холодильного агента без ограничения цикла Camot.
(5) Он используется в качестве ингибитора для контроля уровня цепной реакции на атомных электростанциях для обеспечения безопасности ядерных реакций.
(6) Он используется в качестве добавки к самариево-кобальтовому магниту, чтобы гарантировать, что производительность не изменится с температурой.
9
Тербий (Тб)
Порошок оксида тербия (карта данных)
Применение тербия в основном связано с областью высоких технологий, которая представляет собой передовой проект с технологичными и наукоемкими, а также проект с значительными экономическими выгодами и привлекательными перспективами развития.
(1) Люминофоры используются в качестве активаторов зеленого порошка в трехцветных люминофорах, таких как активированная тербием фосфатная матрица, активированная тербием силикатная матрица и активированная тербием матрица алюмината церия-магния, которые все излучают зеленый свет в возбужденном состоянии.
(2) Магнитооптические накопительные материалы. В последние годы тербиевые магнитооптические материалы достигли масштабов массового производства. Магнитооптические диски из аморфных пленок Tb-Fe используются в качестве элементов компьютерной памяти, при этом емкость памяти увеличивается в 10-15 раз.
(3) Магнитооптическое стекло, тербийсодержащее вращающееся стекло Фарадея является основным материалом для изготовления ротаторов, изоляторов и аннуляторов, которые широко используются в лазерной технике. В частности, разработка Терфенола открыла новое применение Терфенола, нового материала, открытого в 1970-х годах. Половина этого сплава состоит из тербия и диспрозия, иногда из гольмия, а остальная часть — из железа. Впервые этот сплав был разработан лабораторией Эймса в Айове, США. Когда терфенол помещают в магнитное поле, его размер меняется больше, чем у обычных магнитных материалов, что может сделать возможными некоторые точные механические движения. Тербий-диспрозиевое железо сначала в основном использовалось в гидролокаторах, а в настоящее время широко используется во многих областях. От системы впрыска топлива, управления жидкостными клапанами, микропозиционирования до механических приводов, механизмов и регуляторов крыла для авиационных космических телескопов.
10
Дай (Ди)
Металлический диспрозий (карта данных)
(1) В качестве добавки к постоянным магнитам NdFeB добавление около 2–3% диспрозия к этому магниту может улучшить его коэрцитивную силу. В прошлом спрос на диспрозий не был большим, но с ростом спроса на магниты NdFeB он стал необходимым добавочным элементом, и его содержание должно составлять около 95 ~ 99,9%, и спрос также быстро рос.
(2) Диспрозий используется в качестве активатора люминофора. Трехвалентный диспрозий является перспективным активирующим ионом трехцветных люминесцентных материалов с единственным люминесцентным центром. В основном он состоит из двух полос излучения: одна — желтого света, другая — синего света. Люминесцентные материалы, легированные диспрозием, могут быть использованы в качестве трехцветных люминофоров.
(3) Диспрозий является необходимым металлическим сырьем для приготовления сплава терфенола в магнитострикционном сплаве, который может осуществлять некоторые точные действия механического движения. (4) Металлический диспрозий можно использовать в качестве магнитооптического накопителя с высокой скоростью записи и чувствительностью считывания.
(5) При изготовлении диспрозиевых ламп рабочим веществом, используемым в диспрозиевых лампах, является йодид диспрозия, который обладает преимуществами высокой яркости, хорошего цвета, высокой цветовой температуры, небольшого размера, стабильной дуги и т. д. в качестве источника освещения для кино и печати.
(6) Диспрозий используется для измерения энергетического спектра нейтронов или в качестве поглотителя нейтронов в атомной энергетике из-за его большой площади поперечного сечения захвата нейтронов.
(7)Dy3Al5O12 также можно использовать в качестве магнитного рабочего вещества для магнитного охлаждения. С развитием науки и техники области применения диспрозия будут постоянно расширяться и расширяться.
11
Гольмий (Хо)
Сплав Ho-Fe (карта данных)
В настоящее время область применения железа нуждается в дальнейшем развитии, а потребление не очень велико. Недавно Научно-исследовательский институт редкоземельных металлов компании Baotou Steel внедрил технологию очистки дистилляцией при высокой температуре и высоком вакууме и разработал металл высокой чистоты Цинь Хо />RE>99,9% с низким содержанием нередкоземельных примесей.
В настоящее время основными сферами применения замков являются:
(1) В качестве дополнения к металлогалогенной лампе металлогалогенная лампа представляет собой разновидность газоразрядной лампы, которая разработана на основе ртутной лампы высокого давления, ее особенностью является то, что колба заполнена различными галогенидами редкоземельных элементов. В настоящее время в основном используются йодиды редкоземельных элементов, которые при разряде газа излучают различные спектральные линии. Рабочим веществом, используемым в железной лампе, является циниодид. В зоне дуги можно получить более высокую концентрацию атомов металла, что значительно повышает эффективность излучения.
(2) Железо можно использовать в качестве добавки для регистрации железного или миллиардного алюминиевого граната.
(3) Алюминиевый гранат, легированный Хином (Ho: YAG), может излучать лазер 2 мкм, а скорость поглощения лазера 2 мкм тканями человека высока, почти на три порядка выше, чем у Hd: YAG. Таким образом, при использовании лазера Ho:YAG для медицинской операции он может не только повысить эффективность и точность операции, но также уменьшить зону термического повреждения до меньшего размера. Свободный луч, генерируемый замковым кристаллом, может удалять жир, не выделяя чрезмерного тепла. Сообщается, что для уменьшения термического повреждения здоровых тканей лазерное лечение глаукомы в Соединенных Штатах может уменьшить боль во время операции. Уровень Лазерный кристалл толщиной 2 мкм в Китае достиг международного уровня, поэтому необходимо разрабатывать и производить этот вид лазерного кристалла.
(4) В магнитострикционный сплав Терфенол-Д также можно добавить небольшое количество Cr для уменьшения внешнего поля, необходимого для намагничивания насыщения.
(5) Кроме того, волокно, легированное железом, можно использовать для изготовления волоконного лазера, волоконного усилителя, волоконного датчика и других устройств оптической связи, которые будут играть более важную роль в современной быстрой оптоволоконной связи.
12
Эрбий (ER)
Порошок оксида эрбия (информационная таблица)
(1) Световое излучение Er3+ на длине волны 1550 нм имеет особое значение, поскольку эта длина волны находится при наименьших потерях в оптоволокне при оптоволоконной связи. После возбуждения светом с длиной волны 980 нм и 1480 нм приманочный ион (Er3+) переходит из основного состояния 4115/2 в высокоэнергетическое состояние 4I13/2. Когда Er3+ в высокоэнергетическом состоянии переходит обратно в основное состояние, он излучает свет с длиной волны 1550 нм. Кварцевое волокно может передавать свет разных длин волн. Однако скорость оптического затухания в диапазоне 1550 нм является самой низкой (0,15 дБ/км), что почти соответствует нижнему пределу скорости затухания. Таким образом, оптические потери в оптоволоконной связи минимальны, когда он используется в качестве сигнального света на длине волны 1550 нм. Таким образом, если соответствующая концентрация приманки смешана с соответствующей матрицей, усилитель может компенсировать потери в системе связи в соответствии с лазером. Принцип. Таким образом, в телекоммуникационной сети, которая должна усиливать оптический сигнал 1550 нм, волоконный усилитель с приманкой является важным оптическим устройством. В настоящее время усилитель из кварцевого волокна, легированного приманкой, выведен на рынок. Сообщается, что во избежание бесполезного поглощения количество легированных примесей в оптическом волокне составляет от десятков до сотен частей на миллион. Быстрое развитие волоконно-оптической связи откроет новые области применения. .
(2) (2) Кроме того, лазерный кристалл, легированный приманкой, и его выходной лазер 1730 нм и лазер 1550 нм безопасны для человеческих глаз, хорошие характеристики передачи атмосферы, сильная способность проникать в дым на поле боя, хорошая безопасность, их нелегко обнаружить противника, а контраст излучения военных целей велик. Из него сделали портативный лазерный дальномер, безопасный для глаз человека при использовании в военных целях.
(3) (3) Er3 + можно добавлять в стекло для изготовления лазерного материала из редкоземельного стекла, который представляет собой твердый лазерный материал с наибольшей энергией выходного импульса и самой высокой выходной мощностью.
(4) Er3+ также может использоваться в качестве активного иона в редкоземельных лазерных материалах с повышением конверсии.
(5) (5)Кроме того, приманку можно также использовать для обесцвечивания и окраски стекол и хрусталя.
13
Тулий (ТМ)
После облучения в ядерном реакторе тулий производит изотоп, способный испускать рентгеновские лучи, который можно использовать в качестве портативного источника рентгеновского излучения.（Карта данных)
(1)TM используется в качестве источника излучения портативного рентгеновского аппарата. После облучения в ядерном реактореTMпроизводит своего рода изотоп, способный излучать рентгеновские лучи, который можно использовать для изготовления портативного облучателя крови. Такой радиометр может превратить Ю-169 вTM-170 под действием дальнего и среднего луча, а также излучать рентгеновские лучи для облучения крови и уменьшения лейкоцитов. Именно эти лейкоциты вызывают отторжение трансплантации органов, чтобы уменьшить раннее отторжение органов.
(2) (2)TMтакже может использоваться в клинической диагностике и лечении опухолей из-за его высокого сродства к опухолевой ткани, тяжелые редкоземельные элементы более совместимы, чем легкие редкоземельные элементы, особенно сродство Юй является самым большим.
(3) (3) Рентгеновский сенсибилизатор Laobr: br (синий) используется в качестве активатора в люминофоре рентгеновского сенсибилизирующего экрана для повышения оптической чувствительности, тем самым снижая воздействие и вред рентгеновских лучей для человека× Доза радиации составляет 50%, что имеет важное практическое значение в медицинском применении.
(4) (4) Металлогалогенную лампу можно использовать в качестве добавки к новому источнику освещения.
(5) (5) Tm3 + можно добавлять в стекло для получения лазерного материала из редкоземельного стекла, который представляет собой твердотельный лазерный материал с самым большим выходным импульсом и самой высокой выходной мощностью. Tm3 + также может использоваться в качестве активационного иона. редкоземельных лазерных материалов с ап-конверсией.
14
Иттербий (Yb)
Металлический иттербий (карта данных)
(1) В качестве материала теплозащитного покрытия. Результаты показывают, что зеркало может улучшить коррозионную стойкость электроосажденного цинкового покрытия, а размер зерна покрытия с зеркалом меньше, чем у покрытия без зеркала.
(2) В качестве магнитострикционного материала. Этот материал обладает характеристиками гигантской магнитострикции, то есть расширения в магнитном поле. Сплав в основном состоит из зеркального / ферритового сплава и диспрозия / ферритового сплава, а для производства добавляется определенная доля марганца. гигантская магнитострикция.
(3) Зеркальный элемент, используемый для измерения давления. Эксперименты показывают, что чувствительность зеркального элемента высока в калиброванном диапазоне давлений, что открывает новые пути применения зеркала для измерения давления.
(4) Пломбы на основе смол для полостей коренных зубов для замены широко использовавшейся в прошлом серебряной амальгамы.
(5) Японские учёные успешно завершили подготовку встроенного линейного волноводного лазера на бат-гранате, легированном зеркалом, что имеет большое значение для дальнейшего развития лазерной технологии. Кроме того, зеркало также используется для флуоресцентного порошкового активатора, радиокерамики, добавки элемента памяти электронного компьютера (магнитного пузырька), флюса стекловолокна и добавки оптического стекла и т. д.
15
Лютеций (Lu)
Порошок оксида лютеция (карта данных)
Кристалл силиката иттрия-лютеция (карта данных)
(1) сделать некоторые специальные сплавы. Например, алюминиевый сплав лютеция можно использовать для нейтронно-активационного анализа.
(2) Стабильные нуклиды лютеция играют каталитическую роль в крекинге, алкилировании, гидрировании и полимеризации нефти.
(3) Добавление иттриевого железа или иттрий-алюминиевого граната может улучшить некоторые свойства.
(4) Сырье для магнитно-пузырькового резервуара.
(5) Сложный функциональный кристалл, тетраборат алюминия, иттрия и неодима, легированный лютецием, относится к технической области выращивания кристаллов при охлаждении солевого раствора. Эксперименты показывают, что кристалл NYAB, легированный лютецием, превосходит кристалл NYAB по оптической однородности и лазерным характеристикам.
(6) Было обнаружено, что лютеций имеет потенциальное применение в электрохромном дисплее и низкоразмерных молекулярных полупроводниках. Кроме того, лютеций также используется в технологии энергетических аккумуляторов и в качестве активатора люминофора.
16
Иттрий (у)
Иттрий широко используется, алюмоиттриевый гранат можно использовать в качестве лазерного материала, железо-иттриевый гранат используется для микроволновых технологий и передачи акустической энергии, а ванадат иттрия, легированный европием, и оксид иттрия, легированный европием, используются в качестве люминофоров для цветных телевизоров. (карта данных)
(1) Добавки для стали и цветных сплавов. Сплав FeCr обычно содержит 0,5–4% иттрия, который может повысить стойкость к окислению и пластичность этих нержавеющих сталей; Комплексные свойства сплава MB26, очевидно, улучшаются за счет добавления надлежащего количества смешанных редкоземельных элементов с высоким содержанием иттрия, которые могут заменить некоторые алюминиевые сплавы средней прочности и использоваться в нагруженных компонентах самолетов. Добавление небольшого количества редкоземельных элементов, богатых иттрием, в сплав Al-Zr. Проводимость этого сплава можно улучшить; Этот сплав используется на большинстве проволочных заводов Китая. Добавление иттрия в медный сплав улучшает проводимость и механическую прочность.
(2) Керамический материал из нитрида кремния, содержащий 6% иттрия и 2% алюминия, можно использовать для разработки деталей двигателя.
(3) Лазерный луч Nd:Y:Al:Garnet мощностью 400 Вт используется для сверления, резки и сварки крупных деталей.
(4) Экран электронного микроскопа, состоящий из монокристалла граната Y-Al, имеет высокую яркость флуоресценции, низкое поглощение рассеянного света, хорошую устойчивость к высоким температурам и механическому износу.
(5) Конструкционный сплав с высоким содержанием иттрия, содержащий 90% иттрия, может использоваться в авиации и других местах, где требуется низкая плотность и высокая температура плавления.
(6) Высокотемпературный протонпроводящий материал SrZrO3, легированный иттрием, который в настоящее время привлекает большое внимание, имеет большое значение для производства топливных элементов, электролитических ячеек и газовых сенсоров, требующих высокой растворимости водорода. Кроме того, иттрий также используется в качестве высокотемпературного распыляемого материала, разбавителя топлива атомных реакторов, добавки к постоянным магнитным материалам и геттера в электронной промышленности.
17
Скандий (Sc)
Металлический скандий (карта данных)
По сравнению с иттрием и лантанидными элементами скандий имеет особенно малый ионный радиус и особенно слабую щелочность гидроксида. Поэтому при смешивании скандия и редкоземельных элементов первым при обработке аммиаком (или сильно разбавленной щелочью) выпадает в осадок скандий, поэтому его легко отделить от редкоземельных элементов методом «фракционного осаждения». Другой метод - использовать для разделения поляризационное разложение нитрата. Нитрат скандия разлагается легче всего, что позволяет достичь цели разделения.
Sc можно получить электролизом. ScCl3, KCl и LiCl совместно плавятся во время очистки скандия, а расплавленный цинк используется в качестве катода для электролиза, так что скандий осаждается на цинковом электроде, а затем цинк испаряется для получения скандия. Кроме того, скандий легко восстанавливается при переработке руды с получением урана, тория и элементов-лантанидов. Комплексное извлечение попутного скандия из вольфрамовой и оловянной руды также является одним из важных источников скандия.В соединении преимущественно находится в трехвалентном состоянии, которое легко окисляется на воздухе до Sc2O3, теряет металлический блеск и становится темно-серым.
Основные области применения скандия:
(1) Скандий может реагировать с горячей водой с выделением водорода, а также растворим в кислоте, поэтому является сильным восстановителем.
(2) Оксид и гидроксид скандия являются только щелочными, но их соляная зола практически не гидролизуется. Хлорид скандия представляет собой белые кристаллы, растворимые в воде и расплывающиеся на воздухе. (3) В металлургической промышленности скандий часто используется для изготовления сплавов (добавок к сплавам) для улучшения прочности, твердости, жаростойкости и эксплуатационных характеристик сплавов. Например, добавление небольшого количества скандия в расплавленный чугун позволяет значительно улучшить свойства чугуна, а добавление небольшого количества скандия к алюминию может улучшить его прочность и жаростойкость.
(4) В электронной промышленности скандий может использоваться в качестве различных полупроводниковых приборов. Например, применение сульфита скандия в полупроводниках привлекло внимание в стране и за рубежом, а феррит, содержащий скандий, также перспективен.магнитные сердечники компьютера.
(5) В химической промышленности соединение скандия используется в качестве агента дегидрирования и дегидратации спирта, который является эффективным катализатором производства этилена и хлора из отходов соляной кислоты.
(6) В стекольной промышленности возможно производство специальных стекол, содержащих скандий.
(7) В промышленности источников электрического света скандиевые и натриевые лампы, изготовленные из скандия и натрия, обладают преимуществами высокой эффективности и положительного цвета света.
(8) Скандий в природе существует в форме 45Sc. Кроме того, существует девять радиоактивных изотопов скандия, а именно 40~44Sc и 46~49Sc. Среди них 46Sc в качестве индикатора использовался в химической промышленности, металлургии и океанографии. В медицине за рубежом есть люди, которые изучают использование 46Sc для лечения рака.
Время публикации: 04 июля 2022 г.