AРаспространенная метафора заключается в том, что если нефть — это кровь промышленности, то редкоземельные металлы — это витамин промышленности.
Редкоземельные элементы (РЗЭ) — это аббревиатура группы металлов. Редкоземельные элементы (РЗЭ) открывались один за другим с конца XVIII века. Существует 17 видов РЗЭ, включая 15 лантаноидов в периодической таблице химических элементов — лантан (La), церий (Ce), празеодим (Pr), неодим (Nd), прометий (Pm) и т. д. В настоящее время они широко используются во многих областях, таких как электроника, нефтехимия и металлургия. Почти каждые 3–5 лет ученые могут открывать новые применения редкоземельных элементов, и каждое шестое изобретение неотделимо от редкоземельных элементов.
Китай богат редкоземельными минералами, занимая первое место в трех мирах: первое место по запасам ресурсов, на которые приходится около 23%; первое место по производству, на которое приходится 80–90% мировых редкоземельных товаров; первое место по объему продаж, при этом 60–70% редкоземельных продуктов экспортируется за рубеж. В то же время Китай является единственной страной, которая может поставлять все 17 видов редкоземельных металлов, особенно средние и тяжелые редкоземельные металлы с выдающимся военным применением. Доля Китая завидна.
Rземля является ценным стратегическим ресурсом, который известен как «промышленный глутамат натрия» и «мать новых материалов», и широко используется в передовой науке и 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 передового оборудования, новая энергетика и развивающиеся отрасли. Он также широко используется в электронике, нефтехимической промышленности, металлургии, машиностроении, новой энергетике, легкой промышленности, защите окружающей среды, сельском хозяйстве и т. д. .
Еще в 1983 году Япония ввела стратегическую систему резервирования редких минералов, и 83% отечественных редкоземельных металлов поступало из Китая.
Посмотрите на Соединенные Штаты еще раз, их запасы редкоземельных элементов уступают только Китаю, но их редкоземельные элементы — это все легкие редкоземельные элементы, которые делятся на тяжелые редкоземельные элементы и легкие редкоземельные элементы. Тяжелые редкоземельные элементы очень дороги, а легкие редкоземельные элементы нерентабельны для добычи, и люди в этой отрасли превратили их в поддельные редкоземельные элементы. 80% импорта редкоземельных элементов в США поступает из Китая.
Товарищ Дэн Сяопин однажды сказал: «На Ближнем Востоке есть нефть, а в Китае — редкоземельные металлы». Смысл его слов очевиден. Редкоземельные металлы — это не только необходимый «глутамат натрия» для 1/5 высокотехнологичной продукции в мире, но и мощный козырь 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 страны редкоземельных металлов.
Список применений 17 редкоземельных элементов
1 лантан используется в легированных материалах 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 вспомогательную энергию для сателлитов
Применение 6 самария в атомном энергетическом реакторе
7 европиевых линз для производства и жидкокристаллических дисплеев
Гадолиний 8 для медицинской магнитно-резонансной томографии
9 тербий используется в стабилизаторах крыла самолета
10 эрбий используется в лазерных дальномерах в военном деле
11 диспрозий используется как источник света для кино и печати
12 гольмий используется для изготовления оптических коммуникационных устройств.
13 тулий используется для клинической диагностики и лечения опухолей
14 добавка иттербия для элемента памяти компьютера
Применение 15-лютеция в технологии энергетических батарей
16 иттрий используется для изготовления проводов и компонентов самолетов
Скандий часто используется для изготовления сплавов.
Подробности следующие:
1
Лантан (LA)
Во время войны в Персидском заливе прибор ночного видения с редкоземельным элементом лантаном стал основным оружием американских танков. 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 получения многих органических химических продуктов. Ученые назвали лантан «суперкальцием» за его влияние 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 автомобильном стекле. Он может не только предотвращать ультрафиолетовые лучи, но и снижать температуру внутри автомобиля, чтобы экономить электроэнергию для кондиционирования воздуха. 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 Соединенных Штатах — более 1000 тонн.
(2) В настоящее время церий используется в катализаторе очистки выхлопных газов автомобилей, который может эффективно предотвратить выброс большого количества выхлопных газов автомобилей в воздух. Потребление церия в Соединенных Штатах составляет одну треть от общего потребления редкоземельных элементов.
(3) Сульфид церия может использоваться в пигментах вместо свинца, кадмия и других металлов, которые вредны для окружающей среды и человека. Его можно использовать для окрашивания пластмасс, покрытий, чернил и в бумажной промышленности. В настоящее время ведущей компанией является французская Rhone Planck.
(4) CE: Лазерная система LiSAF — это твердотельный лазер, разработанный в США. Он может использоваться для обнаружения биологического оружия и лекарств путем мониторинга концентрации триптофана. Церий широко используется во многих областях. Почти все редкоземельные применения содержат церий. Например, полировальный порошок, материалы для хранения водорода, термоэлектрические материалы, церий-вольфрамовые электроды, керамические конденсаторы, пьезоэлектрическая керамика, абразивы из карбида кремния церия, сырье для топливных элементов, бензиновые катализаторы, некоторые постоянные магнитные материалы, различные легированные стали и цветные металлы.
3
Празеодим (ПР)
Празеодим-неодимовый сплав
(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 с чистым и элегантным цветом.
(2) Он используется для производства постоянных магнитов. Использование дешевого металла празеодима и неодима вместо чистого металла неодима для изготовления материала постоянного магнита, его устойчивость к кислороду и механические свойства, очевидно, улучшаются, и его можно перерабатывать в магниты различных форм. Он широко используется в различных электронных устройствах и двигателях.
(3) Используется в каталитическом крекинге нефти. Активность, селективность и стабильность катализатора можно улучшить, добавив обогащенный празеодим и неодим в молекулярное сито Y-цеолита для приготовления катализатора крекинга нефти. В Китае его начали использовать в промышленных масштабах 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 обнаружить первым? Танк оснащен лазерным дальномером Nd:YAG, дальность действия которого составляет около 4000 метров при ясном дневном свете.（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 стал горячей точкой на рынке в течение многих лет из-за его уникального положения в области редкоземельных металлов. Крупнейшим потребителем металла неодима является материал постоянного магнита NdFeB. Появление постоянных магнитов NdFeB придало новую жизненную силу области высокотехнологичных 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, герметичность и коррозионную стойкость сплава. Широко используется в качестве аэрокосмических материалов. Кроме того, иттрий-алюминиевый гранат, легированный неодимом, производит коротковолновый лазерный луч, который широко используется в промышленности при сварке и резке тонких материалов толщиной менее 10 мм. В медицине лазер Nd:YAG используется для удаления хирургических операций или дезинфекции ран вместо скальпеля. Неодим также используется для окрашивания стекла и керамических материалов и в качестве добавки для резиновых изделий.
5
Троллий (Pm)
Тулий — искусственный радиоактивный элемент, вырабатываемый ядерными реакторами (карта данных)
(1) может использоваться как источник тепла. Обеспечивает вспомогательную энергию для обнаружения вакуума и искусственного спутника.
(2)Pm147 испускает низкоэнергетические β-лучи, которые могут быть использованы для изготовления цимбальных батарей. В качестве источника питания для приборов наведения ракет и часов. Этот вид батарей имеет небольшие размеры и может непрерывно использоваться в течение нескольких лет. Кроме того, прометий также используется в портативных рентгеновских приборах, для приготовления фосфора, измерения толщины и маяковых ламп.
6
Самарий (Sm)
Металл самарий (карта данных)
Sm светло-желтый, и это сырье для постоянного магнита Sm-Co, а магнит Sm-Co является самым ранним редкоземельным магнитом, используемым в промышленности. Существует два вида постоянных магнитов: система SmCo5 и система Sm2Co17. В начале 1970-х годов была изобретена система SmCo5, а система Sm2Co17 была изобретена в более поздний период. Теперь спрос на последнюю отдается приоритету. Чистота оксида самария, используемого в самариево-кобальтовом магните, не должна быть слишком высокой. Учитывая стоимость, в основном используется около 95% продукции. Кроме того, оксид самария также используется в керамических конденсаторах и катализаторах. Кроме того, самарий обладает ядерными свойствами, которые могут использоваться в качестве конструкционных материалов, экранирующих материалов и контрольных материалов для атомных энергетических реакторов, так что огромная энергия, вырабатываемая при ядерном делении, может использоваться безопасно.
7
Европий (Eu)
Порошок оксида европия (карта данных)
Оксид европия в основном используется для фосфора (карта данных)
В 1901 году Эжен-Антоль Демаркай открыл новый элемент из «самария», названный европием. Вероятно, он назван в честь слова Европа. Оксид европия в основном используется для флуоресцентного порошка. Eu3+ используется в качестве активатора красного фосфора, а Eu2+ используется в качестве синего фосфора. Теперь Y2O2S:Eu3+ является лучшим фосфором по светоотдаче, стабильности покрытия и стоимости переработки. Кроме того, он широко используется из-за совершенствования технологий, таких как улучшение светоотдачи и контрастности. Оксид европия также использовался в качестве стимулированного эмиссионного фосфора для новой рентгеновской медицинской диагностической системы в последние годы. Оксид европия также может использоваться для изготовления цветных линз и оптических фильтров, для магнитных пузырьковых запоминающих устройств, 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-томографии человеческого тела при лечении.
(2) Его оксид серы может быть использован в качестве матричной сетки осциллографической трубки и рентгеновского экрана с особой яркостью.
(3) Гадолиний в гадолиниевом галлиевом гранате является идеальным субстратом для пузырьковой памяти.
(4) Его можно использовать в качестве твердой магнитной охлаждающей среды без ограничений цикла Камота.
(5) Он используется в качестве ингибитора для контроля уровня цепной реакции на атомных электростанциях с целью обеспечения безопасности ядерных реакций.
(6) Используется в качестве добавки к самариево-кобальтовому магниту, чтобы гарантировать, что его эксплуатационные характеристики не изменятся в зависимости от температуры.
9
Тербий (Tb)
Порошок оксида тербия (карта данных)
Применение тербия в основном касается сферы высоких технологий, которая представляет собой передовой проект с интенсивными технологиями и знаниями, а также проект с выдающимися 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 церий-магниево-алюминатная матрица, которые все излучают зеленый свет в возбужденном состоянии.
(2) Магнитооптические материалы для хранения информации. В последние годы тербиевые магнитооптические материалы достигли масштабов массового производства. Магнитооптические диски из аморфных пленок Tb-Fe используются в качестве элементов хранения информации в компьютерах, а емкость хранения увеличивается в 10~15 раз.
(3) Магнитооптическое стекло, содержащее тербий вращающееся стекло Фарадея, является ключевым материалом для изготовления ротаторов, изоляторов и аннуляторов, которые широко используются в лазерной технике. В частности, разработка терфенола открыла новое применение терфенола, который является новым материалом, открытым в 1970-х годах. Половина этого сплава состоит из тербия и диспрозия, иногда с гольмием, а остальное - железо. Сплав был впервые разработан лабораторией Эймса в Айове, США. Когда терфенол помещают в магнитное поле, его размер изменяется 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 жидкостным клапаном, микропозиционирования до механических приводов, механизмов и регуляторов крыльев для космических телескопов самолетов.
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 был невелик, но с ростом спроса на магниты NdFeB он стал необходимым элементом добавки, а его содержание должно быть около 95~99,9%, и спрос также быстро рос.
(2) Диспрозий используется в качестве активатора фосфора. Трехвалентный диспрозий является перспективным активирующим ионом трехцветных люминесцентных материалов с одним люминесцентным центром. Он в основном состоит из двух полос излучения, одна из которых является желтым свечением, другая - синим свечением. Люминесцентные материалы, легированные диспрозием, могут использоваться в качестве трехцветных люминофоров.
(3) Диспрозий является необходимым металлическим сырьем для приготовления сплава терфенола в магнитострикционном сплаве, который может реализовать некоторые точные действия механического движения. (4) Металлический диспрозий может быть использован в качестве магнитооптического запоминающего материала с высокой скоростью записи и чувствительностью считывания.
(5) При изготовлении диспрозиевых ламп рабочим веществом, используемым в диспрозиевых лампах, является иодид диспрозия, который обладает такими преимуществами, как высокая яркость, хороший цвет, высокая цветовая температура, небольшой размер, стабильная дуга и т. д., и используется 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 может быть использован в качестве магнитного рабочего вещества для магнитного охлаждения. С развитием науки и техники области применения диспрозия будут постоянно расширяться и углубляться.
11
Гольмий (Ho)
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 Baotou Steel внедрил технологию очистки дистилляцией при высокой температуре и высоком вакууме и разработал металл высокой чистоты Qin Ho/>RE>99,9% с низким содержанием нередкоземельных примесей.
В настоящее время основными сферами применения замков являются:
(1) Как добавка металлогалогенной лампы, металлогалогенная лампа является разновидностью газоразрядной лампы, которая разработана на основе ртутной лампы высокого давления, и ее особенностью является то, что колба заполнена различными галогенидами редкоземельных металлов. В настоящее время в основном используются иодиды редкоземельных металлов, которые излучают различные спектральные линии при газовых разрядах. Рабочим веществом, используемым в железной лампе, является циниодид, в зоне дуги можно получить более высокую концентрацию атомов металла, тем самым значительно повышая эффективность излучения.
(2) Железо может быть использовано в качестве добавки для записи железа или миллиарда алюминиевых гранатов.
(3) Алюминиевый гранат, легированный хин (Ho: YAG), может излучать 2 мкм лазер, а скорость поглощения 2 мкм лазера тканями человека высока, почти на три порядка выше, чем у Hd: YAG. Поэтому при использовании Ho: YAG лазера для медицинских операций он может не только повысить эффективность и точность операции, но и уменьшить область термического повреждения до меньших размеров. Свободный луч, генерируемый запирающим кристаллом, может устранять жир, не генерируя избыточного тепла. Чтобы уменьшить термическое повреждение здоровых тканей, сообщается, что лечение глаукомы w-лазером в Соединенных Штатах может уменьшить боль от операции. Уровень 2 мкм лазерного кристалла в Китае достиг международного уровня, поэтому необходимо разработать и произвести этот вид лазерного кристалла.
(4) Небольшое количество Cr также может быть добавлено в магнитострикционный сплав Терфенол-Д для уменьшения внешнего поля, необходимого для намагничивания насыщения.
(5) Кроме того, легированное железом волокно может быть использовано для изготовления волоконного лазера, волоконно-оптического усилителя, волоконно-оптического датчика и других оптических коммуникационных устройств, которые будут играть более важную роль в современной скоростной 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 на самой низкой потере оптического волокна в оптоволоконной связи. После возбуждения светом 980 нм и 1480 нм ион-приманка (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 1550 нм. Кварцевое волокно может передавать свет с различной длиной волны, однако, оптическая скорость затухания в диапазоне 1550 нм является самой низкой (0,15 дБ/км), что почти является нижней предельной скоростью затухания. Поэтому оптические потери оптоволоконной связи являются минимальными, когда она используется в качестве сигнального света на 1550 нм. Таким образом, если соответствующая концентрация приманки смешана в соответствующую матрицу, усилитель может компенсировать потери в системе связи в соответствии с лазерным принципом, поэтому в телекоммуникационной сети, которой необходимо усиливать оптический сигнал 1550 нм, усилитель на основе легированного приманкой волокна является необходимым оптическим устройством. В настоящее время усилитель на основе легированного приманкой кварцевого волокна был коммерциализирован. Сообщается, что для того, чтобы избежать бесполезного поглощения, легированное количество в оптоволокне составляет от десятков до сотен частей на миллион. Быстрое развитие оптоволоконной связи откроет новые области применения.
(2) (2) Кроме того, приманка легированного лазерного кристалла и его выходной лазер 1730 нм и лазер 1550 нм безопасны для человеческих глаз, хорошие атмосферные характеристики пропускания, сильная проникающая способность для дыма поля боя, хорошая безопасность, нелегко быть обнаруженным противником, и контраст излучения военных целей большой. Он был сделан в портативный лазерный дальномер, который безопасен для человеческих глаз при военном использовании.
(3) (3) Er3+ можно добавлять в стекло для получения лазерного материала на основе редкоземельного стекла, который является твердым лазерным материалом с самой большой выходной энергией импульса и самой высокой выходной мощностью.
(4) Er3+ также может использоваться в качестве активного иона в редкоземельных лазерных материалах для ап-конверсионных лазеров.
(5) (5) Кроме того, приманку можно использовать для обесцвечивания и окрашивания стеклянных и хрустальных изделий.
13
Тулий (ТМ)
После облучения в ядерном реакторе тулий производит изотоп, способный испускать рентгеновские лучи, которые можно использовать в качестве портативного источника рентгеновского излучения.（Карта данных)
(1)TM используется как источник лучей портативного рентгеновского аппарата. После облучения в ядерном реакторе,TMпроизводит своего рода изотоп, который может испускать рентгеновские лучи, которые могут быть использованы для создания портативного облучателя крови. Этот вид радиометра может превратить yu-169 вTM-170 под действием высокого и среднего пучка, и излучают рентгеновские лучи для облучения крови и уменьшения белых кровяных клеток. Именно эти белые кровяные клетки вызывают отторжение трансплантированных органов, чтобы уменьшить раннее отторжение органов.
(2) (2)TMможет также 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) Сенсибилизатор рентгеновского излучения Laobr: br (синий) используется в качестве активатора в люминофоре экрана сенсибилизации рентгеновского излучения для повышения оптической чувствительности, тем самым снижая воздействие и вред рентгеновского излучения для человека. Доза облучения составляет 50%, что имеет важное практическое значение в медицинском применении.
(4) (4) Металлогалогенная лампа может использоваться в качестве добавки к новому источнику освещения.
(5) (5) Tm3+ можно добавлять в стекло для получения лазерного материала на основе редкоземельного стекла, который является твердотельным лазерным материалом с самым большим выходным импульсом и самой высокой выходной мощностью. Tm3+ также можно использовать в качестве активирующего иона редкоземельных лазерных материалов для ап-конверсионных лазеров.
14
Иттербий (Yb)
Металлический иттербий (карта данных)
(1) В качестве материала для теплозащитного покрытия. Результаты показывают, что зеркало может, очевидно, улучшить коррозионную стойкость электроосажденного цинкового покрытия, а размер зерна покрытия с зеркалом меньше, чем у покрытия без зеркала.
(2) Как магнитострикционный материал. Этот материал обладает характеристиками гигантской магнитострикции, то есть расширения в магнитном поле. Сплав в основном состоит из зеркального/ферритового сплава и сплава диспрозия/феррита, а также для создания гигантской магнитострикции добавляется определенная доля марганца.
(3) Зеркальный элемент, используемый для измерения давления. Эксперименты показывают, что чувствительность зеркального элемента высока в калиброванном диапазоне давлений, что открывает новый путь применения зеркала в измерении давления.
(4) Пломбы на основе смолы для полостей коренных зубов, заменяющие серебряную амальгаму, широко применявшуюся в прошлом.
(5) Японские ученые успешно завершили подготовку лазера с лазерным волноводом на основе ванадиевого граната, легированного зеркалом, что имеет большое значение для дальнейшего развития лазерной техники. Кроме того, зеркало также используется для активатора флуоресцентного порошка, радиокерамики, добавки к элементам памяти электронного компьютера (магнитный пузырь), флюса для стекловолокна и 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, сплав лютеция и алюминия может быть использован для нейтронно-активационного анализа.
(2) Стабильные нуклиды лютеция играют каталитическую роль в крекинге нефти, алкилировании, гидрировании и полимеризации.
(3) Добавление иттриевого железа или иттрий-алюминиевого граната может улучшить некоторые свойства.
(4) Сырье для магнитно-пузырькового резервуара.
(5) Композитный функциональный кристалл, тетраборат алюминия-иттрия-неодима, легированный лютецием, относится к технической области выращивания кристаллов с охлаждением в солевом растворе. Эксперименты показывают, что кристалл NYAB, легированный лютецием, превосходит кристалл NYAB по оптической однородности и лазерным характеристикам.
(6) Было обнаружено, что лютеций имеет потенциальные применения в электрохромных дисплеях и низкоразмерных молекулярных полупроводниках. Кроме того, лютеций также используется в технологии энергетических батарей и активаторе фосфора.
16
Иттрий (y)
Иттрий широко используется, иттрий-алюминиевый гранат может использоваться в качестве лазерного материала, иттрий-железный гранат используется в микроволновой технологии и для передачи акустической энергии, а легированный европием ванадат иттрия и легированный европием оксид иттрия используются в качестве люминофоров для цветных телевизоров. (карта данных)
(1) Добавки для стали и цветных сплавов. Сплав FeCr обычно содержит 0,5-4% иттрия, что может повысить стойкость к окислению и пластичность этих нержавеющих сталей; Комплексные свойства сплава MB26, очевидно, улучшаются за счет добавления надлежащего количества смешанной редкоземельной стали с высоким содержанием иттрия, которая может заменить некоторые среднепрочные алюминиевые сплавы и использоваться в напряженных компонентах самолетов. Добавление небольшого количества редкоземельной стали с высоким содержанием иттрия в сплав Al-Zr может улучшить проводимость этого сплава; Сплав был принят большинством заводов по производству проволоки в Китае. Добавление иттрия в медный сплав улучшает проводимость и механическую прочность.
(2) Керамический материал на основе нитрида кремния, содержащий 6% иттрия и 2% алюминия, может использоваться для разработки деталей двигателя.
(3) Луч лазера на гранате Nd:Y:Al: мощностью 400 Вт используется для сверления, резки и сварки крупных деталей.
(4) Экран электронного микроскопа, изготовленный из монокристалла граната Y-Al, обладает высокой яркостью флуоресценции, низким поглощением рассеянного света, а также хорошей устойчивостью к высоким температурам и механическим износом.
(5) Высокоиттриевый конструкционный сплав, содержащий 90% иттрия, может использоваться в авиации и других областях, где требуются низкая плотность и высокая температура плавления.
(6) Легированный иттрием высокотемпературный протонпроводящий материал SrZrO3, который в настоящее время привлекает большое внимание, имеет большое значение для производства топливных элементов, электролитических ячеек и газовых датчиков, требующих высокой растворимости водорода. Кроме того, иттрий также используется в качестве высокотемпературного распыляемого материала, разбавителя для топлива атомных реакторов, добавки для постоянных магнитных материалов и геттера в электронной промышленности.
17
Скандий (Sc)
Металлический скандий (карта данных)
По сравнению с иттрием и лантаноидными элементами скандий имеет особенно малый ионный радиус и особенно слабую щелочность гидроксида. Поэтому при смешивании скандия и редкоземельных элементов скандий будет осаждаться первым при обработке аммиаком (или чрезвычайно разбавленной щелочью), поэтому его можно легко отделить от редкоземельных элементов методом «фракционного осаждения». Другой метод заключается в использовании поляризационного разложения нитрата для разделения. Нитрат скандия разлагается легче всего, тем самым достигая 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 извлекается при переработке руды для получения урана, тория и лантаноидов. Комплексное извлечение сопутствующего скандия из вольфрамовой и оловянной руды также является одним из важных источников скандия.Скандий является мпреимущественно в трехвалентном состоянии в соединении, которое на воздухе легко окисляется 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 растворяется в кислоте, поэтому он является сильным восстановителем.
(2) Оксид и гидроксид скандия являются только щелочными, но его солевая зола с трудом поддается гидролизу. Хлорид скандия — 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 расплавленное железо может значительно улучшить свойства чугуна, а добавление небольшого количества скандия в алюминий 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 является перспективным вкомпьютерные магнитные сердечники.
(5) В химической промышленности соединение скандия используется в качестве агента дегидрирования и дегидратации спиртов, который является эффективным катализатором производства этилена и хлора из отработанной соляной кислоты.
(6) В стекольной промышленности могут изготавливаться специальные стекла, содержащие скандий.
(7) В электросветодиодной промышленности скандиевые и натриевые лампы, изготовленные из скандия и натрия, обладают такими преимуществами, как высокая эффективность и положительная цветность света.
(8) В природе скандий существует в форме 45Sc. Кроме того, существует девять радиоактивных изотопов скандия, а именно 40~44Sc и 46~49Sc. Среди них 46Sc, как трассер, использовался в химической промышленности, металлургии и океанографии. В медицине за рубежом есть люди, которые изучают использование 46Sc для лечения рака.
Время публикации: 04-07-2022