AEn almindelig metafor er, at hvis olie er industriens blod, så er sjældne jordarter industriens vitamin.
Sjældne jordarter er en forkortelse for en gruppe metaller. Sjældne jordarter, REE, er blevet opdaget en efter en siden slutningen af det 18. århundrede. Der findes 17 slags REE, herunder 15 lanthanider i det periodiske system - lanthan (La), cerium (Ce), praseodym (Pr), neodym (Nd), promethium (Pm) osv. I øjeblikket er det blevet meget anvendt inden for mange områder såsom elektronik, petrokemikalier og metallurgi. Næsten hvert 3.-5. år kan forskere opdage nye anvendelser af sjældne jordarter, og en ud af hver sjette opfindelse kan ikke adskilles fra sjældne jordarter.
Kina er rigt på sjældne jordarters mineraler og rangerer først i tre verdener: først i ressourcereserver, der tegner sig for omkring 23%; produktionen er den første, der tegner sig for 80% til 90% af verdens sjældne jordarters råvarer; salgsvolumen er den første, med 60% til 70% af sjældne jordarters produkter eksporteret til udlandet. Samtidig er Kina det eneste land, der kan levere alle 17 typer sjældne jordarters metaller, især mellemtunge og tunge sjældne jordarter med enestående militær anvendelse. Kinas andel er misundelsesværdig.
RJorden er en værdifuld strategisk ressource, kendt som "industriel mononatriumglutamat" og "moder til nye materialer", og den anvendes i vid udstrækning inden for banebrydende videnskab og teknologi samt militærindustrien. Ifølge Ministeriet for Industri og Informationsteknologi er funktionelle materialer som permanente magneter til sjældne jordarter, luminescens, brintlagring og katalyse blevet uundværlige råmaterialer for højteknologiske industrier såsom avanceret udstyrsproduktion, ny energi og nye industrier. Det anvendes også i vid udstrækning inden for elektronik, petrokemisk industri, metallurgi, maskiner, ny energi, let industri, miljøbeskyttelse, landbrug og så videre.
Allerede i 1983 indførte Japan et strategisk reservesystem for sjældne mineraler, og 83% af landets indenlandske sjældne jordarter kom fra Kina.
Se på USA igen. Dens reserver af sjældne jordarter er kun overgået af Kina, men dens sjældne jordarter er alle lette sjældne jordarter, som er opdelt i tunge sjældne jordarter og lette sjældne jordarter. Tunge sjældne jordarter er meget dyre, og lette sjældne jordarter er uøkonomiske at udvinde, hvilket er blevet forvandlet til falske sjældne jordarter af folk i branchen. 80% af den amerikanske import af sjældne jordarter kommer fra Kina.
Kammerat Deng Xiaoping sagde engang: "Der er olie i Mellemøsten og sjældne jordarter i Kina." Implikationen af hans ord er selvindlysende. Sjældne jordarter er ikke kun den nødvendige "MSG" til 1/5 af verdens højteknologiske produkter, men også en stærk forhandlingschip for Kina ved det globale forhandlingsbord i fremtiden. Beskyt og udnyt sjældne jordartsressourcer videnskabeligt. Det er blevet en national strategi, som mange mennesker med høje idealer har opfordret til i de senere år for at forhindre, at dyrebare sjældne jordartsressourcer blindt sælges og eksporteres til vestlige lande. I 1992 erklærede Deng Xiaoping klart Kinas status som et stort sjælden jordartsland.
Liste over anvendelser af 17 sjældne jordarter
1 lanthan anvendes i legeringsmaterialer og landbrugsfilm
Cerium bruges i vid udstrækning i bilglas
3 praseodym anvendes i vid udstrækning i keramiske pigmenter
Neodym er meget udbredt i materialer til luftfart
5 bækkener leverer ekstra energi til satellitter
Anvendelse af 6 Samarium i atomenergireaktor
7 europium-produktionslinser og flydende krystaldisplays
Gadolinium 8 til medicinsk magnetisk resonansbilleddannelse
9 terbium bruges i vingeregulatorer til fly
10 erbium bruges i laserafstandsmålere i militære anliggender
11 dysprosium bruges som lyskilde til film og trykning
12 holmium bruges til at fremstille optiske kommunikationsenheder
13 thulium bruges til klinisk diagnose og behandling af tumorer
14 ytterbiumtilsætningsstof til computerhukommelseselement
Anvendelse af 15 lutetium i energibatteriteknologi
16 yttrium producerer ledninger og flykraftkomponenter
Scandium bruges ofte til at lave legeringer
Detaljerne er som følger:
1
Lanthan (LA)
I Golfkrigen blev nattesynsudstyr med det sjældne jordelement lanthan den overvældende kilde til amerikanske kampvogne. Ovenstående billede viser lanthankloridpulver.(Datakort)
Lanthanum anvendes i vid udstrækning i piezoelektriske materialer, elektrotermiske materialer, termoelektriske materialer, magnetoresistive materialer, luminescerende materialer (blåt pulver), hydrogenlagringsmaterialer, optisk glas, lasermaterialer, forskellige legeringsmaterialer osv. Lanthanum anvendes også i katalysatorer til fremstilling af mange organiske kemiske produkter. Forskere har kaldt lanthanum "superkalcium" på grund af dets effekt på afgrøder.
2
Cerium (CE)
Cerium kan bruges som katalysator, lysbueelektrode og specialglas. Ceriumlegering er modstandsdygtig over for høj varme og kan bruges til at fremstille jetfremdriftsdele.(Datakort)
(1) Cerium, som et glastilsætningsstof, kan absorbere ultraviolette og infrarøde stråler og er blevet brugt i vid udstrækning i bilglas. Det kan ikke kun forhindre ultraviolette stråler, men også reducere temperaturen inde i bilen for at spare strøm til aircondition. Siden 1997 er ceria blevet tilsat til alt bilglas i Japan. I 1996 blev mindst 2000 tons ceria brugt i bilglas og mere end 1000 tons i USA.
(2) I øjeblikket anvendes cerium i katalysatorer til rensning af biludstødning, hvilket effektivt kan forhindre, at en stor mængde biludstødningsgas udledes i luften. Forbruget af cerium i USA tegner sig for en tredjedel af det samlede forbrug af sjældne jordarter.
(3) Ceriumsulfid kan bruges i pigmenter i stedet for bly, cadmium og andre metaller, der er skadelige for miljøet og mennesker. Det kan bruges til at farve plastik-, belægnings-, blæk- og papirindustrien. I øjeblikket er den førende virksomhed franske Rhône Planck.
(4) CE: LiSAF-lasersystemet er en faststoflaser udviklet af USA. Den kan bruges til at detektere biologiske våben og medicin ved at overvåge tryptofankoncentrationen. Cerium anvendes i vid udstrækning inden for mange områder. Næsten alle sjældne jordartsapplikationer indeholder cerium. Såsom poleringspulver, brintlagringsmaterialer, termoelektriske materialer, cerium-wolframelektroder, keramiske kondensatorer, piezoelektrisk keramik, cerium-siliciumcarbid-slibemidler, brændselscelle-råmaterialer, benzinkatalysatorer, nogle permanente magnetiske materialer, forskellige legeringsstål og ikke-jernholdige metaller.
3
Praseodym (PR)
Praseodym neodym legering
(1) Praseodym anvendes i vid udstrækning i bygningskeramik og keramik til daglig brug. Det kan blandes med keramisk glasur for at lave farvet glasur og kan også bruges som underglasurpigment. Pigmentet er lysegult med en ren og elegant farve.
(2) Det bruges til at fremstille permanente magneter. Ved at bruge billigt praseodym og neodymmetal i stedet for rent neodymmetal til at fremstille permanentmagnetmateriale, forbedres dets iltmodstand og mekaniske egenskaber markant, og det kan forarbejdes til magneter i forskellige former. Det bruges i vid udstrækning i forskellige elektroniske enheder og motorer.
(3) Anvendes i katalytisk krakning af petroleum. Katalysatorens aktivitet, selektivitet og stabilitet kan forbedres ved at tilsætte beriget praseodym og neodym til Y-zeolitmolekylsigte for at fremstille en katalysator for krakning af petroleum. Kina begyndte at anvende den industrielt i 1970'erne, og forbruget er stigende.
(4) Praseodym kan også bruges til slibende polering. Derudover er praseodym meget anvendt inden for optisk fiber.
4
Neodym (nd)
Hvorfor kan M1-tanken findes først? Tanken er udstyret med en Nd:YAG-laserafstandsmåler, som kan nå en rækkevidde på næsten 4000 meter i klart dagslys.(Datakort)
Med praseodyms fødsel opstod neodym. Neodyms ankomst aktiverede feltet for sjældne jordarter, spillede en vigtig rolle i feltet for sjældne jordarter og påvirkede markedet for sjældne jordarter.
Neodym har i mange år været et hotspot på markedet på grund af sin unikke position inden for sjældne jordarter. Den største bruger af neodymmetal er NdFeB permanentmagnetmateriale. Fremkomsten af NdFeB permanentmagneter har tilført ny vitalitet til højteknologiske områder for sjældne jordarter. NdFeB-magneten kaldes "kongen af permanentmagneter" på grund af dens høje magnetiske energiprodukt. Den er meget udbredt i elektronik, maskiner og andre industrier for sin fremragende ydeevne. Den succesfulde udvikling af Alpha Magnetic Spectrometer indikerer, at de magnetiske egenskaber ved NdFeB-magneter i Kina har nået verdensklasseniveau. Neodym bruges også i ikke-jernholdige materialer. Tilsætning af 1,5-2,5% neodym til magnesium- eller aluminiumlegering kan forbedre legeringens ydeevne ved høje temperaturer, lufttæthed og korrosionsbestandighed. Den er meget udbredt som luftfartsmaterialer. Derudover producerer neodym-doteret yttriumaluminiumgranat en kortbølget laserstråle, som er meget udbredt i industrien til svejsning og skæring af tynde materialer med en tykkelse på under 10 mm. I medicinsk behandling bruges Nd:YAG-laser til at fjerne kirurgiske sår eller desinficere dem i stedet for skalpel. Neodym bruges også til farvning af glas og keramiske materialer og som tilsætningsstof til gummiprodukter.
5
Trollium (Pm)
Thulium er et kunstigt radioaktivt grundstof produceret af atomreaktorer (datakort)
(1) kan bruges som varmekilde. Leverer hjælpeenergi til vakuumdetektion og kunstig satellit.
(2) Pm147 udsender lavenergiske β-stråler, som kan bruges til at fremstille bækkenbatterier. Som strømforsyning til missilstyringsinstrumenter og ure. Denne type batteri er lille i størrelse og kan bruges kontinuerligt i flere år. Derudover bruges promethium også i bærbare røntgeninstrumenter, fremstilling af fosfor, tykkelsesmåling og beaconlamper.
6
Samarium (Sm)
Metal samarium (datakort)
Sm er lysegult og er råmaterialet til Sm-Co permanentmagneter, og Sm-Co-magneter er den tidligste sjældne jordartsmagnet, der blev brugt i industrien. Der findes to typer permanentmagneter: SmCo5-systemet og Sm2Co17-systemet. SmCo5-systemet blev opfundet i begyndelsen af 1970'erne, og Sm2Co17-systemet blev opfundet i en senere periode. Nu prioriteres efterspørgslen efter sidstnævnte. Renheden af samariumoxid, der anvendes i samariumkoboltmagneter, behøver ikke at være for høj. I betragtning af omkostningerne bruges der primært omkring 95% af produkterne. Derudover bruges samariumoxid også i keramiske kondensatorer og katalysatorer. Derudover har samarium nukleare egenskaber, der kan bruges som strukturmaterialer, afskærmningsmaterialer og kontrolmaterialer til atomenergireaktorer, så den enorme energi, der genereres ved nuklear fission, kan udnyttes sikkert.
7
Europium (Eu)
Europiumoxidpulver (datakort)
Europiumoxid bruges mest til fosfor (datakort)
I 1901 opdagede Eugene-Antole Demarcay et nyt grundstof fra "samarium" ved navn europium. Dette er sandsynligvis opkaldt efter ordet "Europe". Europiumoxid bruges mest til fluorescerende pulver. Eu3+ bruges som aktivator af rød fosfor, og Eu2+ bruges som blå fosfor. Nu er Y2O2S:Eu3+ det bedste fosfor med hensyn til lyseffektivitet, belægningsstabilitet og genbrugsomkostninger. Derudover er det blevet meget brugt på grund af forbedringer af teknologier såsom forbedring af lyseffektivitet og kontrast. Europiumoxid er også blevet brugt som stimuleret emissionsfosfor til nye medicinske røntgendiagnosesystemer i de senere år. Europiumoxid kan også bruges til fremstilling af farvede linser og optiske filtre, til magnetiske boblelagringsenheder. Det kan også vise sine talenter i kontrolmaterialer, afskærmningsmaterialer og strukturmaterialer til atomreaktorer.
8
Gadolinium (Gd)
Gadolinium og dets isotoper er de mest effektive neutronabsorbenter og kan bruges som inhibitorer af atomreaktorer. (datakort)
(1) Dets vandopløselige paramagnetiske kompleks kan forbedre NMR-billeddannelsessignalet fra menneskekroppen i medicinsk behandling.
(2) Dets svovloxid kan bruges som matrixgitter i oscilloskoprør og røntgenskærm med særlig lysstyrke.
(3) Gadolinium i Gadolinium Gallium Garnet er et ideelt enkeltsubstrat til boblehukommelse.
(4) Det kan bruges som fast magnetisk kølemedium uden Camot-cyklusbegrænsning.
(5) Det bruges som en hæmmer til at kontrollere kædereaktionsniveauet i atomkraftværker for at sikre sikkerheden ved nukleare reaktioner.
(6) Det bruges som et tilsætningsstof til samariumkoboltmagneten for at sikre, at ydeevnen ikke ændrer sig med temperaturen.
9
Terbium (Tb)
Terbiumoxidpulver (datakort)
Anvendelsen af terbium omfatter primært det højteknologiske område, som er et banebrydende projekt med teknologi- og videnintensivt behov, samt et projekt med bemærkelsesværdige økonomiske fordele og attraktive udviklingsmuligheder.
(1) Fosforer anvendes som aktivatorer af grønt pulver i trefarvede fosforer, såsom terbiumaktiveret fosfatmatrix, terbiumaktiveret silikatmatrix og terbiumaktiveret cerium-magnesiumaluminatmatrix, som alle udsender grønt lys i den exciterede tilstand.
(2) Magneto-optiske lagringsmaterialer. I de senere år har magneto-optiske terbiummaterialer nået masseproduktionsskalaen. Magneto-optiske skiver lavet af amorfe Tb-Fe-film anvendes som computerlagringselementer, og lagerkapaciteten er øget med 10~15 gange.
(3) Magneto-optisk glas, terbiumholdigt Faraday-rotationsglas, er nøglematerialet til fremstilling af rotatorer, isolatorer og annulatorer, der er meget udbredt inden for laserteknologi. Især udviklingen af TerFenol har åbnet op for en ny anvendelse af Terfenol, et nyt materiale, der blev opdaget i 1970'erne. Halvdelen af denne legering består af terbium og dysprosium, nogle gange med holmium, og resten er jern. Legeringen blev først udviklet af Ames Laboratory i Iowa, USA. Når terfenol placeres i et magnetfelt, ændrer dets størrelse sig mere end almindelige magnetiske materialers, hvilket kan muliggøre nogle præcise mekaniske bevægelser. Terbiumdysprosiumjern blev i starten primært brugt i sonar og har i dag været meget anvendt på mange områder. Fra brændstofindsprøjtningssystemer, væskeventilstyring, mikropositionering til mekaniske aktuatorer, mekanismer og vingeregulatorer til rumteleskoper i fly.
10
Dy (Dy)
Metaldysprosium (datakort)
(1) Som et additiv til NdFeB permanentmagneter kan tilsætning af ca. 2~3% dysprosium til denne magnet forbedre dens koercitivkraft. Tidligere var efterspørgslen efter dysprosium ikke stor, men med den stigende efterspørgsel efter NdFeB-magneter er det blevet et nødvendigt additivt element, og kvaliteten skal være omkring 95~99,9%, og efterspørgslen steg også hurtigt.
(2) Dysprosium anvendes som aktivator af fosfor. Trivalent dysprosium er en lovende aktiverende ion i trefarvede luminescerende materialer med et enkelt luminescerende center. Den består hovedsageligt af to emissionsbånd, det ene er gul lysudsendelse og det andet blå lysudsendelse. De luminescerende materialer doteret med dysprosium kan anvendes som trefarvede fosforer.
(3) Dysprosium er et nødvendigt metalråmateriale til fremstilling af terfenollegeringer i magnetostriktive legeringer, som kan udføre præcise mekaniske bevægelser. (4) Dysprosiummetal kan bruges som magneto-optisk lagringsmateriale med høj optagehastighed og læsefølsomhed.
(5) Dysprosiumiodid, der anvendes i fremstillingen af dysprosiumlamper, har fordelene ved høj lysstyrke, god farve, høj farvetemperatur, lille størrelse, stabil lysbue osv., og er blevet brugt som lyskilde til film og trykning.
(6) Dysprosium bruges til at måle neutronenergispektrum eller som neutronabsorber i atomenergiindustrien på grund af dets store tværsnitsareal for neutronindfangning.
(7) Dy3Al5O12 kan også bruges som magnetisk arbejdsstof til magnetisk køling. Med udviklingen af videnskab og teknologi vil dysprosiums anvendelsesområder løbende blive udvidet og udvidet.
11
Holmium (Ho)
Ho-Fe-legering (datakort)
På nuværende tidspunkt skal anvendelsesområdet for jern udvikles yderligere, og forbruget er ikke særlig stort. For nylig har Rare Earth Research Institute of Baotou Steel indført rensningsteknologi til højtemperatur- og højvakuumdestillation og udviklet et højrent metal Qin Ho/>RE> 99,9% med lavt indhold af urenheder, der ikke er sjældne jordarter.
I øjeblikket er de primære anvendelser af låse:
(1) Som et tilsætningsstof til metalhalogenlamper er en metalhalogenlampe en slags gasudladningslampe, der er udviklet på basis af højtrykskviksølvlamper, og dens karakteristiske karakter er, at pæren er fyldt med forskellige sjældne jordartshalogenider. I øjeblikket anvendes hovedsageligt sjældne jordartsiodider, som udsender forskellige spektrallinjer, når de udledes gas. Det anvendte arbejdsstof i jernlampen er qiniodid. Der kan opnås en højere koncentration af metalatomer i lysbuezonen, hvilket forbedrer strålingseffektiviteten betydeligt.
(2) Jern kan bruges som tilsætningsstof til optagelse af jern eller milliardaluminiumgranat
(3) Khin-doteret aluminiumgranat (Ho:YAG) kan udsende 2um laser, og absorptionshastigheden for 2um laser i menneskeligt væv er høj, næsten tre størrelsesordener højere end for Hd:YAG. Derfor kan brugen af Ho:YAG laser til medicinske operationer ikke kun forbedre driftseffektiviteten og nøjagtigheden, men også reducere det termiske skadeområde. Den frie stråle, der genereres af låsekrystallen, kan fjerne fedt uden at generere overdreven varme. For at reducere termisk skade på sundt væv er det rapporteret, at w-laserbehandling af glaukom i USA kan reducere smerten ved operationer. Niveauet for 2um laserkrystal i Kina har nået et internationalt niveau, så det er nødvendigt at udvikle og producere denne type laserkrystal.
(4) En lille mængde Cr kan også tilsættes den magnetostriktive legering Terfenol-D for at reducere det eksterne felt, der kræves til mætningsmagnetisering.
(5) Derudover kan jerndoteret fiber bruges til at fremstille fiberlasere, fiberforstærkere, fibersensorer og andre optiske kommunikationsenheder, som vil spille en vigtigere rolle i nutidens hurtige optiske fiberkommunikation.
12
Erbium (ER)
Erbiumoxidpulver (informationsskema)
(1) Lysudsendelsen af Er3+ ved 1550 nm er af særlig betydning, fordi denne bølgelængde er placeret ved det laveste tab af optisk fiber i optisk fiberkommunikation. Efter at være blevet exciteret af 980 nm og 1480 nm lys, overgår bait-ionen (Er3+) fra grundtilstanden 4115/2 til højenergitilstanden 4I13/2. Når Er3+ i højenergitilstanden overgår tilbage til grundtilstanden, udsender den 1550 nm lys. Kvartsfiber kan transmittere lys med forskellige bølgelængder. Den optiske dæmpningshastighed i 1550 nm-båndet er dog den laveste (0,15 dB/km), hvilket næsten er den nedre dæmpningsgrænse. Derfor er det optiske tab i optisk fiberkommunikation minimalt, når den bruges som signallys ved 1550 nm. På denne måde kan forstærkeren, hvis den passende koncentration af lokkemad blandes i den passende matrix, kompensere for tabet i kommunikationssystemet i henhold til laserprincippet. Derfor er lokkemadsdoterede fiberforstærkere en essentiel optisk enhed i telekommunikationsnetværk, der skal forstærke det optiske 1550 nm-signal. I øjeblikket er lokkemadsdoterede silicafiberforstærkere blevet kommercialiseret. Det rapporteres, at for at undgå unødvendig absorption er den doterede mængde i optisk fiber i ti til hundredvis af ppm. Den hurtige udvikling af optisk fiberkommunikation vil åbne op for nye anvendelsesområder.
(2) (2) Derudover er den agndopede laserkrystal og dens 1730nm laser og 1550nm laseroutput sikre for menneskeøjet, har god atmosfærisk transmissionsevne, stærk penetrationsevne til slagmarksrøg, er sikker, den er ikke let at opdage for fjenden, og kontrasten i strålingen fra militære mål er stor. Den er blevet lavet til en bærbar laserafstandsmåler, der er sikker for menneskeøjet i militær brug.
(3) (3) Er3+ kan tilsættes glas for at fremstille et lasermateriale af sjældne jordarters glas, som er det faste lasermateriale med den største udgangspulsenergi og den højeste udgangseffekt.
(4) Er3+ kan også bruges som en aktiv ion i lasermaterialer til opkonvertering af sjældne jordarter.
(5) (5) Derudover kan lokkemaden også bruges til affarvning og farvning af glas og krystalglas.
13
Thulium (TM)
Efter at være blevet bestrålet i en atomreaktor producerer thulium en isotop, der kan udsende røntgenstråler, som kan bruges som en bærbar røntgenkilde.(Datakort)
(1)TM bruges som strålekilde i bærbare røntgenapparater. Efter at være blevet bestrålet i en atomreaktor,TMproducerer en slags isotop, der kan udsende røntgenstråler, som kan bruges til at lave bærbare blodstråleapparater. Denne type radiometer kan omdanne yu-169 tilTM-170 under påvirkning af fjern- og mellemstråler, og udstråler røntgenstråler for at bestråle blodet og mindske hvide blodlegemer. Det er disse hvide blodlegemer, der forårsager afstødning af organtransplantationer, for at reducere tidlig afstødning af organer.
(2) (2)TMKan også bruges i klinisk diagnose og behandling af tumorer på grund af dens høje affinitet for tumorvæv. Tung sjælden jordart er mere kompatibel end let sjælden jordart, især Yu-metallernes affinitet er størst.
(3) (3) Røntgensensibilisatoren Laobr: br (blå) bruges som aktivator i fosforen i røntgensensibilisatorskærmen for at forbedre den optiske følsomhed og dermed reducere eksponeringen for og skadevirkningerne af røntgenstråler på mennesker. Strålingsdosis er 50 %, hvilket har vigtig praktisk betydning i medicinske anvendelser.
(4) (4) Metalhalogenlampen kan bruges som additiv i nye lyskilder.
(5) (5) Tm3+ kan tilsættes glas for at fremstille sjældne jordarters glaslasermateriale, som er det faststoflasermateriale med den største udgangspuls og den højeste udgangseffekt. Tm3+ kan også bruges som aktiveringsion i opkonverteringslasermaterialer af sjældne jordarter.
14
Ytterbium (Yb)
Ytterbiummetal (datakort)
(1) Som termisk afskærmende belægningsmateriale. Resultaterne viser, at spejl kan forbedre korrosionsbestandigheden af elektroaflejret zinkbelægning tydeligvis, og kornstørrelsen af belægning med spejl er mindre end af belægning uden spejl.
(2) Som magnetostriktivt materiale. Dette materiale har karakteristika for kæmpemagnetostriktion, dvs. ekspansion i magnetfeltet. Legeringen består hovedsageligt af spejl-/ferritlegering og dysprosium-/ferritlegering, og en vis andel mangan tilsættes for at producere kæmpemagnetostriktion.
(3) Spejlelement anvendt til trykmåling. Eksperimenter viser, at spejlelementets følsomhed er høj i det kalibrerede trykområde, hvilket åbner op for en ny måde at anvende spejlet på i trykmåling.
(4) Harpiksbaserede fyldninger til huller i kindtænder til erstatning af sølvamalgam, der almindeligvis blev anvendt tidligere.
(5) Japanske forskere har med succes færdiggjort fremstillingen af en spejldoteret vanadium baht granat indlejret linjebølgelederlaser, hvilket er af stor betydning for den videre udvikling af laserteknologi. Derudover bruges spejlet også til fluorescerende pulveraktivator, radiokeramik, tilsætningsstof til elektroniske computerhukommelseselementer (magnetiske bobler), glasfiberflux og optisk glastilsætningsstof osv.
15
Lutetium (Lu)
Lutetiumoxidpulver (datakort)
Yttrium lutetium silikat krystal (datakort)
(1) fremstille nogle specielle legeringer. For eksempel kan lutetiumaluminiumlegering bruges til neutronaktiveringsanalyse.
(2) Stabile lutetiumnuklider spiller en katalytisk rolle i krakning, alkylering, hydrogenering og polymerisering af petroleum.
(3) Tilsætning af yttriumjern eller yttriumaluminiumgranat kan forbedre nogle egenskaber.
(4) Råmaterialer til magnetisk boblebeholder.
(5) En kompositfunktionel krystal, lutetiumdoteret aluminium yttrium neodym tetraborat, tilhører det tekniske felt for krystalvækst, der køler ved saltopløsning. Eksperimenter viser, at lutetiumdoteret NYAB-krystal er bedre end NYAB-krystal med hensyn til optisk ensartethed og laserydelse.
(6) Det er blevet konstateret, at lutetium har potentielle anvendelser inden for elektrokrom display og lavdimensionelle molekylære halvledere. Derudover anvendes lutetium også i batteriteknologi og som aktivator af fosfor.
16
Yttrium (y)
Yttrium anvendes i vid udstrækning, yttriumaluminiumgranat kan bruges som lasermateriale, yttriumjerngranat bruges til mikrobølgeteknologi og akustisk energioverførsel, og europiumdoteret yttriumvanadat og europiumdoteret yttriumoxid bruges som fosforstoffer til farve-tv-apparater. (datakort)
(1) Additiver til stål og ikke-jernholdige legeringer. FeCr-legeringer indeholder normalt 0,5-4% yttrium, hvilket kan forbedre oxidationsmodstanden og duktiliteten af disse rustfri ståltyper. De omfattende egenskaber ved MB26-legeringen forbedres tydeligvis ved at tilsætte en passende mængde yttriumrige blandede sjældne jordarter, som kan erstatte nogle mellemstærke aluminiumlegeringer og anvendes i belastede komponenter i fly. Ved at tilsætte en lille mængde yttriumrige sjældne jordarter til Al-Zr-legeringen kan legeringens ledningsevne forbedres. Legeringen er blevet anvendt af de fleste trådfabrikker i Kina. Tilsætning af yttrium til kobberlegeringer forbedrer ledningsevnen og den mekaniske styrke.
(2) Keramikmateriale af siliciumnitrid indeholdende 6% yttrium og 2% aluminium kan bruges til at udvikle motordele.
(3) Nd:Y:Al:Granatlaserstrålen med en effekt på 400 watt bruges til at bore, skære og svejse store komponenter.
(4) Elektronmikroskopskærmen, der er sammensat af Y-Al granat-enkeltkrystal, har høj fluorescenslysstyrke, lav absorption af spredt lys og god modstandsdygtighed over for høje temperaturer og mekanisk slidstyrke.
(5) Strukturlegeringer med højt yttriumindhold, der indeholder 90% yttrium, kan anvendes i luftfart og andre steder, der kræver lav densitet og højt smeltepunkt.
(6) Yttrium-doteret SrZrO3 højtemperatur protonledende materiale, som i øjeblikket tiltrækker sig stor opmærksomhed, er af stor betydning for produktionen af brændselsceller, elektrolytiske celler og gassensorer, der kræver høj hydrogenopløselighed. Derudover anvendes yttrium også som et højtemperatursprøjtemateriale, et fortyndingsmiddel til atomreaktorbrændstof, et additiv til permanente magnetiske materialer og en getter i elektronikindustrien.
17
Scandium (Sc)
Metal scandium (datakort)
Sammenlignet med yttrium- og lanthanidelementer har scandium en særlig lille ionradius og en særlig svag alkalinitet af hydroxid. Derfor, når scandium og sjældne jordarter blandes sammen, vil scandium først udfældes ved behandling med ammoniak (eller ekstremt fortyndet alkali), så det let kan adskilles fra sjældne jordarter ved hjælp af metoden med "fraktioneret udfældning". En anden metode er at bruge polarisationsnedbrydning af nitrat til separation. Scandiumnitrat er det nemmeste at nedbryde, hvorved formålet med separationen opnås.
Sc kan udvindes ved elektrolyse. ScCl3, KCl og LiCl smeltes sammen under scandiumraffinering, og den smeltede zink bruges som katode til elektrolyse, således at scandium udfældes på zinkelektroden, og derefter fordampes zinken for at opnå scandium. Derudover genvindes scandium let ved forarbejdning af malm til produktion af uran, thorium og lanthanidelementer. Omfattende genvinding af associeret scandium fra wolfram- og tinmalm er også en af de vigtige kilder til scandium. Scandium er mhovedsageligt i trivalent tilstand i forbindelsen, som let oxideres til Sc2O3 i luft og mister sin metalliske glans og bliver mørkegrå.
De vigtigste anvendelser af scandium er:
(1) Scandium kan reagere med varmt vand og frigive hydrogen, og det er også opløseligt i syre, så det er et stærkt reduktionsmiddel.
(2) Scandiumoxid og -hydroxid er kun alkaliske, men dets saltvand kan vanskeligt hydrolyseres. Scandiumchlorid er en hvid krystal, opløselig i vand og henflydende i luft. (3) I den metallurgiske industri bruges scandium ofte til at fremstille legeringer (tilsætningsstoffer til legeringer) for at forbedre legeringers styrke, hårdhed, varmebestandighed og ydeevne. For eksempel kan tilsætning af en lille mængde scandium til smeltet jern forbedre støbejerns egenskaber betydeligt, mens tilsætning af en lille mængde scandium til aluminium kan forbedre dets styrke og varmebestandighed.
(4) I elektronikindustrien kan scandium anvendes som forskellige halvlederkomponenter. For eksempel har anvendelsen af scandiumsulfit i halvledere tiltrukket sig opmærksomhed i ind- og udland, og ferritholdigt scandium er også lovende icomputerens magnetiske kerner.
(5) I den kemiske industri anvendes scandiumforbindelser som et middel til dehydrogenering og dehydrering af alkohol, hvilket er en effektiv katalysator til produktion af ethylen og klor fra overskydende saltsyre.
(6) I glasindustrien kan der fremstilles specialglas indeholdende scandium.
(7) Inden for elektriske lyskilder har scandium- og natriumlamper fremstillet af scandium og natrium fordelene ved høj effektivitet og positiv lysfarve.
(8) Scandium findes i naturen i form af 45Sc. Derudover findes der ni radioaktive isotoper af scandium, nemlig 40~44Sc og 46~49Sc. Blandt dem er 46Sc, som sporstof, blevet brugt i den kemiske industri, metallurgi og oceanografi. Inden for medicin er der personer i udlandet, der studerer brugen af 46Sc til behandling af kræft.
Opslagstidspunkt: 4. juli 2022