Hvad ersjældne jordarter?
Mennesker har en historie på over 200 år siden opdagelsen af sjældne jordarter i 1794. Da der var få sjældne jordarters mineraler fundet på det tidspunkt, kunne kun en lille mængde vanduopløselige oxider opnås ved kemisk metode. Historisk set blev sådanne oxider sædvanligvis kaldt "jord", deraf navnet på sjældne jordarter.
Faktisk er sjældne jordarters mineraler ikke sjældne i naturen. Sjælden jord er ikke jord, men et typisk metalelement. Dens aktive type er kun anden til alkalimetaller og jordalkalimetaller. De har mere indhold i skorpen end almindeligt kobber, zink, tin, kobolt og nikkel.
På nuværende tidspunkt er sjældne jordarter blevet brugt meget inden for forskellige områder såsom elektronik, petrokemikalier, metallurgi osv. Næsten hvert 3.-5. år er forskere i stand til at opdage nye anvendelser af sjældne jordarter, og ud af hver sjette opfindelse kan man ikke gøre det. uden sjældne jordarter.
Kina er rigt på sjældne jordarters mineraler og er først på tre verdensranglister: reserver, produktionsskala og eksportvolumen. Samtidig er Kina også det eneste land, der kan levere alle 17 sjældne jordarters metaller, især de mellemstore og tunge sjældne jordarter, med ekstremt fremtrædende militære anvendelser.
Sammensætning af sjældne jordartselementer
Sjældne jordarters grundstoffer er sammensat af Lanthanid-elementer i det periodiske system af kemiske grundstoffer:lanthan(La),cerium(Ce),praseodym(Pr),neodym(Nd), promethium (Pm),samarium(Sm),europium(Eu),gadolinium(Gud),terbium(Tb),dysprosium(Dy),holmium(Ho),erbium(Øh),thulium(Tm),ytterbium(Yb),lutetium(Lu), og to elementer, der er tæt beslægtet med lanthanid:skandium(Sc) ogyttrium(Y).
Det hedderSjælden Jord, forkortet som Rare Earth.
Klassificering af sjældne jordarters grundstoffer
Klassificeret efter grundstoffernes fysiske og kemiske egenskaber:
Lette sjældne jordarters elementer:scandium, yttrium, lanthan, cerium, praseodym, neodym, promethium, samarium, europium
Tunge sjældne jordarters grundstoffer:gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium, lutetium
Klassificeret efter mineralske egenskaber:
Cerium gruppe:lanthan, cerium, praseodym, neodym, promethium, samarium, europium
Yttrium gruppe:gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium, lutetium, scandium, yttrium
Klassificering ved ekstraktionsseparation:
Let sjældne jordarter (P204 svag surhedsgrad): lanthan, cerium, praseodym, neodym
Medium sjældne jordarter (P204 lav surhedsgrad ekstraktion):samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium
Tung sjældne jordarter (syreudvinding i P204):holmium, erbium, thulium, ytterbium, lutetium, yttrium
Egenskaber af sjældne jordarters grundstoffer
Mere end 50 funktioner af sjældne jordarters elementer er relateret til deres unikke 4f elektroniske struktur, hvilket gør dem meget udbredt i både traditionelle materialer og højteknologiske nye materialer.
4f elektronbane
1. Fysiske og kemiske egenskaber
★ Har åbenlyse metalliske egenskaber; Den er sølvgrå, bortset fra praseodym og neodym, den fremstår lysegul
★ Rige oxidfarver
★ Dann stabile forbindelser med ikke-metaller
★ Metal livlig
★ Let at oxidere i luften
2 Optoelektroniske egenskaber
★ Ufyldt 4f-underlag, hvor 4f-elektroner er afskærmet af ydre elektroner, hvilket resulterer i forskellige spektrale termer og energiniveauer
Når 4f-elektroner skifter, kan de absorbere eller udsende stråling af forskellige bølgelængder fra ultraviolet, synligt til infrarøde områder, hvilket gør dem velegnede som selvlysende materialer
★ God ledningsevne, i stand til at fremstille sjældne jordarters metaller ved elektrolysemetode
Rollen af 4f-elektroner af sjældne jordarters elementer i nye materialer
1. Materialer, der bruger 4f elektroniske funktioner
★ 4f elektronspin arrangement:manifesteret som stærk magnetisme – velegnet til brug som permanentmagnetmaterialer, MRI-billeddannelsesmaterialer, magnetiske sensorer, superledere osv.
★ 4f orbital elektronovergang: manifesteret som selvlysende egenskaber - velegnet til brug som selvlysende materialer såsom fosfor, infrarøde lasere, fiberforstærkere osv.
Elektroniske overgange i 4f energiniveau guidebåndet: manifesteret som farveegenskaber – velegnet til farvning og affarvning af hot spot komponenter, pigmenter, keramiske olier, glas osv.
2 er indirekte relateret til 4f elektron, ved hjælp af ionisk radius, ladning og kemiske egenskaber
★ Nukleare egenskaber:
Lille termisk neutron Absorptionstværsnit – velegnet til brug som konstruktionsmaterialer til atomreaktorer mv.
Stort neutronabsorptionstværsnit – velegnet til afskærmning af materialer i atomreaktorer mv.
★ Sjældne jordarters ionisk radius, ladning, fysiske og kemiske egenskaber:
Gitterdefekter, lignende ionisk radius, kemiske egenskaber, forskellige ladninger – velegnet til opvarmning, katalysator, følerelement osv.
Strukturel specificitet - velegnet til brug som hydrogenlagringslegering katodematerialer, mikrobølgeabsorptionsmaterialer osv.
Elektrooptiske og dielektriske egenskaber – velegnet til brug som lysmodulationsmaterialer, transparent keramik osv
Indlægstid: Jul-06-2023