AEn vanlig metafor är att om olja är industrins blod, så är sällsynta jordartsmetaller industrins vitamin.
Sällsynta jordartsmetaller är en förkortning för en grupp metaller. Sällsynta jordartsmetaller, REE, har upptäckts en efter en sedan slutet av 1700-talet. Det finns 17 typer av REE, inklusive 15 lantanider i det periodiska systemet - lantan (La), cerium (Ce), praseodym (Pr), neodym (Nd), prometium (Pm) och så vidare. För närvarande har det använts i stor utsträckning inom många områden som elektronik, petrokemi och metallurgi. Nästan vart 3-5 år kan forskare upptäcka nya användningsområden för sällsynta jordartsmetaller, och en av sex uppfinningar kan inte separeras från sällsynta jordartsmetaller.
Kina är rikt på sällsynta jordartsmetaller och rankas först i tre världar: först i resursreserver, som står för cirka 23 %; produktionen är den främsta och står för 80 % till 90 % av världens sällsynta jordartsmetaller; försäljningsvolymen är den främsta, med 60 % till 70 % av sällsynta jordartsmetallprodukter som exporteras utomlands. Samtidigt är Kina det enda landet som kan leverera alla 17 typer av sällsynta jordartsmetaller, särskilt medeltunga och tunga sällsynta jordartsmetaller med enastående militär användning. Kinas andel är avundsvärd.
RJorden är en värdefull strategisk resurs, känd som "industriellt mononatriumglutamat" och "moder till nya material", och används i stor utsträckning inom banbrytande vetenskap och teknik samt militärindustrin. Enligt ministeriet för industri och informationsteknik har funktionella material som permanentmagneter, luminescens, vätelagring och katalys blivit oumbärliga råvaror för högteknologiska industrier som avancerad utrustningstillverkning, ny energi och framväxande industrier. Det används också i stor utsträckning inom elektronik, petrokemisk industri, metallurgi, maskiner, ny energi, lätt industri, miljöskydd, jordbruk och så vidare.
Redan 1983 införde Japan ett strategiskt reservsystem för sällsynta mineraler, och 83 % av dess inhemska sällsynta jordartsmetaller kom från Kina.
Titta på USA igen, dess reserver av sällsynta jordartsmetaller är näst efter Kina, men dess sällsynta jordartsmetaller är alla lätta sällsynta jordartsmetaller, som delas in i tunga sällsynta jordartsmetaller och lätta sällsynta jordartsmetaller. Tunga sällsynta jordartsmetaller är mycket dyra, och lätta sällsynta jordartsmetaller är oekonomiska att bryta, vilket har förvandlats till falska sällsynta jordartsmetaller av folk i branschen. 80 % av USA:s import av sällsynta jordartsmetaller kommer från Kina.
Kamrat Deng Xiaoping sa en gång: ”Det finns olja i Mellanöstern och sällsynta jordartsmetaller i Kina.” Innebörden av hans ord är självklar. Sällsynta jordartsmetaller är inte bara den nödvändiga ”MSG” för 1/5 av världens högteknologiska produkter, utan också ett kraftfullt förhandlingskort för Kina vid det globala förhandlingsbordet i framtiden. Skydda och vetenskapligt utnyttja sällsynta jordartsresurser. Det har blivit en nationell strategi som efterfrågats av många människor med höga ideal under senare år för att förhindra att värdefulla sällsynta jordartsresurser blint säljs och exporteras till västländer. År 1992 deklarerade Deng Xiaoping tydligt Kinas status som ett stort land med sällsynta jordartsmetaller.
Lista över användningsområden för 17 sällsynta jordartsmetaller
1 lantan används i legeringsmaterial och jordbruksfilmer
Cerium används flitigt i bilglas
3 praseodym används ofta i keramiska pigment
Neodym används flitigt i material för flyg- och rymdteknik
5 cymbaler ger extra energi till satelliter
Tillämpning av 6 Samarium i atomenergireaktor
7 europiumtillverkningslinser och flytande kristallskärmar
Gadolinium 8 för medicinsk magnetisk resonanstomografi
9 terbium används i flygplansvingeregulatorer
10 erbium används i laseravståndsmätare i militära angelägenheter
11 dysprosium används som ljuskälla för film och tryckning
12 holmium används för att tillverka optiska kommunikationsenheter
13 tulium används för klinisk diagnos och behandling av tumörer
14 ytterbiumtillsats för datorminneselement
Tillämpning av 15-lutetium i energibatteriteknik
16 yttrium tillverkar trådar och kraftkomponenter för flygplan
Scandium används ofta för att tillverka legeringar
Detaljerna är följande:
1
Lantan (LA)
Under Gulfkriget blev nattkikaren med den sällsynta jordartsmetallen lantan den överväldigande källan till amerikanska stridsvagnar. Bilden ovan visar lantankloridpulver.(Datakarta)
Lantan används ofta i piezoelektriska material, elektrotermiska material, termoelektriska material, magnetoresistiva material, luminescerande material (blått pulver), vätelagringsmaterial, optiskt glas, lasermaterial, olika legeringsmaterial etc. Lantan används också i katalysatorer för framställning av många organiska kemiska produkter. Forskare har kallat lantan för "superkalcium" för dess effekt på grödor.
2
Cerium (CE)
Cerium kan användas som katalysator, bågelektrod och specialglas. Ceriumlegering är resistent mot hög värme och kan användas för att tillverka delar till jetmotorer.(Datakarta)
(1) Cerium, som tillsats i glas, kan absorbera ultravioletta och infraröda strålar och har använts flitigt i bilglas. Det kan inte bara förhindra ultravioletta strålar utan också sänka temperaturen inuti bilen för att spara el för luftkonditionering. Sedan 1997 har ceria tillsatts i alla bilglas i Japan. År 1996 användes minst 2000 ton ceria i bilglas och mer än 1000 ton i USA.
(2) För närvarande används cerium i katalysatorer för rening av bilavgaser, vilket effektivt kan förhindra att en stor mängd bilavgaser släpps ut i luften. Förbrukningen av cerium i USA står för en tredjedel av den totala förbrukningen av sällsynta jordartsmetaller.
(3) Ceriumsulfid kan användas i pigment istället för bly, kadmium och andra metaller som är skadliga för miljön och människor. Det kan användas för att färga plast-, beläggnings-, bläck- och pappersindustrin. För närvarande är det ledande företaget franska Rhône Planck.
(4) CE: LiSAF-lasersystemet är en fastfaslaser som utvecklats i USA. Den kan användas för att upptäcka biologiska vapen och medicin genom att övervaka tryptofankoncentrationen. Cerium används ofta inom många områden. Nästan alla sällsynta jordartsmetaller innehåller cerium. Såsom polerpulver, vätelagringsmaterial, termoelektriska material, ceriumvolframelektroder, keramiska kondensatorer, piezoelektrisk keramik, ceriumkiselkarbidslipmedel, bränslecellsråvaror, bensinkatalysatorer, vissa permanentmagnetiska material, olika legeringsstål och icke-järnmetaller.
3
Praseodym (PR)
Praseodym neodymlegering
(1) Praseodym används flitigt i byggkeramik och keramik för dagligt bruk. Det kan blandas med keramisk glasyr för att skapa färgad glasyr och kan även användas som underglasyrpigment. Pigmentet är ljusgult med ren och elegant färg.
(2) Det används för att tillverka permanentmagneter. Genom att använda billig praseodym- och neodymmetall istället för ren neodymmetall för att tillverka permanentmagnetmaterial förbättras dess syrebeständighet och mekaniska egenskaper avsevärt, och det kan bearbetas till magneter i olika former. Det används ofta i olika elektroniska apparater och motorer.
(3) Används vid katalytisk krackning av petroleum. Katalysatorns aktivitet, selektivitet och stabilitet kan förbättras genom att tillsätta anrikat praseodym och neodym i Y-zeolitmolekylsikt för att framställa petroleumkrackningskatalysator. Kina började använda den industriellt på 1970-talet och förbrukningen ökar.
(4) Praseodym kan också användas för slipande polering. Dessutom används praseodym ofta inom optisk fiber.
4
Neodym (nd)
Varför kan M1-stridsvagnen hittas först? Stridsvagnen är utrustad med en Nd:YAG-laseravståndsmätare, som kan nå en räckvidd på nästan 4000 meter i klart dagsljus.(Datakarta)
Med praseodyms födelse uppstod neodym. Neodymets ankomst aktiverade området för sällsynta jordartsmetaller, spelade en viktig roll inom området och påverkade marknaden för sällsynta jordartsmetaller.
Neodym har blivit en het plats på marknaden i många år på grund av sin unika position inom området sällsynta jordartsmetaller. Den största användaren av neodymmetall är NdFeB-permanentmagnetmaterialet. Tillkomsten av NdFeB-permanentmagneter har introducerat ny vitalitet i högteknologiska områden för sällsynta jordartsmetaller. NdFeB-magneten kallas "kungen av permanentmagneter" på grund av sin höga magnetiska energiprodukt. Den används ofta inom elektronik, maskiner och andra industrier för sin utmärkta prestanda. Den framgångsrika utvecklingen av Alpha Magnetic Spectrometer indikerar att de magnetiska egenskaperna hos NdFeB-magneter i Kina har nått världsklassnivå. Neodym används också i icke-järnhaltiga material. Att tillsätta 1,5-2,5 % neodym till magnesium- eller aluminiumlegering kan förbättra legeringens högtemperaturprestanda, lufttäthet och korrosionsbeständighet. Används ofta som material för flyg- och rymdteknik. Dessutom producerar neodymdopad yttriumaluminiumgranat kortvågslaserstråle, som används ofta vid svetsning och skärning av tunna material med en tjocklek under 10 mm inom industrin. Inom medicinsk behandling används Nd:YAG-laser för att ta bort kirurgiska sår eller desinficera dem istället för skalpeller. Neodym används också för att färga glas och keramiska material och som tillsats i gummiprodukter.
5
Trollium (Pm)
Tulium är ett artificiellt radioaktivt element som produceras av kärnreaktorer (datakarta)
(1) kan användas som värmekälla. Tillhandahåller extra energi för vakuumdetektering och artificiell satellit.
(2) Pm147 avger lågenergiska β-strålar, vilka kan användas för att tillverka cymbalbatterier. Som strömförsörjning för missilstyrningsinstrument och klockor. Denna typ av batteri är liten i storlek och kan användas kontinuerligt i flera år. Dessutom används promethium även i bärbara röntgeninstrument, framställning av fosfor, tjockleksmätning och fyrlampor.
6
Samarium (Sm)
Metallsamarium (datakarta)
Sm är ljusgult och är råmaterialet för Sm-Co permanentmagnet, och Sm-Co-magneten är den tidigaste sällsynta jordartsmetallmagneten som användes inom industrin. Det finns två typer av permanentmagneter: SmCo5-systemet och Sm2Co17-systemet. I början av 1970-talet uppfanns SmCo5-systemet, och senare Sm2Co17-systemet. Nu prioriteras efterfrågan på det senare. Renheten hos samariumoxid som används i samariumkoboltmagneter behöver inte vara för hög. Med tanke på kostnaden används huvudsakligen cirka 95 % av produkterna. Dessutom används samariumoxid även i keramiska kondensatorer och katalysatorer. Dessutom har samarium kärnkraftsegenskaper som kan användas som strukturmaterial, skärmningsmaterial och kontrollmaterial för atomenergireaktorer, så att den stora mängden energi som genereras genom kärnklyvning kan användas säkert.
7
Europium (Eu)
Europiumoxidpulver (datakarta)
Europiumoxid används mestadels för fosfor (datakarta)
År 1901 upptäckte Eugene-Antole Demarcay ett nytt grundämne från "samarium", kallat europium. Detta är troligen uppkallat efter ordet Europe. Europiumoxid används mestadels för fluorescerande pulver. Eu3+ används som aktivator för röd fosfor, och Eu2+ används som blå fosfor. Nu är Y2O2S:Eu3+ det bästa fosforet vad gäller ljuseffektivitet, beläggningsstabilitet och återvinningskostnad. Dessutom används det i stor utsträckning på grund av förbättringar av tekniker som ljuseffektivitet och kontrast. Europiumoxid har också använts som stimulerad emissionsfosfor för nya medicinska röntgendiagnossystem under senare år. Europiumoxid kan också användas för tillverkning av färgade linser och optiska filter, för magnetiska bubbellagringsenheter. Det kan också visa sina talanger i kontrollmaterial, skärmningsmaterial och strukturmaterial för atomreaktorer.
8
Gadolinium (Gd)
Gadolinium och dess isotoper är de mest effektiva neutronabsorbatorerna och kan användas som hämmare av kärnreaktorer. (datakarta)
(1) Dess vattenlösliga paramagnetiska komplex kan förbättra NMR-avbildningssignalen i människokroppen vid medicinsk behandling.
(2) Dess svaveloxid kan användas som matrisrutnät för oscilloskoprör och röntgenskärm med speciell ljusstyrka.
(3) Gadolinium i Gadolinium Gallium Garnet är ett idealiskt substrat för bubbelminne.
(4) Den kan användas som fast magnetiskt kylmedium utan Camot-cykelbegränsning.
(5) Det används som en hämmare för att kontrollera kedjereaktionsnivån i kärnkraftverk för att säkerställa säkerheten vid kärnreaktioner.
(6) Den används som tillsats till samariumkoboltmagneten för att säkerställa att prestandan inte förändras med temperaturen.
9
Terbium (Tb)
Terbiumoxidpulver (datakarta)
Tillämpningen av terbium omfattar främst högteknologiska områden, vilket är ett banbrytande projekt med teknik- och kunskapsintensivitet, samt ett projekt med anmärkningsvärda ekonomiska fördelar, med attraktiva utvecklingsmöjligheter.
(1) Fosforer används som aktivatorer av grönt pulver i trefärgade fosforer, såsom terbiumaktiverad fosfatmatris, terbiumaktiverad silikatmatris och terbiumaktiverad cerium-magnesiumaluminatmatris, vilka alla avger grönt ljus i exciterat tillstånd.
(2) Magnetooptiska lagringsmaterial. Under senare år har magnetooptiska terbiummaterial nått massproduktionsskala. Magnetooptiska skivor gjorda av amorfa Tb-Fe-filmer används som datorlagringselement, och lagringskapaciteten ökas med 10–15 gånger.
(3) Magneto-optiskt glas, terbiumhaltigt Faraday-rotationsglas, är det viktigaste materialet för tillverkning av rotatorer, isolatorer och ringformade element, vilka används flitigt inom laserteknik. Särskilt utvecklingen av TerFenol har öppnat upp för en ny tillämpning av Terfenol, ett nytt material som upptäcktes på 1970-talet. Hälften av denna legering består av terbium och dysprosium, ibland med holmium, och resten är järn. Legeringen utvecklades först av Ames Laboratory i Iowa, USA. När terfenol placeras i ett magnetfält förändras dess storlek mer än vanliga magnetiska material, vilket kan möjliggöra vissa exakta mekaniska rörelser. Terbium-dysprosiumjärn användes till en början huvudsakligen inom sonar och har för närvarande använts flitigt inom många områden. Från bränsleinsprutningssystem och vätskeventilstyrning och mikropositionering till mekaniska ställdon, mekanismer och vingregulatorer för rymdteleskop i flygplan.
10
Dy (Dy)
Metalldysprosium (datakarta)
(1) Som tillsats till NdFeB-permanentmagneter kan tillsats av cirka 2~3 % dysprosium till denna magnet förbättra dess koercitivkraft. Tidigare var efterfrågan på dysprosium inte stor, men med den ökande efterfrågan på NdFeB-magneter har det blivit ett nödvändigt tillsatsämne, och kvaliteten måste vara cirka 95~99,9 %, och efterfrågan ökade också snabbt.
(2) Dysprosium används som aktivator för fosfor. Trivalent dysprosium är en lovande aktiverande jon för trefärgade luminescerande material med ett enda luminescerande centrum. Den består huvudsakligen av två emissionsband, ett är gult ljus och det andra blått ljus. De luminescerande materialen dopade med dysprosium kan användas som trefärgade fosforer.
(3) Dysprosium är ett nödvändigt metallråmaterial för framställning av terfenollegeringar i magnetostriktiva legeringar, vilket kan utföra vissa precisa mekaniska rörelser. (4) Dysprosiummetall kan användas som magnetooptiskt lagringsmaterial med hög inspelningshastighet och läskänslighet.
(5) Används vid framställning av dysprosiumlampor, är arbetssubstansen i dysprosiumlampor dysprosiumjodid, vilket har fördelarna med hög ljusstyrka, bra färg, hög färgtemperatur, liten storlek, stabil ljusbåge och så vidare, och har använts som ljuskälla för film och tryckning.
(6) Dysprosium används för att mäta neutronenergispektrum eller som neutronabsorbator inom atomenergiindustrin på grund av dess stora tvärsnittsarea för neutroninfångning.
(7) Dy3Al5O12 kan också användas som magnetiskt arbetssubstans för magnetisk kylning. Med utvecklingen av vetenskap och teknik kommer dysprosiums användningsområden kontinuerligt att utökas och utökas.
11
Holmium (Ho)
Ho-Fe-legering (datakarta)
För närvarande behöver tillämpningsområdet för järn utvecklas ytterligare, och förbrukningen är inte särskilt stor. Nyligen har Rare Earth Research Institute of Baotou Steel anammat reningsteknik för högtemperatur- och högvakuumdestillation och utvecklat en högren metall Qin Ho/>RE> 99,9 % med lågt innehåll av föroreningar som inte är sällsynta jordartsmetaller.
För närvarande är de huvudsakliga användningsområdena för lås:
(1) Som tillsats till metallhalogenlampor är metallhalogenlampor en typ av gasurladdningslampa som utvecklats baserat på högtryckskvicksilverlampor, och dess kännetecken är att lampan är fylld med olika sällsynta jordartsmetallhalogenider. För närvarande används huvudsakligen sällsynta jordartsmetalljodider, som avger olika spektrallinjer vid gasurladdning. Den arbetssubstans som används i järnlampan är kiniodid. Högre koncentration av metallatomer kan erhållas i bågzonen, vilket avsevärt förbättrar strålningseffektiviteten.
(2) Järn kan användas som tillsats för att registrera järn eller miljarder aluminiumgranat
(3) Khin-dopad aluminiumgranat (Ho:YAG) kan avge 2um-laser, och absorptionshastigheten för 2um-laser av mänskliga vävnader är hög, nästan tre storleksordningar högre än för HD:YAG. Därför kan Ho:YAG-laser, när man använder den för medicinska operationer, inte bara förbättra operationens effektivitet och noggrannhet, utan också minska det termiska skadeområdet. Den fria strålen som genereras av låskristallen kan eliminera fett utan att generera överdriven värme. För att minska termisk skada på friska vävnader har det rapporterats att w-laserbehandling av glaukom i USA kan minska smärtan vid operationer. Nivån på 2um-laserkristaller i Kina har nått internationell nivå, så det är nödvändigt att utveckla och producera denna typ av laserkristall.
(4) En liten mängd Cr kan också tillsättas i den magnetostriktiva legeringen Terfenol-D för att minska det externa fält som krävs för mättnadsmagnetisering.
(5) Dessutom kan järndopad fiber användas för att tillverka fiberlasrar, fiberförstärkare, fibersensorer och andra optiska kommunikationsenheter, vilket kommer att spela en allt viktigare roll i dagens snabba optiska fiberkommunikation.
12
Erbium (ER)
Erbiumoxidpulver (informationstabell)
(1) Ljusemissionen från Er3+ vid 1550 nm är av särskild betydelse, eftersom denna våglängd har den lägsta förlusten för optisk fiber i optisk fiberkommunikation. Efter att ha exciterats av 980 nm och 1480 nm ljus, övergår betejonen (Er3+) från grundtillståndet 4115/2 till högenergitillståndet 4I13/2. När Er3+ i högenergitillståndet återgår till grundtillståndet, emitterar den 1550 nm ljus. Kvartsfiber kan släppa igenom ljus med olika våglängder. Den optiska dämpningshastigheten för 1550 nm-bandet är dock den lägsta (0,15 dB/km), vilket nästan är den nedre gränsen för dämpningshastigheten. Därför är den optiska förlusten vid optisk fiberkommunikation minimal när den används som signalljus vid 1550 nm. På detta sätt, om lämplig koncentration av bete blandas i lämplig matris, kan förstärkaren kompensera för förlusten i kommunikationssystemet enligt laserprincipen. Därför är den betesdopade fiberförstärkaren en viktig optisk anordning i telekommunikationsnätverk som behöver förstärka den optiska signalen på 1550 nm. För närvarande har den betesdopade kiseldioxidfiberförstärkaren kommersialiserats. Det rapporteras att för att undvika onödig absorption är den dopade mängden i optisk fiber tiotals till hundratals ppm. Den snabba utvecklingen av optisk fiberkommunikation kommer att öppna upp nya tillämpningsområden.
(2) (2) Dessutom är den betesdopade laserkristallen och dess 1730nm laser och 1550nm laser säkra för mänskliga ögon, har god atmosfärisk transmissionsprestanda, stark penetrationsförmåga mot rök från slagfältet, är säkra, de är svåra att upptäcka av fienden och kontrasten i strålningen från militära mål är stor. Den har tillverkats till en bärbar laseravståndsmätare som är säker för mänskliga ögon vid militär användning.
(3) (3) Er3+ kan tillsättas i glas för att tillverka lasermaterial av sällsynta jordartsmetaller, vilket är det fasta lasermaterial med den största utpulsenergin och den högsta uteffekten.
(4) Er3+ kan också användas som en aktiv jon i uppkonverterande lasermaterial för sällsynta jordartsmetaller.
(5) (5) Dessutom kan betet även användas för avfärgning och färgning av glas och kristallglas.
13
Tulium (TM)
Efter att ha bestrålats i en kärnreaktor producerar tulium en isotop som kan avge röntgenstrålning, vilken kan användas som en bärbar röntgenkälla.(Datakarta)
(1)TM används som strålkälla för bärbar röntgenapparat. Efter att ha bestrålats i kärnreaktor,TMproducerar en sorts isotop som kan avge röntgenstrålning, vilket kan användas för att tillverka bärbar blodbestrålare. Denna typ av radiometer kan omvandla yu-169 tillTM-170 under inverkan av helljus och mellanljus, och utstråla röntgenstrålning för att bestråla blod och minska vita blodkroppar. Det är dessa vita blodkroppar som orsakar avstötning av organtransplantationer, för att minska tidig avstötning av organ.
(2) (2)TMkan också användas vid klinisk diagnos och behandling av tumörer på grund av dess höga affinitet för tumörvävnad, är tung sällsynt jordartsmetall mer kompatibel än lätt sällsynt jordartsmetall, särskilt Yu-metallens affinitet är störst.
(3) (3) Röntgensensibilisatorn Laobr: br (blå) används som aktivator i fosforn i röntgensensibilisatorer för att förbättra den optiska känsligheten, vilket minskar exponeringen för och skadorna från röntgenstrålning för människor. Stråldosen är 50 %, vilket har viktig praktisk betydelse inom medicinska tillämpningar.
(4) (4) Metallhalogenlampan kan användas som tillsats i nya ljuskällor.
(5) (5) Tm3+ kan tillsättas i glas för att tillverka lasermaterial av sällsynta jordartsmetaller, vilket är det fasta lasermaterial med den största utpulsen och den högsta uteffekten. Tm3+ kan också användas som aktiveringsjon för uppkonverterande lasermaterial av sällsynta jordartsmetaller.
14
Ytterbium (Yb)
Ytterbiummetall (datakarta)
(1) Som värmeskyddande beläggningsmaterial. Resultaten visar att spegeln kan förbättra korrosionsbeständigheten hos elektroavsatt zinkbeläggning, och kornstorleken hos beläggning med spegel är mindre än hos beläggning utan spegel.
(2) Som magnetostriktivt material. Detta material har egenskaperna hos jättemagnetostriktion, det vill säga expansion i magnetfält. Legeringen består huvudsakligen av spegel-/ferritlegering och dysprosium-/ferritlegering, och en viss andel mangan tillsätts för att producera jättemagnetostriktion.
(3) Spegelelement som används för tryckmätning. Experiment visar att spegelelementets känslighet är hög inom det kalibrerade tryckområdet, vilket öppnar upp ett nytt sätt att använda spegeln vid tryckmätning.
(4) Hartsbaserade fyllningar för håligheter i kindtänder för att ersätta silveramalgam som vanligtvis användes tidigare.
(5) Japanska forskare har framgångsrikt slutfört framställningen av spegeldopad vanadiumbaht-granatinbäddad linjevågledarlaser, vilket är av stor betydelse för vidareutvecklingen av laserteknik. Dessutom används spegeln även som fluorescerande pulveraktivator, radiokeramik, tillsats till elektroniska datorminneselement (magnetiska bubblor), glasfiberflussmedel och tillsats till optiska glas, etc.
15
Lutetium (Lu)
Lutetiumoxidpulver (datakarta)
Yttriumlutetiumsilikatkristall (datakarta)
(1) tillverka vissa speciallegeringar. Till exempel kan lutetiumaluminiumlegering användas för neutronaktiveringsanalys.
(2) Stabila lutetiumnuklider spelar en katalytisk roll vid krackning, alkylering, hydrogenering och polymerisation av petroleum.
(3) Tillsats av yttriumjärn eller yttriumaluminiumgranat kan förbättra vissa egenskaper.
(4) Råmaterial för magnetisk bubbelbehållare.
(5) En kompositfunktionell kristall, lutetiumdopad aluminiumyttriumneodymtetraborat, tillhör det tekniska området för saltlösningskylning av kristaller. Experiment visar att lutetiumdopad NYAB-kristall är överlägsen NYAB-kristall i optisk likformighet och laserprestanda.
(6) Det har visat sig att lutetium har potentiella tillämpningar inom elektrokroma displayer och lågdimensionella molekylära halvledare. Dessutom används lutetium även inom energibatteriteknik och som fosforaktivator.
16
Yttrium (y)
Yttrium används flitigt, yttriumaluminiumgranat kan användas som lasermaterial, yttriumjärngranat används för mikrovågsteknik och akustisk energiöverföring, och europiumdopad yttriumvanadat och europiumdopad yttriumoxid används som fosfor för färg-TV-apparater. (datakarta)
(1) Tillsatser för stål och icke-järnlegeringar. FeCr-legeringar innehåller vanligtvis 0,5–4 % yttrium, vilket kan förbättra oxidationsbeständigheten och duktiliteten hos dessa rostfria stål. De övergripande egenskaperna hos MB26-legeringen förbättras uppenbarligen genom att tillsätta en lämplig mängd yttriumrik blandad sällsynt jordartsmetall, som kan ersätta vissa medelstarka aluminiumlegeringar och användas i belastade komponenter i flygplan. Genom att tillsätta en liten mängd yttriumrik sällsynt jordartsmetall i Al-Zr-legeringen kan legeringens konduktivitet förbättras. Legeringen har använts av de flesta trådfabriker i Kina. Att tillsätta yttrium i kopparlegeringar förbättrar konduktiviteten och den mekaniska hållfastheten.
(2) Keramiskt material av kiselnitrid innehållande 6 % yttrium och 2 % aluminium kan användas för att utveckla motordelar.
(3) Nd:Y:Al:Granatlaserstrålen med en effekt på 400 watt används för att borra, skära och svetsa stora komponenter.
(4) Elektronmikroskopskärmen som är bestående av Y-Al-granatkristall har hög fluorescensljusstyrka, låg absorption av spritt ljus och god motståndskraft mot höga temperaturer och mekaniskt slitage.
(5) Strukturlegeringar med hög yttriumhalt och 90 % yttrium kan användas inom flygindustrin och andra platser som kräver låg densitet och hög smältpunkt.
(6) Yttriumdopat SrZrO3, ett högtemperaturprotonledande material som för närvarande drar till sig stor uppmärksamhet, är av stor betydelse för produktionen av bränsleceller, elektrolytiska celler och gassensorer som kräver hög vätelöslighet. Dessutom används yttrium även som högtemperatursprutmaterial, utspädningsmedel för atomreaktorbränsle, tillsatsmedel för permanentmagnetiska material och getter inom elektronikindustrin.
17
Skandium (Sc)
Metallskandium (datakarta)
Jämfört med yttrium- och lantanidelement har scandium en särskilt liten jonradie och en särskilt svag alkalinitet hos hydroxid. Därför, när scandium och sällsynta jordartsmetaller blandas, kommer scandium att fällas ut först när det behandlas med ammoniak (eller extremt utspädd alkali), så det kan lätt separeras från sällsynta jordartsmetaller med metoden "fraktionerad utfällning". En annan metod är att använda polarisationsnedbrytning av nitrat för separation. Scandiumnitrat är det lättaste att bryta ner, vilket uppnår syftet med separationen.
Sc kan utvinnas genom elektrolys. ScCl3, KCl och LiCl smälts samtidigt under scandiumraffinering, och den smälta zinken används som katod för elektrolys, så att scandium utfälls på zinkelektroden, och sedan avdunstas zinken för att erhålla scandium. Dessutom utvinns scandium lätt vid bearbetning av malm för att producera uran, torium och lantanidelement. Omfattande utvinning av associerat scandium från volfram- och tennmalm är också en av de viktiga källorna till scandium. Scandium är mhuvudsakligen i trevärdigt tillstånd i föreningen, som lätt oxideras till Sc2O3 i luft och förlorar sin metalliska glans och övergår till mörkgrå.
De huvudsakliga användningsområdena för scandium är:
(1) Skandium kan reagera med varmt vatten för att frigöra väte, och är även lösligt i syra, så det är ett starkt reduktionsmedel.
(2) Skandiumoxid och -hydroxid är endast alkaliska, men dess saltaska kan knappast hydrolyseras. Skandiumklorid är en vit kristall, löslig i vatten och sönderflytande i luft. (3) Inom metallurgisk industri används scandium ofta för att tillverka legeringar (tillsatser av legeringar) för att förbättra legeringars hållfasthet, hårdhet, värmebeständighet och prestanda. Till exempel kan tillsats av en liten mängd scandium till smält järn avsevärt förbättra egenskaperna hos gjutjärn, medan tillsats av en liten mängd scandium till aluminium kan förbättra dess hållfasthet och värmebeständighet.
(4) Inom elektronikindustrin kan scandium användas som olika halvledarkomponenter. Till exempel har användningen av scandiumsulfit i halvledare väckt uppmärksamhet både hemma och utomlands, och ferritinnehållande scandium är också lovande inomdatormagnetiska kärnor.
(5) Inom den kemiska industrin används scandiumföreningar som ett medel för dehydrogenering och dehydrering av alkohol, vilket är en effektiv katalysator för produktion av etylen och klor från avfallssaltsyra.
(6) Inom glasindustrin kan specialglas innehållande skandium tillverkas.
(7) Inom den elektriska ljuskällans industri har scandium- och natriumlampor tillverkade av scandium och natrium fördelarna med hög effektivitet och positiv ljusfärg.
(8) Skandium förekommer i form av 45Sc i naturen. Dessutom finns det nio radioaktiva isotoper av skandium, nämligen 40~44Sc och 46~49Sc. Bland dem har 46Sc, som spårämne, använts inom kemisk industri, metallurgi och oceanografi. Inom medicin finns det personer utomlands som studerar användningen av 46Sc för att behandla cancer.
Publiceringstid: 4 juli 2022