Vad ärsällsynta jordartsmetaller?
Människor har en historia på över 200 år sedan upptäckten av sällsynta jordartsmetaller 1794. Eftersom det fanns få sällsynta jordartsmetaller på den tiden, kunde endast en liten mängd vattenolösliga oxider erhållas med kemisk metod. Historiskt kallades sådana oxider vanligtvis "jord", därav namnet på sällsynta jordartsmetaller.
Faktum är att sällsynta jordartsmetaller är inte sällsynta i naturen. Sällsynt jord är inte jord, utan ett typiskt metallelement. Dess aktiva typ är bara andra efter alkalimetaller och alkaliska jordartsmetaller. De har mer innehåll i skorpan än vanlig koppar, zink, tenn, kobolt och nickel.
För närvarande har sällsynta jordartsmetaller använts i stor utsträckning inom olika områden som elektronik, petrokemikalier, metallurgi, etc. Nästan vart 3-5 år kan forskare upptäcka nya användningsområden för sällsynta jordartsmetaller, och av var sjätte uppfinning kan man inte göra utan sällsynta jordartsmetaller.
Kina är rikt på sällsynta jordartsmetaller och rankas först på tre världsrankningar: reserver, produktionsskala och exportvolym. Samtidigt är Kina också det enda landet som kan tillhandahålla alla 17 sällsynta jordartsmetaller, särskilt de medelstora och tunga sällsynta jordartsmetallerna, med extremt framstående militära tillämpningar.
Sammansättning av sällsynta jordartsmetaller
Sällsynta jordartselement är sammansatta av lantanidelement i det periodiska systemet för kemiska element:lantan(La),cerium(Ce),praseodym(Pr),neodym(Nd), prometium (Pm),samarium(Sm),europium(Eu),gadolinium(Gd),terbium(Tb),dysprosium(Dy),holmium(Ho),erbium(Eh),thulium(Tm),ytterbium(Yb),lutetium(Lu), och två element som är nära besläktade med lantanid:skandium(Sc) ochyttrium(Y).
Det kallasSällsynt jord, förkortat Rare Earth.
Klassificering av sällsynta jordartsmetaller
Klassificeras efter de fysikaliska och kemiska egenskaperna hos grundämnen:
Lätta sällsynta jordartsmetaller:skandium, yttrium, lantan, cerium, praseodym, neodym, prometium, samarium, europium
Tunga sällsynta jordartsmetaller:gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium, lutetium
Klassificerad efter mineralegenskaper:
Cerium grupp:lantan, cerium, praseodym, neodym, prometium, samarium, europium
Yttrium grupp:gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium, lutetium, skandium, yttrium
Klassificering genom extraktionsseparation:
Ljus sällsynta jordartsmetaller (P204 svag surhet extraktion): lantan, cerium, praseodym, neodym
Medium sällsynta jordartsmetaller (P204 extraktion med låg surhet):samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium
Tung sällsynt jordartsmetall (surhetsextraktion i P204):holmium, erbium, thulium, ytterbium, lutetium, yttrium
Egenskaper för sällsynta jordartsmetaller
Mer än 50 funktioner hos sällsynta jordartsmetaller är relaterade till deras unika 4f elektroniska struktur, vilket gör dem allmänt använda i både traditionella material och högteknologiska nya materialområden.
4f elektronbana
1. Fysikaliska och kemiska egenskaper
★ Har uppenbara metalliska egenskaper; Den är silvergrå, förutom praseodym och neodym, den ser ljusgul ut
★ Rika oxidfärger
★ Bilda stabila föreningar med icke-metaller
★ Metal livlig
★ Lätt att oxidera i luften
2 Optoelektroniska egenskaper
★ Ofyllt 4f-underlager, där 4f-elektroner är skärmade av yttre elektroner, vilket resulterar i olika spektraltermer och energinivåer
När 4f-elektroner övergår kan de absorbera eller avge strålning med olika våglängder från ultraviolett, synligt till infraröda områden, vilket gör dem lämpliga som självlysande material
★ God ledningsförmåga, kapabel att framställa sällsynta jordartsmetaller genom elektrolysmetod
Rollen för 4f-elektroner av sällsynta jordartselement i nya material
1. Material som använder 4f elektroniska funktioner
★ 4f elektronspinnarrangemang:manifesteras som stark magnetism - lämplig för användning som permanentmagnetmaterial, MRI-bildmaterial, magnetiska sensorer, supraledare, etc.
★ 4f orbital elektronövergång: manifesteras som luminescerande egenskaper – lämplig för användning som luminiscerande material såsom fosfor, infraröda lasrar, fiberförstärkare, etc.
Elektroniska övergångar i 4f energinivåguidebandet: manifesteras som färgegenskaper – lämplig för färgning och avfärgning av hot spot-komponenter, pigment, keramiska oljor, glas etc.
2 är indirekt relaterat till 4f-elektron, med hjälp av jonisk radie, laddning och kemiska egenskaper
★ Kärntekniska egenskaper:
Litet termisk neutronabsorptionstvärsnitt – lämpligt för användning som konstruktionsmaterial i kärnreaktorer etc.
Stort neutronabsorptionstvärsnitt – lämplig för avskärmning av material i kärnreaktorer etc.
★ Jonisk radie, laddning, fysikaliska och kemiska egenskaper för sällsynta jordartsmetaller:
Gitterdefekter, liknande jonisk radie, kemiska egenskaper, olika laddningar – lämplig för uppvärmning, katalysator, avkänningselement etc.
Strukturell specificitet - lämplig för användning som vätelagringslegering katodmaterial, mikrovågsabsorptionsmaterial, etc.
Elektrooptiska och dielektriska egenskaper – lämpliga för användning som ljusmodulerande material, transparent keramik, etc
Posttid: 2023-06-06