AO metaforă comună este că, dacă petrolul este sângele industriei, atunci pământurile rare sunt vitamina industriei.
Pământurile rare sunt abrevierea unui grup de metale. Elementele de Pământ Rare (REE) au fost descoperite unul după altul de la sfârșitul secolului al XVIII-lea. Există 17 tipuri de REE, inclusiv 15 lantanide în tabelul periodic al elementelor chimice - lantan (La), ceriu (Ce), praseodim (Pr), neodim (Nd), prometiu (Pm) și așa mai departe. În prezent, acestea sunt utilizate pe scară largă în multe domenii, cum ar fi electronica, petrochimia și metalurgia. Aproape la fiecare 3-5 ani, oamenii de știință pot descoperi noi utilizări ale pământurilor rare, iar una din șase invenții nu poate fi separată de pământurile rare.
China este bogată în minerale din pământuri rare, clasându-se pe primul loc în trei lumi: pe primul loc în ceea ce privește rezervele de resurse, reprezentând aproximativ 23%; pe primul loc în ceea ce privește producția, reprezentând 80% până la 90% din mărfurile din pământuri rare ale lumii; și pe primul loc în ceea ce privește volumul vânzărilor, 60% până la 70% din produsele din pământuri rare fiind exportate în străinătate. În același timp, China este singura țară care poate furniza toate cele 17 tipuri de metale din pământuri rare, în special pământuri rare medii și grele cu utilizări militare remarcabile. Cota de piață a Chinei este de invidiat.
RPământul este o resursă strategică valoroasă, cunoscută sub numele de „glutamat monosodic industrial” și „mama noilor materiale”, fiind utilizată pe scară largă în știința și tehnologia de vârf și în industria militară. Potrivit Ministerului Industriei și Tehnologiei Informației, materialele funcționale precum magneții permanenți din pământuri rare, luminescența, stocarea hidrogenului și cataliza au devenit materii prime indispensabile pentru industriile de înaltă tehnologie, cum ar fi fabricarea de echipamente avansate, energia nouă și industriile emergente. De asemenea, este utilizat pe scară largă în electronică, industria petrochimică, metalurgie, mașini, energie nouă, industria ușoară, protecția mediului, agricultură și așa mai departe.
Încă din 1983, Japonia a introdus un sistem de rezervă strategică pentru minerale rare, iar 83% din pământurile rare deținute pe plan intern proveneau din China.
Uitați-vă din nou la Statele Unite, rezervele lor de pământuri rare sunt pe locul doi după China, dar pământurile sale rare sunt toate pământuri rare ușoare, care sunt împărțite în pământuri rare grele și pământuri rare ușoare. Pământurile rare grele sunt foarte scumpe, iar pământurile rare ușoare sunt neeconomice de exploatat, acestea fiind transformate în pământuri rare false de către oamenii din industrie. 80% din importurile de pământuri rare din SUA provin din China.
Tovarășul Deng Xiaoping a spus odată: „Există petrol în Orientul Mijlociu și pământuri rare în China.” Implicația cuvintelor sale este evidentă. Pământurile rare nu sunt doar „MSG”-ul necesar pentru 1/5 din produsele de înaltă tehnologie din lume, ci și o monedă de schimb puternică pentru China la masa negocierilor mondiale în viitor. Protejarea și utilizarea științifică a resurselor de pământuri rare a devenit o strategie națională cerută de mulți oameni cu idealuri înalte în ultimii ani pentru a preveni vânzarea și exportul orbește al resurselor prețioase de pământuri rare către țările occidentale. În 1992, Deng Xiaoping a afirmat clar statutul Chinei de mare țară a pământurilor rare.
Lista utilizărilor a 17 pământuri rare
1. Lantanul este utilizat în materiale din aliaje și filme agricole
Ceriul este utilizat pe scară largă în sticla auto
3 praseodimul este utilizat pe scară largă în pigmenții ceramici
Neodim este utilizat pe scară largă în materialele aerospațiale
5 cinele oferă energie auxiliară pentru sateliți
Aplicarea samariului 6 în reactorul de energie atomică
7 lentile de fabricație pentru europiu și afișaje cu cristale lichide
Gadolinium 8 pentru imagistica prin rezonanță magnetică medicală
9 terbiu este utilizat în regulatorul aripilor de aeronave
10 erbiu este utilizat în telemetrul laser în afacerile militare
11 disprosiul este folosit ca sursă de iluminare pentru film și imprimare
12-ul holmiu este utilizat pentru fabricarea dispozitivelor de comunicații optice
13-tuliul este utilizat pentru diagnosticul clinic și tratamentul tumorilor
14 aditiv de yterbiu pentru elementul de memorie al computerului
Aplicarea lutețiului 15 în tehnologia bateriilor energetice
16 ytriu produce fire și componente de forță pentru aeronave
Scandiul este adesea folosit pentru a fabrica aliaje
Detaliile sunt următoarele:
1
Lantan (LA)
În Războiul din Golf, dispozitivul de vedere nocturnă cu lantan, elementul rar al pământurilor, a devenit sursa covârșitoare a tancurilor americane. Imaginea de mai sus prezintă pulbere de clorură de lantan.(Harta datelor)
Lantanul este utilizat pe scară largă în materiale piezoelectrice, materiale electrotermice, materiale termoelectrice, materiale magnetorezistive, materiale luminescente (pulbere albastră), materiale de stocare a hidrogenului, sticlă optică, materiale laser, diverse materiale din aliaje etc. Lantanul este utilizat și în catalizatori pentru prepararea multor produse chimice organice. Oamenii de știință au numit lantanul „supercalciu” pentru efectul său asupra culturilor.
2
Ceriu (CE)
Ceriul poate fi utilizat ca și catalizator, electrod de arc și sticlă specială. Aliajul de ceriu este rezistent la căldură ridicată și poate fi utilizat pentru a fabrica piese de propulsie cu reacție.(Harta datelor)
(1) Ceriul, ca aditiv pentru sticlă, poate absorbi razele ultraviolete și infraroșii și a fost utilizat pe scară largă în sticla automobilelor. Nu numai că poate preveni razele ultraviolete, dar poate și reduce temperatura din interiorul mașinii, economisind astfel energie electrică pentru aerul condiționat. Din 1997, ceriul a fost adăugat la toate sticlele auto din Japonia. În 1996, cel puțin 2000 de tone de ceriul au fost utilizate în sticla automobilelor și peste 1000 de tone în Statele Unite.
(2) În prezent, ceriul este utilizat în catalizatorul de purificare a gazelor de eșapament auto, care poate preveni eficient deversarea în aer a unei cantități mari de gaze de eșapament auto. Consumul de ceriu în Statele Unite reprezintă o treime din consumul total de pământuri rare.
(3) Sulfura de ceriu poate fi utilizată în pigmenți în locul plumbului, cadmiului și altor metale care sunt dăunătoare mediului și ființelor umane. Poate fi utilizată pentru colorarea materialelor plastice, a acoperirilor, a cernelii și a hârtiei. În prezent, compania lider este franceza Rhone Planck.
(4) CE: Sistemul laser LiSAF este un laser în stare solidă dezvoltat de Statele Unite. Poate fi utilizat pentru detectarea armelor biologice și a medicamentelor prin monitorizarea concentrației de triptofan. Ceriul este utilizat pe scară largă în multe domenii. Aproape toate aplicațiile din pământuri rare conțin ceriu. Cum ar fi pulberea de lustruit, materialele de stocare a hidrogenului, materialele termoelectrice, electrozii de ceriu-tungsten, condensatoarele ceramice, ceramica piezoelectrică, abrazivii din carbură de siliciu-ceriu, materiile prime pentru pile de combustie, catalizatorii pentru benzină, unele materiale magnetice permanente, diverse oțeluri aliate și metale neferoase.
3
Praseodim (PR)
Aliaj de praseodim și neodim
(1) Praseodimul este utilizat pe scară largă în construcția ceramicii și în ceramica de uz zilnic. Poate fi amestecat cu glazură ceramică pentru a obține glazură colorată și poate fi folosit și ca pigment pentru subglazură. Pigmentul este galben deschis, cu o culoare pură și elegantă.
(2) Se utilizează la fabricarea magneților permanenți. Folosind praseodim și neodim metalic ieftin în loc de neodim metalic pur pentru a realiza materialul magnetului permanent, rezistența la oxigen și proprietățile mecanice ale acestuia sunt evident îmbunătățite și poate fi procesat în magneți de diferite forme. Este utilizat pe scară largă în diverse dispozitive electronice și motoare.
(3) Utilizat în cracarea catalitică a petrolului. Activitatea, selectivitatea și stabilitatea catalizatorului pot fi îmbunătățite prin adăugarea de praseodim și neodim îmbogățite în sita moleculară zeolitică Y pentru a prepara catalizatorul de cracare a petrolului. China a început să îl utilizeze industrial în anii 1970, iar consumul este în creștere.
(4) Praseodimul poate fi utilizat și pentru lustruirea abrazivă. În plus, praseodimul este utilizat pe scară largă în domeniul fibrei optice.
4
Neodim (nd)
De ce poate fi găsit primul tanc M1? Tancul este echipat cu un telemetru laser Nd: YAG, care poate atinge o rază de acțiune de aproape 4000 de metri în lumină naturală.(Harta datelor)
Odată cu apariția praseodimului, a apărut și neodimul. Apariția neodimului a activat domeniul pământurilor rare, a jucat un rol important în domeniul pământurilor rare și a influențat piața pământurilor rare.
Neodim a devenit un punct fierbinte pe piață de mulți ani datorită poziției sale unice în domeniul pământurilor rare. Cel mai mare utilizator de metal neodim este materialul magnetic permanent NdFeB. Apariția magneților permanenți NdFeB a injectat o nouă vitalitate în domeniul tehnologiei de înaltă tehnologie a pământurilor rare. Magnetul NdFeB este numit „regele magneților permanenți” datorită produsului său de energie magnetică ridicată. Este utilizat pe scară largă în electronică, mașini și alte industrii datorită performanțelor sale excelente. Dezvoltarea cu succes a Spectrometrului Magnetic Alpha indică faptul că proprietățile magnetice ale magneților NdFeB în China au atins nivelul de clasă mondială. Neodim este utilizat și în materiale neferoase. Adăugarea a 1,5-2,5% neodim în aliajul de magneziu sau aluminiu poate îmbunătăți performanța la temperaturi ridicate, etanșeitatea la aer și rezistența la coroziune a aliajului. Este utilizat pe scară largă ca materiale aerospațiale. În plus, granatul de ytriu și aluminiu dopat cu neodim produce un fascicul laser cu unde scurte, care este utilizat pe scară largă în sudarea și tăierea materialelor subțiri cu grosimea sub 10 mm în industrie. În tratamentul medical, laserul Nd: YAG este utilizat pentru a îndepărta rănile chirurgicale sau pentru a dezinfecta rănile în loc de bisturiu. Neodimul este, de asemenea, utilizat pentru colorarea materialelor din sticlă și ceramică și ca aditiv pentru produsele din cauciuc.
5
Troliu (Pm)
Tuliul este un element radioactiv artificial produs de reactoarele nucleare (harta datelor)
(1) poate fi utilizat ca sursă de căldură. Furnizează energie auxiliară pentru detectarea vidului și a sateliților artificiali.
(2) Pm147 emite raze β de energie redusă, care pot fi utilizate pentru fabricarea bateriilor de cinele. Ca sursă de alimentare pentru instrumentele de ghidare a rachetelor și ceasurile. Acest tip de baterie are dimensiuni reduse și poate fi utilizat continuu timp de mai mulți ani. În plus, prometiul este utilizat și în instrumentele portabile cu raze X, prepararea fosforului, măsurarea grosimii și lămpile de semnalizare.
6
Samariu (Sm)
Samariu metalic (hartă de date)
Sm este galben deschis și este materia primă pentru magneții permanenți Sm-Co, iar magnetul Sm-Co este cel mai vechi magnet din pământuri rare utilizat în industrie. Există două tipuri de magneți permanenți: sistemul SmCo5 și sistemul Sm2Co17. La începutul anilor 1970, a fost inventat sistemul SmCo5, iar mai târziu a fost inventat sistemul Sm2Co17. Acum, cererea pentru acesta din urmă este prioritară. Puritatea oxidului de samariu utilizat în magneții de samariu-cobalt nu trebuie să fie prea mare. Având în vedere costul, se utilizează în principal aproximativ 95% din produse. În plus, oxidul de samariu este utilizat și în condensatoare și catalizatori ceramici. În plus, samariul are proprietăți nucleare, putând fi utilizat ca materiale structurale, materiale de ecranare și materiale de control pentru reactoarele de energie atomică, astfel încât energia uriașă generată de fisiunea nucleară poate fi utilizată în siguranță.
7
Europiu (Eu)
Pulbere de oxid de europiu (hartă de date)
Oxidul de europiu este utilizat în principal pentru fosfor (harta datelor)
În 1901, Eugene-Antole Demarcay a descoperit un nou element din „samarium”, numit europiu. Probabil că acesta este numit după cuvântul „Europa”. Oxidul de europiu este utilizat în principal pentru pulberea fluorescentă. Eu3+ este utilizat ca activator al fosforului roșu, iar Eu2+ este utilizat ca fosfor albastru. În prezent, Y2O2S:Eu3+ este cel mai bun fosfor în ceea ce privește eficiența luminoasă, stabilitatea acoperirii și costul de reciclare. În plus, este utilizat pe scară largă datorită îmbunătățirii tehnologiilor, cum ar fi îmbunătățirea eficienței luminoase și a contrastului. Oxidul de europiu a fost, de asemenea, utilizat ca fosfor cu emisie stimulată pentru noile sisteme de diagnostic medical cu raze X în ultimii ani. Oxidul de europiu poate fi utilizat și pentru fabricarea lentilelor colorate și a filtrelor optice, pentru dispozitive de stocare a bulelor magnetice și își poate demonstra talentul în materialele de control, materialele de ecranare și materialele structurale ale reactoarelor atomice.
8
Gadoliniu (Gd)
Gadoliniul și izotopii săi sunt cei mai eficienți absorbanți de neutroni și pot fi utilizați ca inhibitori ai reactoarelor nucleare. (harta datelor)
(1) Complexul său paramagnetic solubil în apă poate îmbunătăți semnalul imagistic RMN al corpului uman în tratamentul medical.
(2) Oxidul său de sulf poate fi utilizat ca grilă matricială a tubului osciloscopului și a ecranului cu raze X cu luminozitate specială.
(3) Gadoliniu în gadoliniu. Granatul de galiu este un substrat ideal pentru memoria cu bule.
(4) Poate fi utilizat ca mediu magnetic solid de refrigerare fără restricții de ciclu Camot.
(5) Se utilizează ca inhibitor pentru a controla nivelul reacției în lanț al centralelor nucleare, pentru a asigura siguranța reacțiilor nucleare.
(6) Se utilizează ca aditiv al magnetului de samariu-cobalt pentru a asigura că performanța nu se modifică odată cu temperatura.
9
Terbiu (Tb)
Pulbere de oxid de terbiu (hartă de date)
Aplicarea terbiului implică în mare parte domeniul high-tech, care este un proiect de vârf, cu utilizare intensivă a tehnologiei și a cunoștințelor, precum și un proiect cu beneficii economice remarcabile, cu perspective de dezvoltare atractive.
(1) Fosforii sunt utilizați ca activatori ai pulberii verzi în fosforii tricolori, cum ar fi matricea de fosfat activată de terbiu, matricea de silicat activată de terbiu și matricea de aluminat de ceriu-magneziu activată de terbiu, care emit lumină verde în stare excitată.
(2) Materiale de stocare magneto-optică. În ultimii ani, materialele magneto-optice pe bază de terbiu au atins scara producției de masă. Discurile magneto-optice realizate din pelicule amorfe de Tb-Fe sunt utilizate ca elemente de stocare a datelor în computere, iar capacitatea de stocare este crescută de 10~15 ori.
(3) Sticla magneto-optică, sticla rotatorie Faraday care conține terbiu, este materialul cheie pentru fabricarea rotatoarelor, izolatoarelor și anulatoarelor, care sunt utilizate pe scară largă în tehnologia laser. În special, dezvoltarea TerFenolului a deschis o nouă aplicație a Terfenolului, care este un material nou descoperit în anii 1970. Jumătate din acest aliaj este format din terbiu și disprosiu, uneori cu holmiu, iar restul este fier. Aliajul a fost dezvoltat pentru prima dată de Laboratorul Ames din Iowa, SUA. Când Terfenolul este plasat într-un câmp magnetic, dimensiunea sa se schimbă mai mult decât cea a materialelor magnetice obișnuite, ceea ce poate face posibile unele mișcări mecanice precise. Terbiul disprosiu (fierul) este utilizat inițial în principal în sonare și a fost utilizat pe scară largă în multe domenii în prezent. De la sistemul de injecție a combustibilului, controlul supapelor de lichid, micro-poziționare, până la actuatoare mecanice, mecanisme și regulatoare de aripă pentru telescoapele spațiale ale aeronavelor.
10
Dy (Dy)
Disprosiu metalic (hartă de date)
(1) Ca aditiv al magneților permanenți NdFeB, adăugarea a aproximativ 2~3% disprosiu la acest magnet poate îmbunătăți forța coercitivă a acestuia. În trecut, cererea de disprosiu nu era mare, dar odată cu creșterea cererii de magneți NdFeB, acesta a devenit un element aditiv necesar, iar gradul trebuie să fie de aproximativ 95~99,9%, iar cererea a crescut și ea rapid.
(2) Disprosiul este utilizat ca activator al fosforului. Disprosiul trivalent este un ion de activare promițător al materialelor luminescente tricolore cu un singur centru luminescent. Acesta constă în principal din două benzi de emisie, una este emisie de lumină galbenă, cealaltă este emisie de lumină albastră. Materialele luminescente dopate cu disprosiu pot fi utilizate ca fosfori tricolori.
(3) Disprosiul este o materie primă metalică necesară pentru prepararea aliajului de terfenol în aliaje magnetostrictive, care pot realiza anumite activități precise de mișcare mecanică. (4) Disprosiul metalic poate fi utilizat ca material de stocare magneto-optic cu viteză mare de înregistrare și sensibilitate de citire.
(5) Utilizată la prepararea lămpilor cu disprosiu, substanța de lucru utilizată în lămpile cu disprosiu este iodura de disprosiu, care are avantajele unei luminozități ridicate, culori bune, temperaturi de culoare ridicate, dimensiuni reduse, arc stabil etc. și a fost utilizată ca sursă de iluminare pentru film și imprimare.
(6) Disprosiul este utilizat pentru măsurarea spectrului energetic al neutronilor sau ca absorbant de neutroni în industria energiei atomice datorită ariei sale transversale mari de captare a neutronilor.
(7) Dy3Al5O12 poate fi utilizat și ca substanță magnetică de lucru pentru refrigerarea magnetică. Odată cu dezvoltarea științei și tehnologiei, domeniile de aplicare ale disprosiului vor fi extinse și extinse continuu.
11
Holmiu (Ho)
Aliaj Ho-Fe (hartă de date)
În prezent, domeniul de aplicare al fierului trebuie dezvoltat în continuare, iar consumul nu este foarte mare. Recent, Institutul de Cercetare a Pământurilor Rare din Baotou Steel a adoptat tehnologia de purificare prin distilare la temperatură înaltă și vid înalt și a dezvoltat Qin Ho/>RE>99,9% metal de înaltă puritate cu un conținut scăzut de impurități non-pământuri rare.
În prezent, principalele utilizări ale încuietorilor sunt:
(1) Ca aditiv al lămpilor cu halogen metalic, lampa cu halogen metalic este un tip de lampă cu descărcare în gaz, dezvoltată pe baza lămpii cu mercur de înaltă presiune, iar caracteristica sa este că becul este umplut cu diverse halogenuri de pământuri rare. În prezent, se utilizează în principal ioduri de pământuri rare, care emit linii spectrale diferite atunci când se descarcă în gaz. Substanța de lucru utilizată în lampa de fier este qiniodura. În zona arcului se poate obține o concentrație mai mare de atomi metalici, îmbunătățind astfel considerabil eficiența radiației.
(2) Fierul poate fi utilizat ca aditiv pentru înregistrarea fierului sau a granatului de miliarde de aluminiu.
(3) Granatul de aluminiu dopat cu Khin (Ho:YAG) poate emite laser de 2 µm, iar rata de absorbție a laserului de 2 µm de către țesuturile umane este mare, cu aproape trei ordine de mărime mai mare decât cea a Hd:YAG. Prin urmare, atunci când se utilizează laserul Ho:YAG în operații medicale, nu numai că se poate îmbunătăți eficiența și precizia operațiunii, dar se poate reduce și zona de deteriorare termică la o dimensiune mai mică. Fasciculul liber generat de cristalul de blocare poate elimina grăsimea fără a genera căldură excesivă. Pentru a reduce deteriorarea termică a țesuturilor sănătoase, se raportează că tratamentul glaucomului cu laser w în Statele Unite poate reduce durerea intervenției chirurgicale. Nivelul cristalului laser de 2 µm din China a atins nivel internațional, așa că este necesar să se dezvolte și să se producă acest tip de cristal laser.
(4) O cantitate mică de Cr poate fi adăugată și în aliajul magnetostrictiv Terfenol-D pentru a reduce câmpul extern necesar magnetizării de saturație.
(5) În plus, fibra dopată cu fier poate fi utilizată pentru a fabrica lasere cu fibră, amplificatoare cu fibră, senzori cu fibră și alte dispozitive de comunicații optice, care vor juca un rol mai important în comunicațiile rapide prin fibră optică de astăzi.
12
Erbiu (ER)
Pulbere de oxid de erbiu (diagramă informativă)
(1) Emisia de lumină a Er3+ la 1550nm este de o importanță deosebită, deoarece această lungime de undă se află la cea mai mică pierdere a fibrei optice în comunicațiile prin fibră optică. După ce este excitat de lumina de 980nm și 1480nm, ionul momeală (Er3+) trece de la starea fundamentală 4115/2 la starea de energie ridicată 4I13/2. Când Er3+ în starea de energie ridicată revine la starea fundamentală, emite lumină la 1550nm. Fibra de cuarț poate transmite lumină de diferite lungimi de undă. Cu toate acestea, rata de atenuare optică a benzii de 1550 nm este cea mai mică (0,15 dB/km), care este aproape limita inferioară a ratei de atenuare. Prin urmare, pierderea optică a comunicațiilor prin fibră optică este minimă atunci când este utilizată ca semnal luminos la 1550 nm. În acest fel, dacă concentrația adecvată de momeală este amestecată în matricea corespunzătoare, amplificatorul poate compensa pierderea în sistemul de comunicații conform principiului laserului. Prin urmare, în rețeaua de telecomunicații care trebuie să amplifice semnalul optic de 1550 nm, amplificatorul cu fibră dopată cu momeală este un dispozitiv optic esențial. În prezent, amplificatorul cu fibră de silice dopată cu momeală a fost comercializat. Se raportează că, pentru a evita absorbția inutilă, cantitatea de dopat în fibra optică este de zeci până la sute de ppm. Dezvoltarea rapidă a comunicațiilor prin fibră optică va deschide noi domenii de aplicare.
(2) (2) În plus, cristalul laser dopat cu momeală și laserul său de ieșire de 1730nm și 1550nm sunt sigure pentru ochii umani, au performanțe bune de transmisie atmosferică, o capacitate puternică de penetrare a fumului de pe câmpul de luptă, sunt securizate, nu sunt ușor de detectat de inamic și au un contrast mare al radiațiilor țintelor militare. Acesta a fost transformat într-un telemetru laser portabil, sigur pentru ochii umani în uz militar.
(3) (3) Er3+ poate fi adăugat în sticlă pentru a obține material laser din sticlă de pământuri rare, care este materialul laser solid cu cea mai mare energie de impuls de ieșire și cea mai mare putere de ieșire.
(4) Er3+ poate fi utilizat și ca ion activ în materialele laser cu conversie ascendentă din pământuri rare.
(5) (5) În plus, momeala poate fi utilizată și pentru decolorarea și colorarea sticlei de sticlă și a cristalului.
13
Tuliu (TM)
După ce este iradiat într-un reactor nuclear, tuliul produce un izotop care poate emite raze X, care pot fi utilizate ca sursă portabilă de raze X.(Harta datelor)
(1)TM este utilizat ca sursă de raze a unui aparat portabil cu raze X. După ce este iradiat într-un reactor nuclear,TMproduce un tip de izotop care poate emite raze X, ce pot fi folosite pentru a fabrica iradiatoare de sânge portabile. Acest tip de radiometru poate transforma yu-169 înTM-170 sub acțiunea fasciculului înalt și mediu și radiază raze X pentru a iradia sângele și a reduce numărul de leucocite. Aceste leucocite sunt cele care cauzează respingerea organelor transplantate, astfel încât să se reducă respingerea timpurie a organelor.
(2) (2)TMPoate fi utilizat și în diagnosticul clinic și tratamentul tumorilor datorită afinității sale ridicate pentru țesutul tumoral; pământurile rare grele sunt mai compatibile decât pământurile rare ușoare, în special afinitatea Yu este cea mai mare.
(3) (3) Sensibilizatorul cu raze X Laobr: br (albastru) este utilizat ca activator în fosforul ecranului de sensibilizare cu raze X pentru a spori sensibilitatea optică, reducând astfel expunerea și efectele nocive ale razelor X asupra oamenilor × Doza de radiații este de 50%, ceea ce are o semnificație practică importantă în aplicațiile medicale.
(4) (4) Lampa cu halogenuri metalice poate fi utilizată ca aditiv în noile surse de iluminat.
(5) (5) Tm3+ poate fi adăugat în sticlă pentru a obține material laser din sticlă de pământuri rare, care este materialul laser în stare solidă cu cel mai mare impuls de ieșire și cea mai mare putere de ieșire. Tm3+ poate fi utilizat și ca ion de activare al materialelor laser cu conversie ascendentă din pământuri rare.
14
Yterbiu (Yb)
Yterbiu metalic (hartă de date)
(1) Ca material de acoperire cu ecranare termică. Rezultatele arată că oglinda poate îmbunătăți în mod evident rezistența la coroziune a stratului de zinc electrodepus, iar dimensiunea granulelor stratului de acoperire cu oglindă este mai mică decât cea a stratului de acoperire fără oglindă.
(2) Ca material magnetostrictiv. Acest material are caracteristicile magnetostricției gigantice, adică expansiunea în câmp magnetic. Aliajul este compus în principal din aliaj oglindă/ferită și aliaj disprosiu/ferită, iar o anumită proporție de mangan este adăugată pentru a produce magnetostricție gigantică.
(3) Elementul oglindă utilizat pentru măsurarea presiunii. Experimentele arată că sensibilitatea elementului oglindă este ridicată în intervalul de presiune calibrat, ceea ce deschide o nouă cale pentru aplicarea oglinzii în măsurarea presiunii.
(4) Obturații pe bază de rășină pentru cavitățile molarilor, pentru a înlocui amalgamul de argint utilizat în mod obișnuit în trecut.
(5) Cercetătorii japonezi au finalizat cu succes pregătirea unui laser cu ghid de undă liniar încorporat din granat de baht de vanadiu dopat cu oglindă, ceea ce are o importanță deosebită pentru dezvoltarea ulterioară a tehnologiei laser. În plus, oglinda este utilizată și ca activator de pulbere fluorescentă, ceramică radio, aditiv pentru elemente de memorie electronică pentru computere (bule magnetice), flux de fibră de sticlă și aditiv pentru sticlă optică etc.
15
Lutețiu (Lu)
Pulbere de oxid de lutețiu (hartă de date)
Cristal de silicat de ytriu lutetiu (hartă de date)
(1) fabricarea unor aliaje speciale. De exemplu, aliajul de aluminiu cu lutețiu poate fi utilizat pentru analiza activării neutronice.
(2) Nuclizii de lutețiu stabili joacă un rol catalitic în cracarea, alchilarea, hidrogenarea și polimerizarea petrolului.
(3) Adăugarea de granat de ytriu-fier sau de ytriu-aluminiu poate îmbunătăți unele proprietăți.
(4) Materii prime pentru rezervorul magnetic cu bule.
(5) Un cristal funcțional compozit, tetraborat de aluminiu-ytriu-neodim dopat cu lutețiu, aparține domeniului tehnic al creșterii cristalelor prin răcire în soluție salină. Experimentele arată că cristalul NYAB dopat cu lutețiu este superior cristalului NYAB în ceea ce privește uniformitatea optică și performanța laser.
(6) S-a constatat că lutețiul are aplicații potențiale în afișajul electrocromic și în semiconductorii moleculari de dimensiuni reduse. În plus, lutețiul este utilizat și în tehnologia bateriilor energetice și ca activator de fosfor.
16
Ytriu (y)
Ytriul este utilizat pe scară largă, granatul de ytriu-aluminiu poate fi utilizat ca material laser, granatul de ytriu-fier este utilizat pentru tehnologia microundelor și transferul de energie acustică, iar vanadatul de ytriu dopat cu europiu și oxidul de ytriu dopat cu europiu sunt utilizate ca fosfori pentru televizoarele color. (harta datelor)
(1) Aditivi pentru oțel și aliaje neferoase. Aliajul FeCr conține de obicei 0,5-4% ytriu, ceea ce poate spori rezistența la oxidare și ductilitatea acestor oțeluri inoxidabile; Proprietățile complete ale aliajului MB26 sunt evident îmbunătățite prin adăugarea unei cantități adecvate de pământuri rare mixte bogate în ytriu, care pot înlocui unele aliaje de aluminiu de rezistență medie și pot fi utilizate în componentele solicitate ale aeronavelor. Adăugarea unei cantități mici de pământuri rare bogate în ytriu în aliajul Al-Zr poate îmbunătăți conductivitatea acestui aliaj; Aliajul a fost adoptat de majoritatea fabricilor de sârmă din China. Adăugarea de ytriu în aliajul de cupru îmbunătățește conductivitatea și rezistența mecanică.
(2) Materialul ceramic de nitrură de siliciu care conține 6% ytriu și 2% aluminiu poate fi utilizat pentru dezvoltarea de piese de motor.
(3) Fasciculul laser Nd: Y: Al: Granat cu o putere de 400 wați este utilizat pentru găurirea, tăierea și sudarea componentelor mari.
(4) Ecranul microscopului electronic compus din monocristal de granat Y-Al are o luminozitate fluorescentă ridicată, o absorbție redusă a luminii împrăștiate și o bună rezistență la temperaturi ridicate și la uzură mecanică.
(5) Aliajul structural cu conținut ridicat de ytriu, care conține 90% ytriu, poate fi utilizat în aviație și în alte locuri care necesită densitate scăzută și punct de topire ridicat.
(6) Materialul conductiv de protoni SrZrO3 dopat cu ytriu, care atrage multă atenție în prezent, este de mare importanță pentru producția de pile de combustie, celule electrolitice și senzori de gaz care necesită o solubilitate ridicată în hidrogen. În plus, ytriul este utilizat și ca material de pulverizare la temperatură înaltă, diluant pentru combustibilul reactoarelor atomice, aditiv pentru materialele magnetice permanente și agent de asimilare în industria electronică.
17
Scandiu (Sc)
Scandiu metalic (hartă de date)
Comparativ cu ytriul și elementele lantanide, scandiul are o rază ionică deosebit de mică și o alcalinitate a hidroxidului deosebit de slabă. Prin urmare, atunci când scandiul și elementele de pământuri rare sunt amestecate, scandiul va precipita mai întâi atunci când este tratat cu amoniac (sau alcali extrem de diluați), astfel încât poate fi ușor separat de elementele de pământuri rare prin metoda „precipitării fracționate”. O altă metodă este utilizarea descompunerii polarizante a nitratului pentru separare. Nitratul de scandiu este cel mai ușor de descompus, atingându-se astfel scopul separării.
Sc poate fi obținut prin electroliză. ScCl3, KCl și LiCl sunt co-topite în timpul rafinării scandiului, iar zincul topit este utilizat ca și catod pentru electroliză, astfel încât scandiul este precipitat pe electrodul de zinc, iar apoi zincul este evaporat pentru a obține scandiu. În plus, scandiul este ușor de recuperat la procesarea minereului pentru a produce uraniu, toriu și elemente lantanide. Recuperarea completă a scandiului asociat din minereul de tungsten și staniu este, de asemenea, una dintre sursele importante de scandiu. Scandiul este...doar în stare trivalentă în compus, care se oxidează ușor în Sc2O3 în aer, își pierde luciul metalic și se transformă în gri închis.
Principalele utilizări ale scandiului sunt:
(1) Scandiul poate reacționa cu apa fierbinte pentru a elibera hidrogen și este, de asemenea, solubil în acid, deci este un agent reducător puternic.
(2) Oxidul și hidroxidul de scandiu sunt doar alcaline, dar cenușa sa de sare poate fi cu greu hidrolizată. Clorura de scandiu este un cristal alb, solubil în apă și delicvescent în aer. (3) În industria metalurgică, scandiul este adesea utilizat pentru a produce aliaje (aditivi ai aliajelor) pentru a îmbunătăți rezistența, duritatea, rezistența la căldură și performanța aliajelor. De exemplu, adăugarea unei cantități mici de scandiu la fierul topit poate îmbunătăți semnificativ proprietățile fontei, în timp ce adăugarea unei cantități mici de scandiu la aluminiu poate îmbunătăți rezistența și rezistența la căldură a acestuia.
(4) În industria electronică, scandiul poate fi utilizat ca diverse dispozitive semiconductoare. De exemplu, aplicarea sulfitului de scandiu în semiconductori a atras atenția atât în țară, cât și în străinătate, iar ferita care conține scandiu este, de asemenea, promițătoare în...miezuri magnetice de calculator.
(5) În industria chimică, compusul scandiului este utilizat ca agent de dehidrogenare și deshidratare a alcoolilor, fiind un catalizator eficient pentru producerea de etilenă și clor din acid clorhidric rezidual.
(6) În industria sticlei se pot fabrica sticle speciale care conțin scandiu.
(7) În industria surselor de lumină electrică, lămpile cu scandiu și sodiu fabricate din scandiu și sodiu au avantajele unei eficiențe ridicate și a unei culori pozitive a luminii.
(8) Scandiul există în natură sub forma de 45Sc. În plus, există nouă izotopi radioactivi ai scandiului, și anume 40~44Sc și 46~49Sc. Printre aceștia, 46Sc, ca trasor, a fost utilizat în industria chimică, metalurgie și oceanografie. În medicină, există persoane din străinătate care studiază utilizarea 46Sc pentru tratarea cancerului.
Data publicării: 04 iulie 2022