Die verbruik van seldsame aarde in 'n land kan gebruik word om die industriële vlak te bepaal. Enige hoë, presiese en gevorderde materiale, komponente en toerusting kan nie van seldsame metale geskei word nie. Waarom maak dieselfde staal ander meer korrosiebestand as jy? Is dit dieselfde masjiengereedskapspindel as wat ander duursamer en presies is as jy? Is dit ook 'n enkele kristal dat ander 'n hoë temperatuur van 1650 ° C kan bereik? Waarom het iemand anders se glas so 'n hoë brekingsindeks? Waarom kan Toyota die wêreld se hoogste motordoeltreffendheid van 41%bereik? Dit hou alles verband met die toepassing van seldsame metale.
Rare Aarde metale, ook bekend as seldsame aardelemente, is 'n kollektiewe term vir 17 elemente van dieskandium, yttrium, en Lanthanide -reekse in die periodieke Tabel IIIB -groep, wat gereeld deur r of re voorgestel word. Scandium en yttrium word as seldsame aardelemente beskou omdat dit dikwels saam bestaan met lantaniedelemente in minerale afsettings en soortgelyke chemiese eienskappe het.
In teenstelling met die naam daarvan, is die oorvloed van seldsame aarde -elemente (uitgesonderd Promethium) in die kors redelik hoog, met die 25ste plek in die oorvloed van korstelemente, wat 0,0068% (naby koper) uitmaak. Vanweë die geochemiese eienskappe daarvan word seldsame aardelemente egter selde tot 'n ekonomies ontginbare vlak verryk. Die naam van seldsame aardelemente is afgelei van hul skaarsheid. Die eerste seldsame aarde -mineraal wat deur mense ontdek is, was silikonberillium yttrium erts wat uit 'n myn in die dorpie Iterbi, Swede, onttrek is, waar baie seldsame aardname ontstaan het.
Hul name en chemiese simbole isSC, Y, LA, CE, PR, ND, PM, SM, EU, GD, TB, DY, HO, ER, TM, YB, YB, en LU. Hul atoomgetalle is 21 (SC), 39 (y), 57 (LA) tot 71 (LU).
Die ontdekkinggeskiedenis van seldsame aardelemente
In 1787 het die Sweedse Ca Arrhenius 'n ongewone seldsame aardmetaal -swart erts in die klein dorpie Ytterby naby Stockholm gevind. In 1794 het Finse J. Gadolin 'n nuwe stof daaruit geïsoleer. Drie jaar later (1797) het Sweedse Ag Ekeberg hierdie ontdekking bevestig en die nuwe stof Yttria (Yttrium Earth) genoem na die plek waar dit ontdek is. Later, ter nagedagtenis aan gadoliniet, word hierdie soort erts gadoliniet genoem. In 1803 het die Duitse chemici MH Klaproth, Sweedse chemici JJ Berzelius, en W. Hisinger 'n nuwe stof - Ceria - van 'n erts (Cerium Silicate Ots) ontdek. In 1839 ontdek die Swede CG Mosander Lanthanum. In 1843 ontdek Musander weer Terbium en Erbium. In 1878 ontdek Swiss Marinac Ytterbium. In 1879 ontdek die Franse Samarium, die Sweedse ontdek Holmium en Thulium, en die Sweedse ontdek Scandium. In 1880 ontdek Swiss Marinac gadolinium. In 1885 ontdek die Oostenrykse A. Von Wels Bach praseodymium en neodymium. In 1886 ontdek Bouvabadrand disprosium. In 1901 ontdek die Franse man EA DeMarcay Europium. In 1907 ontdek die Franse man G. Urban Lutetium. In 1947 het Amerikaners soos JA Marinsky promethium van uraan -splitsingsprodukte verkry. Dit het meer as 150 jaar geduur van die skeiding van Yttrium Earth deur Gadolin in 1794 tot die produksie van Promethium in 1947.
Toepassing van seldsame aardelemente
Skaars aarde -elementestaan bekend as "industriële vitamiene" en het onvervangbare uitstekende magnetiese, optiese en elektriese eienskappe, wat 'n groot rol speel in die verbetering van die produkprestasie, die verhoging van die produk en die verbetering van die produksiedoeltreffendheid. Vanweë die groot effek en lae dosis, het seldsame aarde 'n belangrike element geword in die verbetering van die produkstruktuur, die verhoging van tegnologiese inhoud en die bevordering van tegnologiese vooruitgang in die bedryf. Dit word wyd gebruik in velde soos metallurgie, militêre, petrochemiese, glaskeramiek, landbou en nuwe materiale.
Metallurgiese industrie
Skaars aardeis al meer as 30 jaar in die metallurgiese veld toegepas en het relatief volwasse tegnologieë en prosesse gevorm. Die toepassing van seldsame aarde in staal en nie-ysterhoudende metale is 'n groot en wye veld met breë vooruitsigte. Die toevoeging van seldsame aardmetale, fluoriede en silikdoorde tot staal kan 'n rol speel in die verfyning, desulfurisasie, neutralisering van lae smeltpunt skadelike onsuiwerhede en die verbetering van die verwerkingsprestasie van staal; Skaars aardsilikon -ysterlegering en seldsame aardse silikonmagnesiumlegering word as sferoidiserende middels gebruik om seldsame aarde -yster te produseer. Vanweë hul spesiale geskiktheid vir die vervaardiging van komplekse smeebare ysteronderdele met spesiale vereistes, word hierdie tipe smeebare yster wyd gebruik in meganiese vervaardigingsbedrywe soos motors, trekkers en dieselenjins; Deur seldsame aardmetale by nie-ysterhoudende legerings soos magnesium, aluminium, koper, sink en nikkel te voeg, kan die fisiese en chemiese eienskappe van die legering verbeter, sowel as die kamertemperatuur en meganiese eienskappe met 'n hoë temperatuur verbeter.
Militêre veld
Vanweë die uitstekende fisiese eienskappe soos foto -elektrisiteit en magnetisme, kan seldsame aarde 'n wye verskeidenheid nuwe materiale met verskillende eienskappe vorm en die kwaliteit en prestasie van ander produkte aansienlik verbeter. Daarom staan dit bekend as "industriële goud". Eerstens kan die toevoeging van seldsame aarde die taktiese werkverrigting van staal, aluminiumlegerings, magnesiumlegerings en titaniumlegerings aansienlik verbeter wat gebruik word in die vervaardiging van tenks, vliegtuie en missiele. Daarbenewens kan seldsame aarde ook as smeermiddels gebruik word vir baie hoë-tegnologie-toepassings soos elektronika, lasers, kernbedryf en supergeleiding. Sodra seldsame aardtegnologie in die militêre gebruik word, sal dit onvermydelik 'n sprong in militêre tegnologie bewerkstellig. In 'n sekere sin is die oorweldigende beheer van die Amerikaanse weermag in verskeie plaaslike oorloë na die Koue Oorlog, sowel as die vermoë om vyande met straffeloosheid openlik dood te maak, uit sy seldsame aardtegnologie, soos die Superman.
Petrochemiese industrie
Skaars aardelemente kan gebruik word om molekulêre sifkatalisators in die petrochemiese industrie te maak, met voordele soos hoë aktiwiteit, goeie selektiwiteit en sterk weerstand teen swaar metaalvergiftiging. Daarom het hulle aluminiumsilikaatkatalisators vervang vir petroleumkatalitiese kraakprosesse; In die produksieproses van sintetiese ammoniak word 'n klein hoeveelheid seldsame aardnitraat as 'n kokatalisator gebruik, en die gasverwerkingsvermoë is 1,5 keer groter as dié van nikkel -aluminiumkatalisator; In die proses om cis-1,4-polibutadiene rubber en isopreenrubber te sintetiseer, het die produk wat verkry is met behulp van 'n seldsame aard cycloalkanoate triisobutyl aluminiumkatalisator uitstekende werkverrigting, met voordele soos minder toerusting wat kleef, stabiele werking en kort na-behandeling proses; Saamgestelde seldsame aardoksiede kan ook as katalisators gebruik word vir die suiwering van uitlaatgas van binnebrandenjins, en seriumnaftenaat kan ook as 'n verfdroogmiddel gebruik word.
Glas-keramiek
Die toepassing van seldsame aardelemente in die glas- en keramiekbedryf in China het sedert 1988 met 'n gemiddelde koers van 25% toegeneem en het in 1998 ongeveer 1600 ton bereik. Rare Earth Glass-keramiek is nie net tradisionele basiese materiale vir die nywerheid en die daaglikse lewe nie, maar ook 'n belangrike lid van die hoë-tegnologie-veld. Skaars aardoksiede of verwerkte seldsame aardkonsentrate kan wyd gebruik word as poleerpoeiers vir optiese glas, skouspellense, prentbuise, ossilloskoopbuise, plat glas, plastiek en metaaltafel; In die proses van smeltglas kan seriumdioksied gebruik word om 'n sterk oksidasie -effek op yster te hê, wat die ysterinhoud in die glas verminder en die doelwit bereik om die groen kleur uit die glas te verwyder; Die byvoeging van seldsame aardoksiede kan optiese glas en spesiale glas vir verskillende doeleindes produseer, insluitend glas wat ultravioletstrale, suur- en hittebestande glas, x-straalbestande glas, ens. Opneem; Deur seldsame aardelemente by keramiek- en porseleinglasbane te voeg, kan dit die fragmentering van glasure verminder en produkte verskillende kleure en glans bied, wat dit wyd gebruik in die keramiekbedryf.
Landbou
Die navorsingsresultate dui aan dat seldsame aardelemente die chlorofilinhoud van plante kan verhoog, fotosintese kan verbeter, wortelontwikkeling kan bevorder en die opname van voedingstowwe deur wortels kan verhoog. Skaars aardelemente kan ook saadontkieming bevorder, saadontkiemingstempo verhoog en saailinggroei bevorder. Benewens die hooffunksies hierbo genoem, het dit ook die vermoë om die weerstand teen siektes, koue weerstand en droogte -weerstand van sekere gewasse te verbeter. Talle studies het ook getoon dat die gebruik van toepaslike konsentrasies seldsame aardelemente die absorpsie, transformasie en gebruik van voedingstowwe deur plante kan bevorder. Die bespuiting van seldsame aardelemente kan die VC -inhoud, die totale suikerinhoud en suikersuurverhouding van appel- en sitrusvrugte verhoog, wat vrugte -kleur en vroeë rypwording bevorder. En dit kan die respiratoriese intensiteit tydens opberging onderdruk en die vervalstempo verminder.
Nuwe materiaalveld
Skaars aardse neodymium -ysterboor Permanente magneetmateriaal, met 'n hoë herinnering, hoë dwang en 'n hoë magnetiese energieproduk, word wyd gebruik in die elektroniese en lug- en ruimtevaartbedrywe en windturbines (veral geskik vir buitelandse kragsentrales); Garnettipe ferriet enkelkristalle en polikristalle gevorm deur die kombinasie van suiwer seldsame aardoksiede en ferrietoksied kan in die mikrogolf- en elektroniese industrie gebruik word; Yttrium aluminium granaat en neodymiumglas van neodymium-oksied met 'n hoë suiwerheid kan as soliede lasermateriaal gebruik word; Skaars aarde -hexaborides kan as katodemateriaal vir elektronemissie gebruik word; Lanthanum nikkelmetaal is 'n nuut ontwikkelde waterstofopbergingsmateriaal in die 1970's; Lanthanum chromaat is 'n hoë temperatuur termoelektriese materiaal; Tans het lande regoor die wêreld deurbrake gemaak in die ontwikkeling van supergeleidende materiale deur gebruik te maak van barium -gebaseerde oksiede wat met barium yttrium -koper -suurstofelemente gemodifiseer is, wat supergeleiers in die vloeibare stikstoftemperatuurbereik kan verkry. Daarbenewens word seldsame aarde wyd gebruik in die lig van ligbronne deur metodes soos fluoresserende poeier, die versterking van die fluoresserende poeier van die skerm, drie primêre kleure fluoresserende poeier en kopie -lamppoeier (maar as gevolg van die hoë koste wat veroorsaak word deur die styging in seldsame aardpryse, hul toepassings in ligte; In die landbou kan die toepassing van spoorhoeveelhede seldsame aardnitraat op veldgewasse hul opbrengs met 5-10%verhoog; In die ligte tekstielbedryf word seldsame aardchloriede ook wyd gebruik in looiery, bontverf, wolverf en tapytverf; Skaars aardelemente kan in katalitiese omsetters van die motor gebruik word om groot besoedelende stowwe in nie-giftige verbindings tydens enjinuitlaat te omskep.
Ander toepassings
Skaars aardelemente word ook op verskillende digitale produkte toegepas, waaronder oudiovisuele, fotografie- en kommunikasietoestelle, voldoen aan verskeie vereistes soos kleiner, vinniger, ligter, langer gebruikstyd en energiebesparing. Terselfdertyd is dit ook toegepas op verskeie velde soos groen energie, gesondheidsorg, watersuiwering en vervoer.
Postyd: Augustus tot 2023 Augustus