Forbruget af sjældne jordarter i et land kan bruges til at bestemme dets industrielle niveau. Eventuelle høje, præcise og avancerede materialer, komponenter og udstyr kan ikke adskilles fra sjældne metaller. Hvorfor er det, at det samme stål gør andre mere korrosionsbestandige end dig? Er det den samme maskinværktøjsspindel, som andre er mere holdbare og præcise end dig? Er det også en enkelt krystal, at andre kan nå en høj temperatur på 1650 ° C? Hvorfor har en andens glas et så højt brydningsindeks? Hvorfor kan Toyota opnå verdens højeste biltermiske effektivitet på 41%? Disse er alle relateret til anvendelsen af sjældne metaller.
Sjældne jordmetaller, også kendt som sjældne jordelementer, er en kollektiv betegnelse for 17 elementer afScandium, yttrium, og lanthanid -serien i den periodiske tabel IIIB -gruppe, ofte repræsenteret af R eller RE. Scandium og yttrium betragtes som sjældne jordelementer, fordi de ofte sameksisterer med lanthanidelementer i mineralaflejringer og har lignende kemiske egenskaber.
I modsætning til navnet indebærer, er forekomsten af sjældne jordelementer (ekskl. Promethium) i skorpen ret høj, med cerium, der rangerer 25. i overflod af skorpelementer, der tegner sig for 0,0068% (tæt på kobber). På grund af dets geokemiske egenskaber beriges sjældne jordelementer sjældent til et økonomisk udnytteligt niveau. Navnet på sjældne jordelementer er afledt af deres knaphed. Den første sjældne jordmineral, der blev opdaget af mennesker, var silicium beryllium yttriummalm ekstraheret fra en mine i landsbyen Iterbi, Sverige, hvor mange sjældne jordelementnavne stammer fra.
Deres navne og kemiske symboler erSC, Y, LA, CE, PR, ND, PM, SM, EU, GD, TB, DY, HO, ER, TM, YB, YB og LU. Deres atomnumre er 21 (SC), 39 (y), 57 (LA) til 71 (LU).
Opdagelseshistorien om sjældne jordelementer
I 1787 fandt den svenske CA Arrhenius en usædvanlig sjælden jordmetal sort malm i den lille by Ytterby nær Stockholm. I 1794 isolerede finsk J. Gadolin et nyt stof derfra. Tre år senere (1797) bekræftede den svenske Ag Ekeberg denne opdagelse og navngav det nye stof yttria (yttrium jord) efter det sted, hvor det blev opdaget. Senere, til minde om gadolinit, blev denne type malm kaldet gadolinit. I 1803 opdagede tyske kemikere MH Klaproth, svenske kemikere JJ Berzelius og W. Hisinger et nyt stof - Ceria - fra en malm (ceriumsilikatmalm). I 1839 opdagede svensken CG Mosander Lanthanum. I 1843 opdagede Musander igen Terbium og Erbium. I 1878 opdagede Swiss Marinac Ytterbium. I 1879 opdagede franskmændene Samarium, den svenske opdagede Holmium og Thulium, og det svenske opdagede Scandium. I 1880 opdagede Swiss Marinac Gadolinium. I 1885 opdagede østrigsk A. von Wels Bach Praseodymium og Neodymium. I 1886 opdagede Bouvabadrand Dysprosium. I 1901 opdagede den franske mand Ea DeMarcay Europium. I 1907 opdagede den franske mand G. Urban Lutetium. I 1947 opnåede amerikanere som Ja Marinsky Promethium fra uranfissionsprodukter. Det tog over 150 år fra adskillelsen af Yttrium Earth af Gadolin i 1794 til produktionen af Promethium i 1947.
Anvendelse af sjældne jordelementer
Sjældne jordelementerer kendt som "industrielle vitaminer" og har uerstattelige fremragende magnetiske, optiske og elektriske egenskaber, der spiller en enorm rolle i at forbedre produktydelsen, øge produktsorten og forbedre produktionseffektiviteten. På grund af dens store virkning og lave dosering er sjældne jordarter blevet et vigtigt element i forbedring af produktstrukturen, stigende teknologisk indhold og fremme af teknologiske fremskridt. De er blevet vidt brugt inden for felter som metallurgi, militær, petrokemisk, glaskeramik, landbrug og nye materialer.
Metallurgisk industri
Sjælden jorder blevet anvendt i det metallurgiske felt i mere end 30 år og har dannet relativt modne teknologier og processer. Anvendelsen af sjælden jord i stål og ikke-jernholdige metaller er et stort og vidtgående felt med brede udsigter. Tilsætningen af sjældne jordmetaller, fluorider og silicider til stål kan spille en rolle i raffinering, desulfurisering, neutralisering af lavt smeltepunkt skadelige urenheder og forbedring af behandlingen af stål; Sjælden jord silicium jernlegering og sjældne jordsiliciummagnesiumlegering anvendes som sfæroidiseringsmidler til at producere sjældne jordduktil jern. På grund af deres specielle egnethed til at fremstille komplekse duktile jerndele med særlige krav, bruges denne type duktil jern i vid udstrækning i mekaniske fremstillingsindustrier såsom biler, traktorer og dieselmotorer; Tilføjelse af sjældne jordmetaller til ikke-jernholdige legeringer såsom magnesium, aluminium, kobber, zink og nikkel kan forbedre de fysiske og kemiske egenskaber ved legeringen samt forbedre dets mekaniske egenskaber for stuetemperatur og højtemperatur.
Militært felt
På grund af dets fremragende fysiske egenskaber såsom fotoelektricitet og magnetisme, kan sjældne jordarter danne en lang række nye materialer med forskellige egenskaber og forbedre andre produkters kvalitet og ydeevne. Derfor er det kendt som "industrielt guld". For det første kan tilsætningen af sjældne jordarter markant forbedre den taktiske ydelse af stål, aluminiumslegeringer, magnesiumlegeringer og titanlegeringer, der bruges til fremstilling af tanke, fly og missiler. Derudover kan sjældne jordarter også bruges som smøremidler til mange højteknologiske applikationer såsom elektronik, lasere, nuklear industri og superledningsevne. Når en sjælden jordteknologi er brugt i militæret, vil den uundgåeligt medføre et spring i militær teknologi. I en bestemt forstand stammer den overvældende kontrol over det amerikanske militær i flere lokale krige efter den kolde krig såvel som dens evne til åbent at dræbe fjender med straffrihed fra dens sjældne jordteknologi, såsom Superman.
Petrokemisk industri
Sjældne jordelementer kan bruges til at fremstille molekylær sigte katalysatorer i den petrokemiske industri med fordele som høj aktivitet, god selektivitet og stærk modstand mod tungmetalforgiftning. Derfor har de erstattet aluminiumsilikatkatalysatorer til petroleumskatalytiske krakningsprocesser; I produktionsprocessen med syntetisk ammoniak anvendes en lille mængde sjælden jordnitrat som kokatalysator, og dens gasforarbejdningskapacitet er 1,5 gange større end for nikkelaluminiumskatalysator; I processen med at syntetisere CIS-1,4-polybutadiene gummi og isopren gummi har det produkt, der opnås ved hjælp af en sjælden jordcykloalkanoat triisobutylaluminiumskatalysator, fremragende ydelse, med fordele såsom mindre udstyrs klæbende hængende, stabil drift og kort efterbehandlingsproces; Sammensatte sjældne jordoxider kan også bruges som katalysatorer til rensende udstødningsgas fra forbrændingsmotorer, og ceriumnaphthenat kan også bruges som malingstørringsmiddel.
Glas-keramisk
Anvendelsen af sjældne jordelementer i Kinas glas- og keramiske industri er steget med en gennemsnitlig sats på 25% siden 1988 og nåede ca. 1600 tons i 1998. Sjælden jordglaskeramik er ikke kun traditionelle basismaterialer til industri og dagligdag, men også et stort medlem af det højteknologiske felt. Sjældne jordoxider eller forarbejdede sjældne jordkoncentrater kan bruges i vid udstrækning som poleringspulvere til optisk glas, brillerlinser, billedrør, oscilloskoprør, fladt glas, plast og metalbordsartikler; I processen med smeltende glas kan ceriumdioxid bruges til at have en stærk oxidationseffekt på jern, reducere jernindholdet i glasset og nå målet om at fjerne den grønne farve fra glasset; Tilføjelse af sjældne jordoxider kan producere optisk glas og specielt glas til forskellige formål, herunder glas, der kan absorbere ultraviolette stråler, syre- og varmebestandigt glas, røntgenbestandigt glas osv.; Tilføjelse af sjældne jordelementer til keramiske og porcelænsglasurer kan reducere fragmenteringen af glasurer og få produkter til at præsentere forskellige farver og glans, hvilket gør dem vidt brugt i den keramiske industri.
Landbrug
Forskningsresultaterne indikerer, at sjældne jordelementer kan øge klorofyllindholdet i planter, forbedre fotosyntesen, fremme rodudvikling og øge næringsstofabsorptionen ved rødder. Sjældne jordelementer kan også fremme frø spiring, øge frø spiringshastighed og fremme frøplantningsvækst. Ud over de vigtigste funktioner, der er nævnt ovenfor, har det også evnen til at forbedre sygdomsmodstanden, kold modstand og tørkebestandighed af visse afgrøder. Talrige undersøgelser har også vist, at brugen af passende koncentrationer af sjældne jordelementer kan fremme absorption, transformation og anvendelse af næringsstoffer fra planter. Sprøjtning af sjældne jordelementer kan øge VC -indholdet, det samlede sukkerindhold og sukkersyreforholdet mellem æble- og citrusfrugter, der fremmer frugtfarve og tidlig modning. Og det kan undertrykke respirationsintensitet under opbevaring og reducere forfaldshastighed.
Nyt materialefelt
Sjælden Earth Neodymium Iron Boron Permanent Magnet Material, med høj remanens, høj tvang og højt magnetisk energiprodukt, er vidt brugt i de elektroniske og rumfartsindustrier og drivende vindmøller (især egnet til offshore kraftværker); Garnet type ferrittekrystaller og polykrystaller dannet af kombinationen af rene sjældne jordoxider og ferroxid kan bruges i mikrobølgeovnen og elektroniske industrier; Yttrium aluminium granat og neodymiumglas lavet af neodymiumoxid med høj renhed kan bruges som faste lasermaterialer; Sjældne jordhexaborider kan bruges som katodematerialer til elektronemission; Lanthanum Nickel Metal er et nyudviklet brintopbevaringsmateriale i 1970'erne; Lanthanum-kromat er et termoelektrisk materiale med høj temperatur; På nuværende tidspunkt har lande over hele verden foretaget gennembrud i udviklingen af superledende materialer ved hjælp af bariumbaserede oxider modificeret med barium yttrium kobberoxygenelementer, som kan opnå superledere i det flydende nitrogentemperaturområde. Derudover bruges sjældne jordarter i vid udstrækning i lysende lyskilder gennem metoder, såsom fluorescerende pulver, intensivering af skærmfluorescerende pulver, tre primære farvefluorescerende pulver og kopieringslampepulver (men på grund af de høje omkostninger, der er forårsaget af stigningen i sjældne jordpriser, falder deres anvendelser i belysning gradvist), samt elektroniske produkter, såsom projicerings -tv og tabler; I landbruget kan anvendelse af spormængder af sjælden jordnitrat på markafgrøder øge deres udbytte med 5-10%; I den lette tekstilindustri anvendes sjældne jordchlorider også vidt brugt til garvning af pels, pelsfarvning, uldfarvning og tæppefarvning; Sjældne jordelementer kan bruges i bilkatalytiske konvertere til at omdanne større forurenende stoffer til ikke-toksiske forbindelser under motorudstødning.
Andre applikationer
Sjældne jordelementer anvendes også til forskellige digitale produkter, herunder audiovisuel, fotografering og kommunikationsenheder, der opfylder flere krav såsom mindre, hurtigere, lettere, længere brugstid og energibesparelse. På samme tid er det også blevet anvendt på flere felter såsom grøn energi, sundhedsvæsen, vandrensning og transport.
Posttid: Aug-16-2023