Harvinaisten maametallien kulutusta maassa voidaan käyttää sen teollisuustason määrittämiseen. Kaikkia korkeita, tarkkoja ja edistyneitä materiaaleja, komponentteja ja laitteita ei voida erottaa harvinaisista metalleista. Miksi sama teräs tekee muista korroosionkestävämmäksi kuin sinä? Onko se sama työstötyökalu, että muut ovat kestävämpiä ja tarkempia kuin sinä? Onko se myös yksi kide, jonka muut voivat saavuttaa korkean lämpötilan 1650 ° C? Miksi jonkun muun lasilla on niin korkea taitekerroin? Miksi Toyota voi saavuttaa maailman korkeimman auton lämpötehokkuuden 41%? Nämä kaikki liittyvät harvinaisten metallien soveltamiseen.
Harvinaisten maametallien metallit, tunnetaan myös harvinaisten maametallien elementteinä, ovat kollektiivinen termi 17 elementilleskandium, yttrium, ja lantanidisarja jaksollisen taulukon IIIB -ryhmässä, jota yleisesti edustaa R tai RE. Skandiumia ja yttriumia pidetään harvinaisten maametallien elementteinä, koska ne esiintyvät usein samanaikaisesti lantanidielementtien kanssa mineraaliesiintymissä ja niillä on samanlaisia kemiallisia ominaisuuksia.
Toisin kuin sen nimellä, viitataan, harvinaisten maametallien elementtien runsaus (lukuun ottamatta prometiumia) kuoressa on melko korkea. Cerium sijoittuu 25. sijalle kuoren elementtien runsaudessa, mikä on 0,0068% (lähellä kuparia). Geokemiallisten ominaisuuksiensa vuoksi harvinaiset maametallit ovat kuitenkin harvoin rikastuttavia taloudellisesti hyödynnettävälle tasolle. Harvinaisten maametallien elementtien nimi on johdettu niiden niukkuudesta. Ensimmäinen harvinaisten maametallien mineraali, jonka ihmiset löysivät, oli Piiliberyllium yttriummalmi, joka oli uutettu kaivoksesta Iterbin kylässä, Ruotsissa, josta monet harvinaisten maametallien nimet olivat peräisin.
Heidän nimensä ja kemialliset symbolit ovatSC, Y, LA, CE, PR, ND, PM, SM, EU, GD, TB, DY, Ho, ER, TM, YB, YB ja Lu. Niiden atomiluku on 21 (SC), 39 (y), 57 (LA) - 71 (LU).
Harvinaisten maametallien elementtien löytöhistoria
Vuonna 1787 ruotsalainen CA Arrhenius löysi epätavallisen harvinaisen maan metallimaisen malmin pienestä Ytterbyn kaupungista Tukholman lähellä. Vuonna 1794 suomalainen J. Gadolin eristi siitä uuden aineen. Kolme vuotta myöhemmin (1797), Ruotsin Ag Ekeberg vahvisti tämän löytön ja nimitti uuden aineen ytttrian (Yttrium Earth) sen paikan jälkeen, jossa se löydettiin. Myöhemmin gadoliniitin muistoksi tämän tyyppistä malmia kutsuttiin gadoliniitiksi. Vuonna 1803 saksalaiset kemistit MH Klaproth, ruotsalaiset kemistit JJ Berzelius ja W. Hisinger löysivät uuden aineen - ceria - malmista (cerium -silikaatti malmi). Vuonna 1839 ruotsalainen CG Mosander löysi lantanumin. Vuonna 1843 Musander löysi taas terbiumin ja Erbiumin. Vuonna 1878 Sveitsin Marinac löysi Ytterbiumin. Vuonna 1879 ranskalaiset löysivät samariumin, ruotsalaiset löysivät Holmiumin ja Thuliumin, ja ruotsalaiset löysivät skandiumin. Vuonna 1880 Sveitsin Marinac löysi Gadoliniumin. Vuonna 1885 itävaltalainen A. von Wels Bach löysi Praseodymiumin ja Neodymiumin. Vuonna 1886 Bouvabadrand löysi dysprosin. Vuonna 1901 ranskalainen mies Ea Demarcay löysi europiumin. Vuonna 1907 ranskalainen mies G. Urban löysi lutetiumin. Vuonna 1947 Ja Marinskyn kaltaiset amerikkalaiset saivat promethiumia uraanin fissiotuotteista. Gadoliinin vuonna 1794 kului yli 150 vuotta Yttrium -maan erottamisesta prometiumin tuotantoon vuonna 1947.
Harvinaisten maametallien elementtien käyttö
Harvinaiset maametallittunnetaan nimellä "teolliset vitamiinit" ja niillä on korvaamattomia erinomaisia magneettisia, optisia ja sähköisiä ominaisuuksia, sillä on valtava rooli tuotteiden suorituskyvyn parantamisessa, tuotevalikoiman parantamisessa ja tuotannon tehokkuuden parantamisessa. Suuren vaikutuksensa ja pienen annostuksensa vuoksi harvoista maametallista on tullut tärkeä tekijä tuoterakenteen parantamisessa, teknologisen sisällön lisäämisessä ja teollisuuden teknologisen kehityksen edistämisessä. Niitä on käytetty laajasti aloilla, kuten metallurgia, sotilaallinen, petrokemian, lasikeramiikan, maatalouden ja uusien materiaalien.
Metallurginen teollisuus
Harvinainen maametallion käytetty metallurgisessa kentällä yli 30 vuotta, ja se on muodostanut suhteellisen kypsät tekniikat ja prosessit. Harvinaisten maametallien levitys teräs- ja ei-rautametalleissa on suuri ja laajakenttä, jolla on laajat näkymät. Harvinaisten maametallien, fluoridien ja terästen silikidien lisäämisellä voi olla merkitystä jalostuksessa, rikostenpoistossa, alhaisen sulamispisteen neutraloinnissa ja teräksen prosessointi suorituskyvyn parantamisessa; Harvinaisten maametallien piilaseoksen ja harvinaisten maametallien pii -magnesiumseoksia käytetään sferoidisoivina aineina harvinaisten maametallien raudan tuottamiseksi. Koska niiden erityinen soveltuvuus on monimutkaisten rautaosien tuottamiseksi erityisvaatimuksilla, tämän tyyppistä pallokadun rautaa käytetään laajasti mekaanisissa valmistusteollisuudessa, kuten autoissa, traktoreissa ja dieselmoottoreissa; Harvinaisten maametallien lisääminen ei-rautameoksisiin, kuten magnesium, alumiini, kupari, sinkki ja nikkeli, voivat parantaa seoksen fysikaalisia ja kemiallisia ominaisuuksia sekä parantaa sen huoneenlämpötilaa ja korkean lämpötilan mekaanisia ominaisuuksia.
Sotilaskenttä
Erinomaisten fysikaalisten ominaisuuksiensa, kuten valosähköisyyden ja magneettisuuden vuoksi, harvinaiset maametallit voivat muodostaa laajan valikoiman uusia materiaaleja, joilla on erilaiset ominaisuudet ja parantaa huomattavasti muiden tuotteiden laatua ja suorituskykyä. Siksi sitä kutsutaan "teollisuuskultaksi". Ensinnäkin harvinaisten maametallien lisääminen voi parantaa merkittävästi teräksen, alumiiniseosten, magnesiumseosten ja titaaniseosten taktista suorituskykyä, jota käytetään säiliöiden, lentokoneiden ja ohjusten valmistuksessa. Lisäksi harvinaista maametallia voidaan käyttää myös voiteluaineina monille korkean teknologian sovelluksille, kuten elektroniikka, laserit, ydinteollisuus ja suprajohtavuus. Kun armeijaa käytetään harvinaisen maametalliteknologiaa, se väistämättä saa aikaan harppauksen sotilastekniikassa. Tietyssä mielessä Yhdysvaltain armeijan ylivoimainen hallinta useissa paikallisissa sodissa kylmän sodan jälkeen sekä sen kyky tappaa vihollisia avoimesti rankaisematta, johtuu sen harvinaisesta maametallitekniikasta, kuten Superman.
Petrokemian teollisuus
Harvinaisten maametallien elementtejä voidaan käyttää molekyyliseulakatalyyttien valmistukseen petrokemian teollisuudessa, ja etuja, kuten korkea aktiivisuus, hyvä selektiivisyys ja voimakas vastustuskyky raskasmetallimyrkytyksille. Siksi ne ovat korvanneet alumiinisilikaattikatalyyttit öljykatalyyttisiin halkeamisprosesseihin; Synteettisen ammoniakin tuotantoprosessissa käytetään pientä määrää harvinaisten maametallit -nitraatteja kokakatalyyttinä ja sen kaasunkäsittelykapasiteetti on 1,5 kertaa suurempi kuin nikkelin alumiinikatalysaattorissa; CIS-1,4-polybutadieenikumin ja isopreenikumin syntetisoinnin prosessissa tuotteella, joka on saatu harvinaisella maamyymälällä sykloalkanoaatilla triisobutyylialumiinikatalyyttillä, on erinomainen suorituskyky, ja etuna on vähemmän laitteiden liimaripusta, vakaa toiminta ja lyhyt hoidon jälkeinen prosessi; Komposiitti harvinaisia maametallioksideja voidaan käyttää myös katalyytteinä polttomoottoreiden pakokaasun puhdistamiseen, ja cerium -teollisuusbensiiniä voidaan käyttää myös maalin kuivausaineena.
Lasikeraaminen
Harvinaisten maametallien elementtien soveltaminen Kiinan lasi- ja keraamisissa teollisuudessa on noussut keskimäärin 25 prosentilla vuodesta 1988 lähtien, ja se on saavuttanut noin 1600 tonnia vuonna 1998. Harvinaisten maametallien lasikeramiikka ei ole vain perinteisiä perusmateriaaleja teollisuudelle ja päivittäiselle elämälle, vaan myös korkean teknologian kentän merkittävä jäsen. Harvinaisia maametallioksideja tai jalostettuja harvinaisten maametallikonsentraatteja voidaan käyttää laajasti kiillotusjauheina optiseen lasiin, spektaakkelin linsseihin, kuvaputkiin, oskilloskooppiputkiin, litteään lasi-, muovi- ja metallisiin astioihin; Lasien sulamisprosessissa cerium -dioksidia voidaan käyttää voimakkaasti hapettumisvaikutukseen rautaan, vähentämällä lasin rautapitoisuutta ja saavuttaa tavoite poistaa vihreä väri lasista; Harvinaisten maametallioksidien lisääminen voi tuottaa optista lasia ja erityistä lasia erilaisiin tarkoituksiin, mukaan lukien lasi, joka voi absorboida ultraviolettisäteitä, happo- ja lämmönkestävää lasia, röntgenkestävää lasia jne.; Harvinaisten maametallien elementtien lisääminen keraamisiin ja posliinilasituksiin voi vähentää lasitusten pirstoutumista ja tehdä tuotteista, jotka esittävät eri värejä ja kiiltoja, mikä tekee niistä laajasti käytettyjä keramiikkateollisuudessa.
Maatalous
Tutkimustulokset osoittavat, että harvinaisten maametallien elementit voivat lisätä kasvien klorofyllipitoisuutta, parantaa fotosynteesiä, edistää juurten kehitystä ja lisätä juurten ravintoaineiden imeytymistä. Harvinaisten maametallien elementit voivat myös edistää siementen itämistä, lisätä siementen itävyyttä ja edistää taimen kasvua. Edellä mainittujen päätoimintojen lisäksi sillä on myös kyky parantaa tiettyjen viljelykasvien taudinkestävyyttä, kylmäkestävyyttä ja kuivuudenkestävyyttä. Lukuisat tutkimukset ovat myös osoittaneet, että harvinaisten maametallien elementtien sopivien pitoisuuksien käyttö voi edistää kasvien ravintoaineiden imeytymistä, muuntamista ja hyödyntämistä. Harvinaisten maametallien elementtien ruiskuttaminen voi lisätä omenan ja sitrushedelmien hiiren kokonaispitoisuutta ja sokerihapposuhdetta, edistäen hedelmien väriä ja varhaista kypsymistä. Ja se voi tukahduttaa hengitysvallan voimakkuuden varastoinnin aikana ja vähentää rappeutumisnopeutta.
Uusi materiaalikenttä
Harvinaisten maametallien neodyymirautaboorin pysyvä magneettimateriaali, jolla on korkea remanenssi, korkea pakko ja korkea magneettinen energiatuote, käytetään laajasti elektronisessa ja ilmailualan teollisuudessa ja tuuliturbiinien ajamisessa (erityisesti offshore -voimalaitoksissa); Granaattityyppisiä ferriittien yksittäisiä kiteitä ja monikiteitä, jotka on muodostettu yhdistelmällä puhtaita harvinaisia maametallioksideja ja ferrioksidia, voidaan käyttää mikroaalto- ja elektronisessa teollisuudessa; Yttrium-alumiini-granaatti ja neodyymilasi, joka on valmistettu korkean puhtaan neodyymioksidista, voidaan käyttää kiinteinä lasermateriaaleina; Harvinaisten maametallien heksaborideja voidaan käyttää katodimateriaaleina elektroniemissioon; Lanthanum Nickel Metal on äskettäin kehitetty vedyn varastointimateriaali 1970 -luvulla; Lantanum-kromaatti on korkean lämpötilan termoelektrinen materiaali; Tällä hetkellä ympäri maailmaa maat ovat tehneet läpimurtoja suprajohtavien materiaalien kehittämisessä käyttämällä bariumpohjaisia oksideja, jotka on modifioitu barium yttrium -kuparihapposelementeillä, jotka voivat saada suprajohteita nestemäisellä typen lämpötila -alueella. Lisäksi harvinaisia maamarjoja käytetään laajasti valaistusvalaisimissa menetelmillä, kuten fluoresoivalla jauheella, joka tehostaa seulon fluoresoivaa jauhetta, kolme ensisijaista väriä fluoresoivaa jauhetta ja kopioitua lamppujauhetta (mutta harvinaisten maametallien hintojen nousun aiheuttamien korkeiden kustannusten vuoksi niiden valaistusten sovellukset vähenevät vähitellen), samoin kuin elektroniset tuotteet, kuten projisointitelevisiot ja tablettit; Maataloudessa harvinaisten maametallien nitraatin vähäisten määrien soveltaminen kenttäkasveihin voi lisätä niiden satoa 5-10%; Kevyessä tekstiiliteollisuudessa harvinaisia maametalliklorideja käytetään myös laajasti parkitus turkissa, turkisvärjäyksessä, villavärjäyksessä ja maton värjäyksessä; Harvinaisten maametallien elementtejä voidaan käyttää autojen katalyyttisissä muuntimissa muuntaakseen tärkeimmät epäpuhtaudet myrkyttömäksi yhdisteeksi moottorin pakokaasun aikana.
Muut sovellukset
Harvinaisten maametallien elementtejä sovelletaan myös erilaisiin digitaalisiin tuotteisiin, mukaan lukien audiovisuaaliset, valokuvaus- ja viestintälaitteet, täyttävät useita vaatimuksia, kuten pienempiä, nopeampia, kevyempiä, pidempiä käyttöaikaa ja energiansäästöä. Samaan aikaan sitä on sovellettu myös useisiin aloihin, kuten vihreään energiaan, terveydenhuoltoon, vedenpuhdistukseen ja kuljetukseen.
Viestin aika: elokuu 16-2023