Retzemju metālu patēriņu valstī var izmantot, lai noteiktu tās rūpniecisko līmeni.Jebkurus augstas kvalitātes, precīzus un modernus materiālus, sastāvdaļas un aprīkojumu nevar atdalīt no retajiem metāliem.Kāpēc tas pats tērauds padara citus izturīgākus pret koroziju nekā jūs?Vai tā ir tā pati darbgalda vārpsta, ko citi ir izturīgāki un precīzāki par jums?Vai tas ir arī viens kristāls, kas citiem var sasniegt augstu temperatūru 1650 ° C?Kāpēc kāda cita stiklam ir tik augsts refrakcijas indekss?Kāpēc Toyota var sasniegt pasaulē augstāko automobiļu siltuma efektivitāti 41% apmērā?Tie visi ir saistīti ar reto metālu izmantošanu.
Retzemju metāli, kas pazīstams arī kā retzemju elementi, ir kolektīvs apzīmējums 17 elementiemskandijs, itrijs, un lantanīda sērijas periodiskās tabulas IIIB grupā, ko parasti apzīmē ar R vai RE.Skandijs un itrijs tiek uzskatīti par retzemju elementiem, jo tie bieži vien pastāv līdzās lantanīda elementiem minerālu atradnēs un tiem ir līdzīgas ķīmiskās īpašības.
Atšķirībā no nosaukuma, retzemju elementu (izņemot prometiju) daudzums garozā ir diezgan augsts, cērijs ierindojas 25. vietā pēc garozas elementu pārpilnības, veidojot 0,0068% (tuvu vara).Tomēr retzemju elementi to ģeoķīmisko īpašību dēļ reti tiek bagātināti līdz ekonomiski izmantojamam līmenim.Retzemju elementu nosaukums ir cēlies no to trūkuma.Pirmais retzemju minerāls, ko atklāja cilvēki, bija silīcija berilija itrija rūda, kas iegūta no raktuvēm Iterbi ciematā, Zviedrijā, kur radušies daudzi retzemju elementu nosaukumi.
To nosaukumi un ķīmiskie simboli irSc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Yb un Lu.To atomu skaitļi ir 21 (Sc), 39 (Y), 57 (La) līdz 71 (Lu).
Retzemju elementu atklāšanas vēsture
1787. gadā zviedru CA Arrhenius mazajā Iterbijas pilsētiņā netālu no Stokholmas atrada neparastu retzemju metālu melno rūdu.1794. gadā soms J. Gadolins no tā izdalīja jaunu vielu.Trīs gadus vēlāk (1797. gadā) zviedru AG Ekeberg apstiprināja šo atklājumu un nosauca jauno vielu itrija (itrija zeme) pēc vietas, kur tā tika atklāta.Vēlāk, pieminot gadolinītu, šo rūdas veidu sauca par gadolīnu.1803. gadā vācu ķīmiķi MH Klaprots, zviedru ķīmiķi JJ Berzēliuss un V. Hisingers no rūdas (cērija silikāta rūdas) atklāja jaunu vielu – ceriju.1839. gadā zviedrs CG Mosander atklāja lantānu.1843. gadā Musanders atkal atklāja terbiju un erbiju.1878. gadā šveicietis Marinaks atklāja iterbiju.1879. gadā franči atklāja samāriju, zviedri – holmiju un tūliju, bet zviedri – skandiju.1880. gadā šveicietis Marinaks atklāja gadolīniju.1885. gadā austrietis A. fon Velss Bahs atklāja prazeodīmu un neodīmu.1886. gadā Bouvabadrand atklāja disproziju.1901. gadā franču vīrietis EA Demarkay atklāja eiropiju.1907. gadā francūzis G. Urbans atklāja lutēciju.1947. gadā amerikāņi, piemēram, JA Marinskis, ieguva prometiju no urāna skaldīšanas produktiem.No itrija zemes atdalīšanas, ko veica Gadolins 1794. gadā, līdz prometija ražošanai 1947. gadā pagāja vairāk nekā 150 gadi.
Retzemju elementu pielietojums
Retzemju elementiir pazīstami kā "rūpnieciskie vitamīni", un tiem ir neaizvietojamas lieliskas magnētiskās, optiskās un elektriskās īpašības, kurām ir milzīga nozīme produktu veiktspējas uzlabošanā, produktu daudzveidības palielināšanā un ražošanas efektivitātes uzlabošanā.Pateicoties lielajai iedarbībai un mazajai devai, retzemju metāli ir kļuvuši par svarīgu elementu produktu struktūras uzlabošanā, tehnoloģiskā satura palielināšanā un nozares tehnoloģiskā progresa veicināšanā.Tie ir plaši izmantoti tādās jomās kā metalurģija, militārā rūpniecība, naftas ķīmija, stikla keramika, lauksaimniecība un jauni materiāli.
Metalurģijas rūpniecība
Retzemeir izmantots metalurģijas jomā vairāk nekā 30 gadus, un tas ir veidojis salīdzinoši nobriedušas tehnoloģijas un procesus.Retzemju pielietojums tēraudā un krāsainajos metālos ir liela un plaša joma ar plašām perspektīvām.Retzemju metālu, fluorīdu un silicīdu pievienošana tēraudam var palīdzēt attīrīt, atsērot, neitralizēt kaitīgos piemaisījumus ar zemu kušanas temperatūru un uzlabot tērauda apstrādes veiktspēju;Retzemju silīcija dzelzs sakausējumu un retzemju silīcija magnija sakausējumu izmanto kā sferoidizējošos līdzekļus retzemju kaļamā čuguna ražošanai.Sakarā ar to īpašo piemērotību sarežģītu kaļamā čuguna detaļu ražošanai ar īpašām prasībām, šāda veida kaļamais čuguns tiek plaši izmantots mehāniskās ražošanas nozarēs, piemēram, automobiļu, traktoru un dīzeļdzinēju ražošanā;Retzemju metālu pievienošana krāsainajiem sakausējumiem, piemēram, magnija, alumīnija, vara, cinka un niķeļa sakausējumiem, var uzlabot sakausējuma fizikālās un ķīmiskās īpašības, kā arī uzlabot tā telpas temperatūras un augstas temperatūras mehāniskās īpašības.
Militārais lauks
Pateicoties savām lieliskajām fizikālajām īpašībām, piemēram, fotoelektrībai un magnētismam, retzemju metāli var veidot dažādus jaunus materiālus ar dažādām īpašībām un ievērojami uzlabot citu produktu kvalitāti un veiktspēju.Tāpēc tas ir pazīstams kā "rūpnieciskais zelts".Pirmkārt, retzemju metālu pievienošana var ievērojami uzlabot tērauda, alumīnija sakausējumu, magnija sakausējumu un titāna sakausējumu taktisko veiktspēju, ko izmanto tanku, lidmašīnu un raķešu ražošanā.Turklāt retzemju metālus var izmantot arī kā smērvielas daudzām augsto tehnoloģiju vajadzībām, piemēram, elektronikai, lāzeriem, kodolrūpniecībai un supravadītspējai.Kad retzemju tehnoloģijas tiks izmantotas militārajā jomā, tas neizbēgami radīs militāro tehnoloģiju lēcienu.Zināmā ziņā ASV armijas milzīgā kontrole vairākos vietējos karos pēc aukstā kara, kā arī tās spēja atklāti un nesodīti nogalināt ienaidniekus izriet no tās retzemju tehnoloģijas, piemēram, Supermens.
Naftas ķīmijas rūpniecība
Retzemju elementus var izmantot, lai izgatavotu molekulāro sietu katalizatorus naftas ķīmijas rūpniecībā ar tādām priekšrocībām kā augsta aktivitāte, laba selektivitāte un spēcīga izturība pret saindēšanos ar smagajiem metāliem.Tāpēc tie ir nomainījuši alumīnija silikāta katalizatorus naftas katalītiskā krekinga procesos;Sintētiskā amonjaka ražošanas procesā kā kokatalizators tiek izmantots neliels retzemju nitrāta daudzums, un tā gāzes apstrādes jauda ir 1,5 reizes lielāka nekā niķeļa alumīnija katalizatoram;Cis-1,4-polibutadiēna gumijas un izoprēna gumijas sintezēšanas procesā produktam, kas iegūts, izmantojot retzemju cikloalkanoāta triizobutila alumīnija katalizatoru, ir lieliska veiktspēja ar tādām priekšrocībām kā mazāka aprīkojuma piekāršana, stabila darbība un īss pēcapstrādes process. ;Saliktos retzemju oksīdus var izmantot arī kā katalizatorus iekšdedzes dzinēju izplūdes gāzu attīrīšanai, un cērija naftenātu var izmantot arī kā krāsas žāvēšanas līdzekli.
Stikla keramika
Retzemju elementu izmantošana Ķīnas stikla un keramikas rūpniecībā kopš 1988. gada ir palielinājusies vidēji par 25%, 1998. gadā sasniedzot aptuveni 1600 tonnas. Retzemju stikla keramika ir ne tikai tradicionāls pamatmateriāls rūpniecībai un ikdienas dzīvei, bet arī galvenais augsto tehnoloģiju nozares dalībnieks.Retzemju oksīdus vai apstrādātus retzemju koncentrātus var plaši izmantot kā pulverus optiskajam stiklam, briļļu lēcām, attēlu lampām, osciloskopa caurulēm, plakanā stikla, plastmasas un metāla galda piederumiem;Stikla kausēšanas procesā var izmantot cērija dioksīdu, lai tam būtu spēcīga oksidējoša iedarbība uz dzelzi, samazinot dzelzs saturu stiklā un sasniedzot mērķi no stikla noņemt zaļo krāsu;Pievienojot retzemju oksīdus, var iegūt optisko stiklu un speciālu stiklu dažādiem mērķiem, tostarp stiklu, kas var absorbēt ultravioletos starus, skābju un karstumizturīgu stiklu, rentgenstaru izturīgu stiklu utt.;Retzemju elementu pievienošana keramikas un porcelāna glazūrām var samazināt glazūru sadrumstalotību un padarīt izstrādājumus dažādu krāsu un spīdumu, padarot tos plaši izmantotus keramikas rūpniecībā.
Lauksaimniecība
Pētījuma rezultāti liecina, ka retzemju elementi var palielināt augu hlorofila saturu, uzlabot fotosintēzi, veicināt sakņu attīstību un palielināt barības vielu uzsūkšanos ar saknēm.Retzemju elementi var arī veicināt sēklu dīgtspēju, palielināt sēklu dīgtspēju un veicināt stādu augšanu.Papildus galvenajām iepriekš minētajām funkcijām tai ir arī iespēja uzlabot noteiktu kultūru izturību pret slimībām, aukstuma izturību un sausuma izturību.Daudzi pētījumi ir arī parādījuši, ka atbilstošas retzemju elementu koncentrācijas izmantošana var veicināt augu barības vielu uzsūkšanos, transformāciju un izmantošanu.Retzemju elementu izsmidzināšana var palielināt ābolu un citrusaugļu Vc saturu, kopējo cukura saturu un cukurskābes attiecību, veicinot augļu krāsošanu un agrīnu nogatavošanos.Un tas var nomākt elpošanas intensitāti uzglabāšanas laikā un samazināt sabrukšanas ātrumu.
Jaunu materiālu lauks
Retzemju neodīma dzelzs bora pastāvīgā magnēta materiāls ar augstu remanenci, augstu koercivitāti un augstu magnētiskās enerģijas produktu tiek plaši izmantots elektroniskajā un kosmosa rūpniecībā un vēja turbīnu vadīšanā (īpaši piemērots jūras spēkstacijām);Granāta tipa ferīta monokristālus un polikristālus, kas veidojas, apvienojot tīrus retzemju oksīdus un dzelzs oksīdu, var izmantot mikroviļņu un elektroniskajā rūpniecībā;Itrija alumīnija granātu un neodīma stiklu, kas izgatavots no augstas tīrības pakāpes neodīma oksīda, var izmantot kā cietus lāzera materiālus;Retzemju heksaborīdus var izmantot kā katoda materiālus elektronu emisijai;Lantāna niķeļa metāls ir nesen izstrādāts ūdeņraža uzglabāšanas materiāls 1970. gados;Lantāna hromāts ir augstas temperatūras termoelektrisks materiāls;Šobrīd valstis visā pasaulē ir panākušas sasniegumus supravadošu materiālu izstrādē, izmantojot bārija bāzes oksīdus, kas modificēti ar bārija itrija vara skābekļa elementiem, kas spēj iegūt supravadītājus šķidrā slāpekļa temperatūras diapazonā.Turklāt retzemju metālus plaši izmanto gaismas avotu apgaismošanai, izmantojot tādas metodes kā dienasgaismas pulveris, pastiprinoša ekrāna dienasgaismas pulveris, trīs pamatkrāsu fluorescējošais pulveris un kopēšanas lampas pulveris (bet sakarā ar augsto cenu, ko rada retzemju cenu pieaugums, pakāpeniski samazinās to pielietojums apgaismojumā), kā arī elektroniskie izstrādājumi, piemēram, projekcijas televizori un planšetdatori;Lauksaimniecībā retzemju nitrāta nitrātu izmantošana laukaugiem var palielināt to ražu par 5-10%;Vieglajā tekstilrūpniecībā retzemju hlorīdus plaši izmanto arī kažokādu miecēšanai, kažokādu krāsošanā, vilnas krāsošanā un paklāju krāsošanā;Retzemju elementus var izmantot automobiļu katalītiskos neitralizatoros, lai dzinēja izplūdes laikā galvenos piesārņotājus pārvērstu netoksiskos savienojumos.
Citas lietojumprogrammas
Retzemju elementi tiek izmantoti arī dažādiem digitāliem produktiem, tostarp audiovizuālajām, fotografēšanas un sakaru ierīcēm, kas atbilst vairākām prasībām, piemēram, mazākiem, ātrākiem, vieglākiem, ilgākiem lietošanas laikiem un enerģijas taupīšanas ierīcēm.Tajā pašā laikā tas ir izmantots arī vairākās jomās, piemēram, zaļajā enerģijā, veselības aprūpē, ūdens attīrīšanā un transportā.
Publicēšanas laiks: 16. augusts 2023