Penggunaan nadir bumi di sesebuah negara boleh digunakan untuk menentukan tahap perindustriannya.Sebarang bahan, komponen dan peralatan yang tinggi, tepat dan canggih tidak boleh dipisahkan daripada logam yang jarang ditemui.Mengapa keluli yang sama menjadikan yang lain lebih tahan kakisan daripada anda?Adakah gelendong alat mesin yang sama yang lain lebih tahan lama dan tepat daripada anda?Adakah ia juga kristal tunggal yang orang lain boleh mencapai suhu tinggi 1650 ° C?Mengapa kaca orang lain mempunyai indeks biasan yang tinggi?Mengapa Toyota boleh mencapai kecekapan terma kereta tertinggi di dunia sebanyak 41%?Ini semua berkaitan dengan penggunaan logam nadir.
Logam nadir bumi, juga dikenali sebagai unsur nadir bumi, ialah istilah kolektif untuk 17 unsurskandium, yttrium, dan siri lantanida dalam kumpulan IIIB jadual berkala, biasanya diwakili oleh R atau RE.Skandium dan yttrium dianggap unsur nadir bumi kerana ia sering wujud bersama unsur lantanida dalam deposit mineral dan mempunyai sifat kimia yang serupa.
Tidak seperti namanya, kelimpahan unsur nadir bumi (tidak termasuk promethium) dalam kerak agak tinggi, dengan serium berada di kedudukan ke-25 dalam kelimpahan unsur kerak bumi, menyumbang 0.0068% (berhampiran dengan tembaga).Walau bagaimanapun, disebabkan sifat geokimianya, unsur nadir bumi jarang diperkaya ke tahap yang boleh dieksploitasi secara ekonomi.Nama unsur nadir bumi diperoleh daripada kekurangannya.Mineral nadir bumi pertama yang ditemui oleh manusia ialah bijih berilium yttrium silikon yang diekstrak dari lombong di kampung Iterbi, Sweden, di mana banyak nama unsur nadir bumi berasal.
Nama dan simbol kimia mereka ialahSc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Yb dan Lu.Nombor atomnya ialah 21 (Sc), 39 (Y), 57 (La) hingga 71 (Lu).
Sejarah Penemuan Unsur Nadir Bumi
Pada tahun 1787, CA Arrhenius dari Sweden menemui bijih hitam logam nadir bumi yang luar biasa di bandar kecil Ytterby berhampiran Stockholm.Pada tahun 1794, J. Gadolin dari Finland mengasingkan bahan baru daripadanya.Tiga tahun kemudian (1797), Swedish AG Ekeberg mengesahkan penemuan ini dan menamakan bahan baharu itu yttria (yttrium earth) sempena tempat ia ditemui.Kemudian, dalam ingatan Gadolinite, bijih jenis ini dipanggil gadolinite.Pada tahun 1803, ahli kimia Jerman MH Klaproth, ahli kimia Sweden JJ Berzelius, dan W. Hisinger menemui bahan baru - ceria - daripada bijih (bijih silikat cerium).Pada tahun 1839, orang Sweden CG Mosander menemui lanthanum.Pada tahun 1843, Musander menemui terbium dan erbium sekali lagi.Pada tahun 1878, Swiss Marinac menemui ytterbium.Pada tahun 1879, Perancis menemui samarium, Sweden menemui holmium dan thulium, dan Sweden menemui skandium.Pada tahun 1880, Swiss Marinac menemui gadolinium.Pada tahun 1885, Austria A. von Wels bach menemui praseodymium dan neodymium.Pada tahun 1886, Bouvabadrand menemui disprosium.Pada tahun 1901, lelaki Perancis EA Demarcay menemui europium.Pada tahun 1907, lelaki Perancis G. Urban menemui lutetium.Pada tahun 1947, rakyat Amerika seperti JA Marinsky memperoleh promethium daripada produk pembelahan uranium.Ia mengambil masa lebih 150 tahun dari pemisahan bumi yttrium oleh Gadolin pada tahun 1794 kepada pengeluaran promethium pada tahun 1947.
Aplikasi Unsur Nadir Bumi
Unsur nadir bumidikenali sebagai "vitamin industri" dan mempunyai sifat magnetik, optik dan elektrik yang sangat baik yang tidak boleh ditukar ganti, memainkan peranan yang besar dalam meningkatkan prestasi produk, meningkatkan kepelbagaian produk dan meningkatkan kecekapan pengeluaran.Oleh kerana kesannya yang besar dan dos yang rendah, nadir bumi telah menjadi elemen penting dalam meningkatkan struktur produk, meningkatkan kandungan teknologi dan menggalakkan kemajuan teknologi industri.Ia telah digunakan secara meluas dalam bidang seperti metalurgi, ketenteraan, petrokimia, seramik kaca, pertanian, dan bahan baharu.
Industri Metalurgi
Nadir bumitelah digunakan dalam bidang metalurgi selama lebih daripada 30 tahun, dan telah membentuk teknologi dan proses yang agak matang.Penggunaan nadir bumi dalam keluli dan logam bukan ferus adalah bidang yang besar dan luas dengan prospek yang luas.Penambahan logam nadir bumi, fluorida, dan silisid kepada keluli boleh memainkan peranan dalam penapisan, penyahsulfuran, meneutralkan kekotoran berbahaya takat lebur rendah, dan meningkatkan prestasi pemprosesan keluli;Aloi besi silikon nadir bumi dan aloi magnesium silikon nadir bumi digunakan sebagai agen sferoidisasi untuk menghasilkan besi mulur nadir bumi.Oleh kerana kesesuaian khasnya untuk menghasilkan bahagian besi mulur yang kompleks dengan keperluan khas, jenis besi mulur ini digunakan secara meluas dalam industri pembuatan mekanikal seperti kereta, traktor dan enjin diesel;Menambah logam nadir bumi kepada aloi bukan ferus seperti magnesium, aluminium, kuprum, zink, dan nikel boleh meningkatkan sifat fizikal dan kimia aloi, serta meningkatkan suhu bilik dan sifat mekanikal suhu tinggi.
Medan Tentera
Disebabkan sifat fizikalnya yang sangat baik seperti fotoelektrik dan kemagnetan, nadir bumi boleh membentuk pelbagai jenis bahan baharu dengan sifat yang berbeza dan meningkatkan kualiti dan prestasi produk lain.Oleh itu, ia dikenali sebagai "emas industri".Pertama, penambahan nadir bumi boleh meningkatkan prestasi taktikal keluli, aloi aluminium, aloi magnesium dan aloi titanium dengan ketara yang digunakan dalam pembuatan kereta kebal, pesawat dan peluru berpandu.Selain itu, nadir bumi juga boleh digunakan sebagai pelincir untuk banyak aplikasi berteknologi tinggi seperti elektronik, laser, industri nuklear, dan superkonduktiviti.Apabila teknologi nadir bumi digunakan dalam ketenteraan, ia pasti akan membawa lompatan dalam teknologi ketenteraan.Dalam erti kata tertentu, kawalan besar tentera AS dalam beberapa peperangan tempatan selepas Perang Dingin, serta keupayaannya untuk membunuh musuh secara terbuka tanpa hukuman, berpunca daripada teknologi nadir buminya, seperti Superman.
Industri petrokimia
Unsur nadir bumi boleh digunakan untuk membuat pemangkin ayak molekul dalam industri petrokimia, dengan kelebihan seperti aktiviti yang tinggi, selektiviti yang baik, dan rintangan yang kuat terhadap keracunan logam berat.Oleh itu, mereka telah menggantikan pemangkin aluminium silikat untuk proses keretakan pemangkin petroleum;Dalam proses pengeluaran ammonia sintetik, sejumlah kecil nitrat nadir bumi digunakan sebagai komangkin, dan kapasiti pemprosesan gasnya adalah 1.5 kali lebih besar daripada pemangkin aluminium nikel;Dalam proses mensintesis getah cis-1,4-polibutadiena dan getah isoprena, produk yang diperoleh menggunakan pemangkin aluminium sikloalkanoat triisobutyl nadir bumi mempunyai prestasi yang sangat baik, dengan kelebihan seperti penggantungan pelekat peralatan yang kurang, operasi yang stabil, dan proses pasca rawatan yang singkat ;Oksida nadir bumi komposit juga boleh digunakan sebagai pemangkin untuk menulenkan gas ekzos daripada enjin pembakaran dalaman, dan cerium naphthenate juga boleh digunakan sebagai agen pengeringan cat.
Kaca-seramik
Penggunaan unsur nadir bumi dalam industri kaca dan seramik China telah meningkat pada kadar purata 25% sejak tahun 1988, mencapai kira-kira 1600 tan pada tahun 1998. Seramik kaca nadir bumi bukan sahaja merupakan bahan asas tradisional untuk industri dan kehidupan seharian, tetapi juga ahli utama bidang teknologi tinggi.Oksida nadir bumi atau pekat nadir bumi yang diproses boleh digunakan secara meluas sebagai serbuk penggilap untuk kaca optik, kanta cermin mata, tiub gambar, tiub osiloskop, kaca rata, plastik dan pinggan mangkuk logam;Dalam proses mencairkan kaca, serium dioksida boleh digunakan untuk mempunyai kesan pengoksidaan yang kuat pada besi, mengurangkan kandungan besi dalam kaca dan mencapai matlamat untuk mengeluarkan warna hijau dari kaca;Menambah oksida nadir bumi boleh menghasilkan kaca optik dan kaca khas untuk tujuan yang berbeza, termasuk kaca yang boleh menyerap sinar ultraungu, kaca tahan asid dan haba, kaca kalis sinar-X, dsb;Menambah unsur nadir bumi pada sayu seramik dan porselin boleh mengurangkan pemecahan sayu dan menjadikan produk menghasilkan warna dan gloss yang berbeza, menjadikannya digunakan secara meluas dalam industri seramik.
pertanian
Hasil penyelidikan menunjukkan bahawa unsur nadir bumi boleh meningkatkan kandungan klorofil tumbuhan, meningkatkan fotosintesis, menggalakkan perkembangan akar, dan meningkatkan penyerapan nutrien oleh akar.Unsur nadir bumi juga boleh menggalakkan percambahan benih, meningkatkan kadar percambahan benih, dan menggalakkan pertumbuhan anak benih.Sebagai tambahan kepada fungsi utama yang disebutkan di atas, ia juga mempunyai keupayaan untuk meningkatkan ketahanan penyakit, rintangan sejuk, dan ketahanan kemarau bagi tanaman tertentu.Banyak kajian juga menunjukkan bahawa penggunaan kepekatan unsur nadir bumi yang sesuai boleh menggalakkan penyerapan, transformasi dan penggunaan nutrien oleh tumbuhan.Menyembur unsur nadir bumi boleh meningkatkan kandungan Vc, jumlah kandungan gula, dan nisbah asid gula buah epal dan sitrus, menggalakkan pewarnaan buah dan masak awal.Dan ia boleh menyekat keamatan pernafasan semasa penyimpanan dan mengurangkan kadar pereputan.
Bidang bahan baharu
Bahan magnet kekal boron besi neodymium nadir bumi, dengan remanen tinggi, coercivity tinggi, dan produk tenaga magnet yang tinggi, digunakan secara meluas dalam industri elektronik dan aeroangkasa dan memacu turbin angin (terutamanya sesuai untuk loji kuasa luar pesisir);Kristal tunggal ferit jenis garnet dan polihablur yang dibentuk oleh gabungan oksida nadir bumi tulen dan oksida ferik boleh digunakan dalam industri gelombang mikro dan elektronik;Garnet aluminium Yttrium dan kaca neodymium yang diperbuat daripada neodymium oksida ketulenan tinggi boleh digunakan sebagai bahan laser pepejal;Heksaborida nadir bumi boleh digunakan sebagai bahan katod untuk pelepasan elektron;Logam nikel Lanthanum ialah bahan simpanan hidrogen yang baru dibangunkan pada tahun 1970-an;Lanthanum kromat ialah bahan termoelektrik suhu tinggi;Pada masa ini, negara di seluruh dunia telah membuat penemuan dalam pembangunan bahan superkonduktor dengan menggunakan oksida berasaskan barium yang diubah suai dengan unsur oksigen kuprum barium yttrium, yang boleh memperoleh superkonduktor dalam julat suhu nitrogen cecair.Di samping itu, nadir bumi digunakan secara meluas dalam pencahayaan sumber cahaya melalui kaedah seperti serbuk pendarfluor, serbuk pendarfluor skrin intensif, serbuk pendarfluor tiga warna utama, dan serbuk lampu penyalin (tetapi disebabkan kos tinggi yang disebabkan oleh kenaikan harga nadir bumi, aplikasi mereka dalam pencahayaan semakin berkurangan), serta produk elektronik seperti televisyen unjuran dan tablet;Dalam pertanian, menggunakan jumlah surih nitrat nadir bumi pada tanaman ladang boleh meningkatkan hasil mereka sebanyak 5-10%;Dalam industri tekstil ringan, klorida nadir bumi juga digunakan secara meluas dalam penyamakan bulu, pencelupan bulu, pencelupan bulu, dan pencelupan permaidani;Unsur nadir bumi boleh digunakan dalam penukar pemangkin automotif untuk menukar bahan pencemar utama kepada sebatian bukan toksik semasa ekzos enjin.
Aplikasi lain
Unsur nadir bumi juga digunakan pada pelbagai produk digital, termasuk audiovisual, fotografi dan peranti komunikasi, memenuhi pelbagai keperluan seperti lebih kecil, lebih pantas, lebih ringan, masa penggunaan yang lebih lama dan penjimatan tenaga.Pada masa yang sama, ia juga telah digunakan untuk pelbagai bidang seperti tenaga hijau, penjagaan kesihatan, pembersihan air dan pengangkutan.
Masa siaran: 16 Ogos 2023