Spożywanie ziem rzadkich w danym kraju można wykorzystać do określenia jego poziomu przemysłowego. Żadnych wysokich, precyzyjnych i zaawansowanych materiałów, komponentów i sprzętu nie można oddzielić od rzadkich metali. Dlaczego ta sama stal sprawia, że inni są bardziej odporne na korozję niż ty? Czy to to samo wrzeciona maszynowe, które inni są bardziej trwałe i precyzyjne od ciebie? Czy to także pojedynczy kryształ, który inni mogą osiągnąć wysoką temperaturę 1650 ° C? Dlaczego czyjąś szkło ma tak wysoki współczynnik załamania światła? Dlaczego Toyota może osiągnąć najwyższą na świecie wydajność termiczną samochodu wynoszącą 41%? Wszystkie są związane z zastosowaniem rzadkich metali.
Metale ziem rzadkich, znane również jako elementy ziem rzadkich, są zbiorowym terminem na 17 elementówScandium, itr, i seria lantanowców w grupie okresowej tabeli IIIB, powszechnie reprezentowanej przez R lub Re. Scandium i itrium są uważane za elementy ziem rzadkich, ponieważ często współistnieją z pierwiastkami lantanowcowymi w złożach mineralnych i mają podobne właściwości chemiczne.
W przeciwieństwie do jego nazwy sugeruje, że obfitość elementów ziem rzadkich (z wyłączeniem Promethium) w skórce jest dość wysoka, a cerium zajmuje 25. miejsce pod względem obfitości elementów skorupy, co stanowi 0,0068% (blisko miedzi). Jednak ze względu na jego właściwości geochemiczne elementy ziem rzadkich są rzadko wzbogacone do poziomu ekonomicznie wykorzystującego. Nazwa elementów ziem rzadkich pochodzi od ich niedoboru. Pierwszym minerałem ziem rzadkich odkrytych przez ludzi była silikonowa ruda beryllium yttrium wyodrębniona z kopalni we wsi iterbi w Szwecji, gdzie powstało wiele nazw elementów ziem rzadkich.
Ich nazwy i symbole chemiczne sąSc, y, la, ce, pr, nd, pm, sm, eu, gd, tb, dy, ho, er, tm, yb, yb i lu. Ich liczby atomowe to 21 (SC), 39 (y), 57 (LA) do 71 (Lu).
Historia odkrycia elementów ziem rzadkich
W 1787 r. Szwedzki Ca Arrhenius znalazł niezwykłą czarną rudę z metali ziem rzadkich w małym miasteczku Ytterby w pobliżu Sztokholmu. W 1794 r. Fiński J. Gadolin wyizolował z niego nową substancję. Trzy lata później (1797) szwedzki Ag Ekeberg potwierdził to odkrycie i nazwał nową substancję Yttrii (Yttrium Earth) po miejscu, w którym zostało odkryte. Później, ku pamięci gadolinitu, ten rodzaj rudy nazywał się gadolinitem. W 1803 r. Niemieccy chemicy MH Klaproth, szwedzcy chemicy JJ Berzelius i W. Hisinger odkryli nową substancję - cerię - z rudy (ruda krzemianowa cery). W 1839 r. Szwed CG Mosander odkrył Lantanum. W 1843 r. Musander znów odkrył terbium i erbium. W 1878 r. Szwajcarski Marinac odkrył Ytterbium. W 1879 r. Francuzi odkryli Samarium, Szwedzki odkryli Holmium i Thulium, a szwedzki odkrył Scandium. W 1880 r. Szwajcarski Marinac odkrył Gadolinium. W 1885 r. Austriacki A. von Wels Bach odkrył Praseodymu i Neodym. W 1886 r. Bouvabadrand odkrył dysprosium. W 1901 r. Francuski Man Ea Demarcay odkrył Europejum. W 1907 r. Francuski G. Urban odkrył Lutetium. W 1947 r. Amerykanie, tacy jak Ja Marinsky, uzyskali Promethium z produktów rozszczepienia uranu. Gadolin przez Gadolin w 1794 r. Zajęło to ponad 150 lat od rozdzielenia Ziemi iTtrium w 1794 r. Do produkcji Promethium w 1947 r.
Zastosowanie elementów ziem rzadkich
Elementy ziem rzadkichsą znane jako „witaminy przemysłowe” i mają niezastąpione doskonałe właściwości magnetyczne, optyczne i elektryczne, odgrywają ogromną rolę w poprawie wydajności produktu, zwiększaniu różnorodności produktów i poprawie wydajności produkcji. Ze względu na duży efekt i niskie dawki ziem rzadkich stały się ważnym elementem w poprawie struktury produktu, zwiększaniu treści technologicznych i promowaniu postępu technologicznego w branży. Były one szeroko stosowane w dziedzinach takich jak metalurgia, wojsko, petrochemikalia, ceramika szklana, rolnictwo i nowe materiały.
Przemysł metalurgiczny
Ziemia rzadkajest stosowany w dziedzinie metalurgicznej od ponad 30 lat i tworzy stosunkowo dojrzałe technologie i procesy. Zastosowanie ziemi rzadkiej w metalach stalowych i nieżelaznych jest dużym i szeroko zakrojonym dziedziną o szerokich perspektywach. Dodanie metali ziem rzadkich, fluorków i krzemidów do stali może odgrywać rolę w rafinacji, desulfuryzacji, neutralizowaniu szkodliwych zanieczyszczeń o niskiej temperaturze topnienia i poprawie wydajności przetwarzania stali; Ziemia Ziemska silikonowa i żelazo ziem rzadka silikonowy stop magnezowy są stosowane jako środki sferyczne do wytwarzania żelaza plastycznego ziem rzadkich. Ze względu na ich specjalną przydatność do produkcji złożonych części żelaza plastycznego o specjalnych wymaganiach, ten rodzaj żelaza plastycznego jest szeroko stosowany w mechanicznych branżach produkcyjnych, takich jak samochody, ciągniki i silniki wysokoprężne; Dodanie metali ziem rzadkich do stopów nieżelaznych, takich jak magnez, aluminium, miedź, cynk i nikiel, może poprawić właściwości fizyczne i chemiczne stopu, a także zwiększyć jego temperaturę i właściwości mechaniczne o wysokiej temperaturze.
Pole wojskowe
Ze względu na doskonałe właściwości fizyczne, takie jak fotoelektryczność i magnetyzm, ziemskie ziemiy mogą tworzyć szeroką gamę nowych materiałów o różnych właściwościach i znacznie poprawić jakość i wydajność innych produktów. Dlatego jest znany jako „złoto przemysłowe”. Po pierwsze, dodanie ziem rzadkich może znacznie poprawić taktyczną wydajność stali, stopów aluminium, stopów magnezu i stopów tytanowych stosowanych w produkcji zbiorników, samolotów i pocisków. Ponadto ziem rzadkich można również stosować jako smary do wielu zaawansowanych technologicznie zastosowań, takich jak elektronika, lasery, przemysł jądrowy i nadprzewodnictwo. Po użyciu technologii ziem rzadkich w wojsku nieuchronnie spowoduje skok w technologii wojskowej. W pewnym sensie przytłaczająca kontrola wojska amerykańskiego w kilku lokalnych wojnach po zimnej wojnie, a także jego zdolność do otwarcia zabijania wrogów bezkarnie, wynika z technologii ziem rzadkich, takich jak Superman.
Przemysł petrochemiczny
Elementy ziem rzadkich można zastosować do tworzenia katalizatorów sita molekularnego w przemyśle petrochemicznym, z zaletami, takimi jak wysoka aktywność, dobra selektywność i silna odporność na zatrucie metali ciężkich. Dlatego zastąpili aluminiowe katalizatory krzemianu do procesów pękania katalitycznego ropy naftowej; W procesie produkcyjnym syntetycznego amoniaku niewielka ilość azotanu ziem rzadkich stosuje się jako kokatalizator, a jego zdolność przetwarzania gazu jest 1,5 razy większa niż w przypadku katalizatora niklu; W procesie syntezy gumy CIS-1,4-polibutadienu i gumy izoprenowej produkt uzyskany przy użyciu rzadkiego cykloalkanoanowego katalizatora triisobutylowego triisobutylu ma doskonałą wydajność, z zaletami, takimi jak mniej wyposażenia wiszącego kleja, stabilne działanie i krótki proces leczenia; Kompozytowe tlenki ziem rzadkich mogą być również stosowane jako katalizatory do oczyszczania gazu spalinowego z silników spalinowych, a naftenat cerium można również stosować jako środek suszenia farby.
Szklane ceramiczne
Zastosowanie elementów ziem rzadkich w chińskim przemyśle szkła i ceramicznym wzrosło średnio w tempie 25% od 1988 r., Osiągając około 1600 ton w 1998 r. Ceramika szklana ziem rzadkich jest nie tylko tradycyjnymi podstawowymi materiałami dla przemysłu i codziennego życia, ale także głównym członkiem dziedziny zaawansowanych technologii. Tlenki ziem rzadkich lub przetworzone koncentraty ziem rzadkich mogą być szeroko stosowane jako proszki do polerowania do szkła optycznego, soczewek spektaklu, rur obrazowych, rur oscyloskopowych, płaskiego szkła, plastiku i metalowego zastawy stołowej; W procesie topnienia szklanego dwutlenek cerowego może być stosowany do silnego wpływu utleniania na żelazo, zmniejszając zawartość żelaza w szkle i osiągając cel usuwania zielonego koloru ze szkła; Dodanie tlenków ziem rzadkich może wytwarzać szkło optyczne i specjalne szkło do różnych celów, w tym szkło, które mogą wchłaniać promienie ultrafioletowe, szkło odporne na kwas i ciepło, szkło odporne na promieniowanie rentgenowskie itp.; Dodanie elementów ziem rzadkich do glazury ceramicznych i porcelanowych może zmniejszyć fragmentację szkliwa i powodować, że produkty prezentują różne kolory i połyski, dzięki czemu są szeroko stosowane w przemyśle ceramicznym.
Rolnictwo
Wyniki badań wskazują, że pierwiastki ziem rzadkich mogą zwiększyć zawartość chlorofilu w roślinach, zwiększyć fotosyntezę, promować rozwój korzeni i zwiększyć wchłanianie składników odżywczych przez korzenie. Elementy ziem rzadkich mogą również promować kiełkowanie nasion, zwiększyć szybkość kiełkowania nasion i promować wzrost sadzonek. Oprócz wyżej wymienionych funkcji, ma on również zdolność do zwiększenia odporności na chorobę, odporności na zimno i odporności na suszę niektórych upraw. Liczne badania wykazały również, że zastosowanie odpowiednich stężeń pierwiastków ziem rzadkich może promować absorpcję, transformację i wykorzystanie składników odżywczych przez rośliny. Spryskiwanie pierwiastków ziem rzadkich może zwiększyć zawartość VC, całkowitą zawartość cukru i stosunek kwasu cukrowego owoców jabłek i cytrusów, promując kolorowanie owoców i wczesne dojrzewanie. I może tłumić intensywność układu oddechowego podczas przechowywania i zmniejszyć szybkość rozpadu.
Nowe pole materiały
Ziemia Ziemia Neodym żelaza boru stałego magnesu, o wysokiej remanencji, wysokiej pomocy i wysokiej energii magnetycznej, jest szeroko stosowany w branżach elektronicznych i lotniczych oraz w turbinach wiatrowych (szczególnie odpowiednie dla elektrowni morskich); Pojedyncze kryształy i polikryształy ferrytu typu granatu utworzone przez kombinację czystych tlenków ziem rzadkich i tlenku żelaza mogą być stosowane w branży mikrofalowej i elektronicznej; Garnet aluminiowy Yttrium i szkło neodymowe wykonane z tlenku neodymu o dużej czystości mogą być stosowane jako stałe materiały laserowe; Heksaborydy ziem rzadkich mogą być stosowane jako materiały katodowe do emisji elektronów; Metal niklu Lantanum to nowo opracowany materiał do magazynowania wodoru w latach siedemdziesiątych; Chromian lantanowy jest materiałem termoelektrycznym o wysokiej temperaturze; Obecnie kraje na całym świecie dokonały przełomów w opracowywaniu materiałów nadprzewodniczych przy użyciu tlenków na bazie baru zmodyfikowanych z elementami tlenu miedzianego baru, które mogą uzyskać nadprzewodniki w zakresie temperatur ciekłego azotu. Ponadto rzadkie ziemi są szeroko stosowane w oświetleniu źródeł światła za pomocą takich metod, jak fluorescencyjny proszek, intensyfikowanie scenariusza fluorescencyjnego proszku, trzy podstawowe fluorescencyjne proszek i lampa kopiowania proszku (ale ze względu na wysokie koszty spowodowane wzrostem cen ziem rzadkich, ich zastosowania w oświetleniu stopniowo zmniejszają się), a także produkty elektroniczne, takie jak telewizory prądu i tabletki; W rolnictwie stosowanie śladowych ilości azotanu ziem rzadkich do upraw polowych może zwiększyć ich wydajność o 5-10%; W lekkim przemyśle tekstylnym chlorki ziem rzadkich są również szeroko stosowane w garbowaniu futra, farbowaniu futra, barwieniu wełny i barwieniu dywanów; Elementy ziem rzadkich można stosować w motoryzacyjnych katalitycznych konwerterach do przekształcania głównych zanieczyszczeń w nietoksyczne związki podczas wydechu silnika.
Inne aplikacje
Elementy ziem rzadkich są również stosowane do różnych produktów cyfrowych, w tym urządzeń audiowizualnych, fotograficznych i komunikacyjnych, spełniających wiele wymagań, takich jak mniejsze, szybsze, lżejsze, dłuższe czas użytkowania i ochrona energii. Jednocześnie zastosowano go również do wielu dziedzin, takich jak zielona energia, opieka zdrowotna, oczyszczenie wody i transport.
Czas postu: 16-6-2023