Потребление редкоземельных элементов в стране может быть использовано для определения его промышленного уровня. Любые высокие, точные и передовые материалы, компоненты и оборудование не могут быть отделены от редких металлов. Почему та же самая сталь делает другие более устойчивыми к коррозии, чем у вас? Это тот же шпиндель с помощью машинного инструмента, что другие более долговечные и точные, чем вы? Является ли это также монокристаллом, который другие могут достичь высокой температуры 1650 ° C? Почему у кого -то другое стекло есть такой высокий показатель преломления? Почему Toyota может достичь самой высокой в мире термической эффективности автомобилей 41%? Все они связаны с применением редких металлов.
Редкоземельные металлы, также известный как редкоземельные элементы, являются коллективным термином для 17 элементовскандий, иттрийи серия Lanthanide в периодической группе Таблицы IIIB, обычно представленных R или RE. Скандий и иттрий считаются редкоземельными элементами, потому что они часто сосуществуют с элементами лантаноида в минеральных отложениях и имеют сходные химические свойства.
В отличие от его названия подразумевает, что изобилие редкоземельных элементов (исключая прометий) в коре довольно высок, причем 25 -е место в численности элементов коры составляла 0,0068% (близко к медь). Однако из -за его геохимических свойств элементы редкоземельных элементов редко обогащаются экономически эффективным уровнем. Название редкоземельных элементов происходит от их дефицита. Первым минералом редкоземельной земли, обнаруженным человеком, была силиконовая бериллиум иттрийская руда, извлеченная из шахты в деревне Итерби, Швеция, где возникли многие имена элементов редкоземельных элементов.
Их имена и химические символыSC, Y, La, CE, PR, ND, PM, SM, EU, GD, TB, DY, HO, ER, TM, YB, YB и LU. Их атомные числа составляют 21 (SC), 39 (Y), 57 (LA) до 71 (LU).
История открытий редкоземельных элементов
В 1787 году шведский CA Arrenius обнаружил необычную редкоземельную металлическую черную руду в маленьком городе Иттерби недалеко от Стокгольма. В 1794 году финский Дж. Гадолин изолировал новое вещество. Три года спустя (1797 г.) шведский агент Экеберг подтвердил это открытие и назвал новое вещество Иттрию (иттрий Земля) после места, где оно было обнаружено. Позже, в память о гадолините, этот тип руды назывался гадолинитом. В 1803 году немецкие химики MH Klaproth, шведские химики JJ Berzelius и W. Hisinger обнаружили новое вещество - Ceria - из руды (силикатная руда церия). В 1839 году шведский CG Mosander обнаружил Lanthanum. В 1843 году Мусандр снова обнаружил тербия и эрбия. В 1878 году швейцарский маринац обнаружил иттербия. В 1879 году французы обнаружили самарий, шведский обнаружил Холмия и Тулий, а шведский обнаружил скандий. В 1880 году швейцарский маринац обнаружил гадолиний. В 1885 году австрийский А. фон Уэлс Бах обнаружил празеодимиум и неодим. В 1886 году Бувабадран обнаружил диспрозиум. В 1901 году французский мужчина Ea Demarcay обнаружил европиум. В 1907 году французский мужчина Г. Урбан обнаружил Lutetium. В 1947 году американцы, такие как Ja Marinsky, получили прометий от продуктов деления урана. Потребовалось более 150 лет от отделения иттрий Земли Гадолином в 1794 году до производства Promethium в 1947 году.
Применение редкоземельных элементов
Редкоземельные элементыизвестны как «промышленные витамины» и имеют незаменимые превосходные магнитные, оптические и электрические свойства, играя огромную роль в повышении производительности продукта, повышении разнообразия продуктов и повышении эффективности производства. Из -за своего большого эффекта и низкой дозировки редкоземельные Земли стали важным элементом в улучшении структуры продукта, увеличении технологического содержания и продвижении технологического прогресса в отрасли. Они широко использовались в таких областях, как металлургия, военные, нефтехимическая, стеклянная керамика, сельское хозяйство и новые материалы.
Металлургическая промышленность
Редко -земляприменяется в металлургическом поле более 30 лет и сформировал относительно зрелые технологии и процессы. Применение редкоземельной земли в стали и нерухозных металлах представляет собой большое и широкое поле с широкими перспективами. Добавление редкоземельных металлов, фторидов и силицидов к стали может сыграть роль в совершенствовании, десульфуризации, нейтрализации вредных примесей с низкой точкой плавления и улучшении производительности обработки стали; Кремниевые железные сплавы редкоземельного кремния и сплав кремния редкоземельного кремния используются в качестве сфероидизирующих агентов для получения редкоземельного протокового железа. Благодаря своей особой пригодности для производства сложных протоковых железных деталей с особыми требованиями, этот тип пластичного железа широко используется в промышленных отраслях механических производств, таких как автомобили, тракторы и дизельные двигатели; Добавление редкоземельных металлов к необразным сплавам, таким как магний, алюминий, медь, цинк и никель, может улучшить физические и химические свойства сплава, а также повысить его комнатную температуру и высокотемпературные механические свойства.
Военное поле
Благодаря своим превосходным физическим свойствам, таким как фотоэлектричество и магнетизм, редкоземельные Земли могут образовывать широкий спектр новых материалов с различными свойствами и значительно улучшать качество и производительность других продуктов. Поэтому он известен как «промышленное золото». Во -первых, добавление редкоземелье может значительно улучшить тактические характеристики стали, алюминиевых сплавов, сплавов магния и титановых сплавов, используемых при изготовлении резервуаров, самолетов и ракет. Кроме того, редкоземельные Земли также могут использоваться в качестве смазки для многих высокотехнологичных применений, таких как электроника, лазеры, ядерная промышленность и сверхпроводимость. После того, как редкоземельная технология используется в военных, она неизбежно приведет к скачке в военных технологиях. В определенном смысле, подавляющий контроль над американскими военными в нескольких местных войнах после холодной войны, а также его способность открыто убивать врагов безнаказанно проистекает из ее редкоземельных технологий, таких как Супермен.
Нефтехимическая промышленность
Редко -земные элементы могут быть использованы для создания катализаторов молекулярного сита в нефтехимической промышленности, с такими преимуществами, как высокая активность, хорошая селективность и сильное сопротивление отравлению тяжелыми металлами. Следовательно, они заменили алюминиевые силикатные катализаторы для процессов нефтяного каталитического растрескивания; В процессе производства синтетического аммиака в качестве кокатализатора используется небольшое количество редкоземельного нитрата, а его способность обработки газа в 1,5 раза больше, чем у никелевого алюминиевого катализатора; В процессе синтеза цис-1,4-полибутадиеновой резины и изопреновой резины продукт, полученный с использованием редкоземельного циклоалканоата-триизобутилового алюминиевого катализатора, обладает превосходными характеристиками, с такими преимуществами, как меньший висят оборудования, стабильная операция и короткий процесс после лечения; Композитные оксиды редкоземельных земли также могут использоваться в качестве катализаторов для очистки выхлопных газов из двигателей внутреннего сгорания, а нафтенат церия также может использоваться в качестве средства сушки для краски.
Стеклянная керамика
Применение редкоземельных элементов в стеклянной и керамической промышленности Китая увеличилось в среднем на 25% с 1988 года, достигнув приблизительно 1600 тонн в 1998 году. Керамика редкоземельного стекла является не только традиционным основным материалом для промышленности и повседневной жизни, но и основным членом высокотехнологичного поля. Оксиды редкоземелью или обработанные редкоземельные концентраты могут широко использоваться в качестве полировки порошков для оптического стекла, линз зрелищных, картинных труб, осциллографных труб, плоского стекла, пластика и металлической посуды; В процессе плавильного стекла можно использовать диоксид церия, чтобы иметь сильный эффект окисления на железа, уменьшая содержание железа в стекле и достижение цели удаления зеленого цвета из стекла; Добавление редкоземельных оксидов может производить оптическое стекло и специальное стекло для различных целей, включая стекло, которое может поглощать ультрафиолетовые лучи, кислоту и теплостойкое стекло, устойчивое к рентгеновским излучениям стекло и т. Д.; Добавление редкоземельных элементов к керамическим и фарфоровым глазурям может уменьшить фрагментацию глазури и сделать продукты различные цвета и блески, что делает их широко используемыми в керамической промышленности.
Сельское хозяйство
Результаты исследований показывают, что редкоземельные элементы могут увеличить содержание хлорофилла в растениях, улучшить фотосинтез, способствовать развитию корней и увеличить поглощение питательных веществ на корни. Редко -земные элементы также могут способствовать прорастанию семян, увеличить скорость прорастания семян и способствовать росту саженцев. В дополнение к основным функциям, упомянутым выше, он также обладает способностью повысить устойчивость к заболеванию, устойчивость к холоду и устойчивость к засухе определенных культур. Многочисленные исследования также показали, что использование соответствующих концентраций редкоземельных элементов может способствовать поглощению, трансформации и использованию питательных веществ растениями. Распыление редкоземельных элементов может увеличить содержание VC, общее содержание сахара и соотношение сахарной кислоты яблочных и цитрусовых, способствуя раскраске фруктов и раннему созреванию. И он может подавлять интенсивность дыхания во время хранения и снизить скорость распада.
Новые материалы поле
Редко -заземленный неодимийский железный бор, постоянный магнитный материал с высокой остаточной остановкой, высокой коэрцитивностью и высокой магнитной энергией, широко используется в электронных и аэрокосмических отраслях и вождении ветряных турбин (особенно подходит для оффшорных электростанций); Ферритовые монокритовые и поликристаллы типа граната, образованные комбинацией чистых редкоземельных оксидов и оксида железа, могут использоваться в микроволновой и электронной промышленности; Иттрий алюминиевый гранат и неодимиевое стекло, изготовленное из высокочистого оксида неодима, можно использовать в качестве твердых лазерных материалов; Редкоземельные гексабориды могут использоваться в качестве катодных материалов для электронного излучения; Lanthanum Nickel Metal - недавно разработанный материал для хранения водорода в 1970 -х годах; Lanthanum Chromate представляет собой высокотемпературный термоэлектрический материал; В настоящее время страны по всему миру совершали прорывы в разработке сверхпроводящих материалов с использованием оксидов на основе бария, модифицированных элементами кислорода иттрия бария, которые могут получать сверхпроводники в диапазоне температуры жидкого азота. Кроме того, редкоземельные Земли широко используются в источниках освещения света с помощью таких методов, как флуоресцентный порошок, усиление экрана флуоресцентного порошка, три основного цветового флуоресцентного порошка и порошок копирования лампы (но из -за высокой стоимости, вызванной ростом цен на редкоземельные элементы, их применение в освещении постепенно снижается), а также электронные продукты, такие как проекционные телевизоры и планшеты; В сельском хозяйстве применение следов нитрата редкоземелью к полевым культурам может увеличить их урожайность на 5-10%; В легкой текстильной промышленности хлориды редкоземельи также широко используются при загар мех, окрашиваемости меха, окрашивания шерсти и краска ковров; Редко-земные элементы могут использоваться в автомобильных каталитических конвертерах для преобразования основных загрязняющих веществ в нетоксичные соединения во время выхлопа двигателя.
Другие приложения
Элементы редкоземелью также применяются к различным цифровым продуктам, включая аудиовизуальные, фотосессионные и коммуникационные устройства, отвечающие нескольким требованиям, таким как меньшие, более быстрые, легкие, более длительное время использования и энергосбережение. В то же время он также применялся к нескольким областям, таким как зеленая энергия, здравоохранение, очистка воды и транспорт.
Время сообщения: 16-2023 августа