Ang pagkonsumo ng mga bihirang lupa sa isang bansa ay maaaring magamit upang matukoy ang antas ng pang -industriya. Ang anumang mataas, tumpak, at advanced na mga materyales, sangkap, at kagamitan ay hindi maaaring paghiwalayin mula sa mga bihirang metal. Bakit ang parehong bakal ay ginagawang mas malalaban ang iba kaysa sa iyo? Ito ba ay ang parehong tool ng machine spindle na ang iba ay mas matibay at tumpak kaysa sa iyo? Ito rin ay isang solong kristal na ang iba ay maaaring maabot ang isang mataas na temperatura na 1650 ° C? Bakit ang baso ng ibang tao ay may tulad na isang mataas na refractive index? Bakit makamit ng Toyota ang pinakamataas na kahusayan ng thermal ng kotse sa mundo na 41%? Ang lahat ay nauugnay sa aplikasyon ng mga bihirang metal.
Rare Earth Metals, na kilala rin bilang bihirang mga elemento ng lupa, ay isang kolektibong termino para sa 17 elemento ngScandium, yttrium, at serye ng lanthanide sa pana -panahong pangkat ng IIIB, na karaniwang kinakatawan ng R o RE. Ang Scandium at Yttrium ay itinuturing na bihirang mga elemento ng lupa dahil madalas silang magkakasama sa mga elemento ng lanthanide sa mga deposito ng mineral at may katulad na mga katangian ng kemikal.
Hindi tulad ng pangalan nito ay nagpapahiwatig, ang kasaganaan ng mga bihirang elemento ng lupa (hindi kasama ang promethium) sa crust ay medyo mataas, na may ranggo ng cerium sa ika -25 sa kasaganaan ng mga elemento ng crustal, na nagkakahalaga ng 0.0068% (malapit sa tanso). Gayunpaman, dahil sa mga pag -aari ng geochemical nito, ang mga bihirang elemento ng lupa ay bihirang mapayaman sa isang antas na mapagsamantala sa ekonomiya. Ang pangalan ng mga bihirang elemento ng lupa ay nagmula sa kanilang kakulangan. Ang unang bihirang mineral na mineral na natuklasan ng mga tao ay ang silikon beryllium yttrium ore na nakuha mula sa isang minahan sa nayon ng Iterbi, Sweden, kung saan maraming mga bihirang mga elemento ng elemento ng lupa ang nagmula.
Ang kanilang mga pangalan at simbolo ng kemikal aySC, Y, LA, CE, PR, ND, PM, SM, EU, GD, TB, DY, HO, ER, TM, YB, YB, at LU. Ang kanilang mga numero ng atomic ay 21 (SC), 39 (Y), 57 (LA) hanggang 71 (LU).
Ang kasaysayan ng pagtuklas ng mga bihirang elemento ng lupa
Noong 1787, natagpuan ng Suweko Ca Arrhenius ang isang hindi pangkaraniwang bihirang metal na metal na itim na mineral sa maliit na bayan ng Ytterby malapit sa Stockholm. Noong 1794, ang Finnish J. Gadolin ay naghiwalay ng isang bagong sangkap mula dito. Pagkalipas ng tatlong taon (1797), kinumpirma ng Suweko AG Ekeberg ang pagtuklas na ito at pinangalanan ang bagong sangkap na Yttria (Yttrium Earth) pagkatapos ng lugar kung saan ito natuklasan. Nang maglaon, bilang memorya ng gadolinite, ang ganitong uri ng ore ay tinawag na gadolinite. Noong 1803, ang mga chemist ng Aleman na si Mh Klaproth, mga chemists ng Suweko na si JJ Berzelius, at W. Hisinger ay natuklasan ang isang bagong sangkap - ceria - mula sa isang mineral (cerium silicate ore). Noong 1839, natuklasan ng Swede CG Mosander ang Lanthanum. Noong 1843, natuklasan ni Musander ang terbium at erbium. Noong 1878, natuklasan ni Swiss Marinac si Ytterbium. Noong 1879, natuklasan ng Pranses ang Samarium, natuklasan ng Suweko ang Holmium at Thulium, at natuklasan ng Suweko ang Scandium. Noong 1880, natuklasan ng Swiss Marinac ang gadolinium. Noong 1885, natuklasan ng Austrian A. von Wels Bach ang praseodymium at neodymium. Noong 1886, natuklasan ni Bouvabadrand ang dysprosium. Noong 1901, natuklasan ng Pranses na tao na si EA Demarcay ang Europium. Noong 1907, natuklasan ng lalaking Pranses na si G. Urban ang Lutetium. Noong 1947, ang mga Amerikano tulad ng JA Marinsky ay nakakuha ng promethium mula sa mga produktong uranium fission. Tumagal ng higit sa 150 taon mula sa paghihiwalay ng Yttrium Earth ni Gadolin noong 1794 hanggang sa paggawa ng Promethium noong 1947.
Application ng mga bihirang elemento ng lupa
Rare Earth Elementay kilala bilang "pang -industriya na bitamina" at may hindi mababago na mahusay na magnetic, optical, at elektrikal na mga katangian, naglalaro ng isang malaking papel sa pagpapabuti ng pagganap ng produkto, pagtaas ng iba't ibang produkto, at pagpapabuti ng kahusayan sa produksyon. Dahil sa malaking epekto at mababang dosis, ang mga bihirang lupa ay naging isang mahalagang elemento sa pagpapabuti ng istraktura ng produkto, pagtaas ng nilalaman ng teknolohikal, at pagtaguyod ng pag -unlad ng teknolohiya sa industriya. Malawakang ginagamit ang mga ito sa mga patlang tulad ng metalurhiya, militar, petrochemical, glass ceramics, agrikultura, at mga bagong materyales.
Industriya ng metalurhiko
Bihirang lupaay inilapat sa larangan ng metalurhiko nang higit sa 30 taon, at nabuo ang medyo may sapat na teknolohiya at proseso. Ang application ng bihirang lupa sa bakal at hindi ferrous metal ay isang malaki at malawak na patlang na may malawak na mga prospect. Ang pagdaragdag ng mga bihirang metal na metal, fluorides, at silicides sa bakal ay maaaring maglaro ng isang papel sa pagpipino, desulfurization, neutralizing ang mababang natutunaw na punto na nakakapinsalang mga impurities, at pagpapabuti ng pagproseso ng pagganap ng bakal; Ang Rare Earth Silicon Iron Alloy at Rare Earth Silicon Magnesium Alloy ay ginagamit bilang spheroidizing agents upang makagawa ng bihirang lupa na bakal na bakal. Dahil sa kanilang espesyal na pagiging angkop para sa paggawa ng mga kumplikadong bahagi ng bakal na bakal na may mga espesyal na kinakailangan, ang ganitong uri ng ductile iron ay malawakang ginagamit sa mga industriya ng pagmamanupaktura ng mekanikal tulad ng mga sasakyan, tractors, at diesel engine; Ang pagdaragdag ng mga bihirang metal na metal sa mga non-ferrous alloys tulad ng magnesium, aluminyo, tanso, zinc, at nikel ay maaaring mapabuti ang mga pisikal at kemikal na katangian ng haluang metal, pati na rin mapahusay ang temperatura ng silid at mataas na temperatura na mga mekanikal na katangian.
Larangan ng militar
Dahil sa mahusay na mga pisikal na katangian tulad ng photoelectricity at magnetism, ang mga bihirang lupa ay maaaring makabuo ng isang iba't ibang mga bagong materyales na may iba't ibang mga pag -aari at lubos na mapabuti ang kalidad at pagganap ng iba pang mga produkto. Samakatuwid, kilala ito bilang "pang -industriya na ginto". Una, ang pagdaragdag ng mga bihirang lupa ay maaaring makabuluhang mapabuti ang taktikal na pagganap ng bakal, aluminyo haluang metal, magnesium alloys, at titanium alloys na ginamit sa paggawa ng mga tangke, sasakyang panghimpapawid, at mga missile. Bilang karagdagan, ang mga bihirang lupa ay maaari ring magamit bilang mga pampadulas para sa maraming mga high-tech na aplikasyon tulad ng electronics, laser, nuclear industriya, at superconductivity. Kapag ang bihirang teknolohiya ng lupa ay ginagamit sa militar, hindi maiiwasang magdadala ng isang paglukso sa teknolohiya ng militar. Sa isang tiyak na kahulugan, ang labis na kontrol ng militar ng US sa ilang mga lokal na digmaan pagkatapos ng Cold War, pati na rin ang kakayahang bukas na pumatay ng mga kaaway na may kawalang -kilos, ay nagmumula sa bihirang teknolohiya ng lupa, tulad ng Superman.
Petrochemical Industry
Ang mga elemento ng Rare Earth ay maaaring magamit upang makagawa ng mga molekular na katalista sa petrochemical, na may mga pakinabang tulad ng mataas na aktibidad, mahusay na pagpili, at malakas na pagtutol sa mabibigat na pagkalason sa metal. Samakatuwid, pinalitan nila ang aluminyo silicate catalysts para sa mga proseso ng pag -crack ng petrolyo; Sa proseso ng paggawa ng synthetic ammonia, ang isang maliit na halaga ng bihirang nitrate ng lupa ay ginagamit bilang isang cocatalyst, at ang kapasidad sa pagproseso ng gas nito ay 1.5 beses na mas malaki kaysa sa nickel aluminyo catalyst; Sa proseso ng synthesizing cis-1,4-polybutadiene goma at isoprene goma, ang produkto na nakuha gamit ang isang bihirang lupa cycloalkanoate triisobutyl aluminyo catalyst ay may mahusay na pagganap, na may mga pakinabang tulad ng mas kaunting kagamitan na malagkit na pag-hang, matatag na operasyon, at maikling proseso ng post-paggamot; Ang mga pinagsama -samang bihirang mga oxides sa lupa ay maaari ding magamit bilang mga catalysts para sa paglilinis ng maubos na gas mula sa mga panloob na engine ng pagkasunog, at ang cerium naphthenate ay maaari ding magamit bilang isang ahente ng pagpapatayo ng pintura.
Glass-Ceramic
Ang aplikasyon ng mga bihirang elemento ng lupa sa industriya ng baso at ceramic ng China ay nadagdagan sa isang average na rate ng 25% mula noong 1988, na umaabot sa humigit-kumulang na 1600 tonelada noong 1998. Ang mga bihirang salamin sa lupa ay hindi lamang tradisyonal na mga pangunahing materyales para sa industriya at pang-araw-araw na buhay, kundi pati na rin isang pangunahing miyembro ng larangan ng high-tech. Ang mga bihirang Earth oxides o naproseso na bihirang Earth concentrates ay maaaring malawakang ginagamit bilang buli ng mga pulbos para sa optical glass, lens ng paningin, mga tubo ng larawan, mga tubo ng oscilloscope, flat glass, plastic, at metal tableware; Sa proseso ng pagtunaw ng baso, ang cerium dioxide ay maaaring magamit upang magkaroon ng isang malakas na epekto ng oksihenasyon sa bakal, binabawasan ang nilalaman ng bakal sa baso at nakamit ang layunin ng pag -alis ng berdeng kulay mula sa baso; Ang pagdaragdag ng mga bihirang mga oxides sa lupa ay maaaring makagawa ng optical glass at espesyal na baso para sa iba't ibang mga layunin, kabilang ang baso na maaaring sumipsip ng mga sinag ng ultraviolet, acid at heat resistant glass, x-ray resistant glass, atbp; Ang pagdaragdag ng mga bihirang elemento ng lupa sa mga ceramic at porselana na mga glazes ay maaaring mabawasan ang pagkapira -piraso ng mga glazes at gumawa ng mga produkto na nagpapakita ng iba't ibang mga kulay at glosses, na ginagawa itong malawak na ginagamit sa industriya ng ceramic.
Agrikultura
Ang mga resulta ng pananaliksik ay nagpapahiwatig na ang mga bihirang elemento ng lupa ay maaaring dagdagan ang nilalaman ng kloropoli ng mga halaman, mapahusay ang fotosintesis, magsusulong ng pag -unlad ng ugat, at dagdagan ang pagsipsip ng nutrisyon ng mga ugat. Ang mga elemento ng bihirang lupa ay maaari ring magsulong ng pagtubo ng binhi, dagdagan ang rate ng pagtubo ng binhi, at itaguyod ang paglaki ng punla. Bilang karagdagan sa mga pangunahing pag -andar na nabanggit sa itaas, mayroon din itong kakayahang mapahusay ang paglaban sa sakit, malamig na pagtutol, at paglaban ng tagtuyot ng ilang mga pananim. Maraming mga pag -aaral ang nagpakita din na ang paggamit ng naaangkop na konsentrasyon ng mga bihirang elemento ng lupa ay maaaring magsulong ng pagsipsip, pagbabagong -anyo, at paggamit ng mga nutrisyon ng mga halaman. Ang pag -spray ng mga bihirang elemento ng lupa ay maaaring dagdagan ang nilalaman ng VC, kabuuang nilalaman ng asukal, at ratio ng asukal ng asukal ng mga prutas ng mansanas at sitrus, na nagtataguyod ng pangkulay ng prutas at maagang pagkahinog. At maaari nitong sugpuin ang intensity ng paghinga sa panahon ng pag -iimbak at bawasan ang rate ng pagkabulok.
Mga bagong larangan ng materyales
Rare earth neodymium iron boron permanenteng magnet material, na may mataas na remanence, mataas na pamimilit, at mataas na produktong magnetic energy, ay malawakang ginagamit sa mga industriya ng elektroniko at aerospace at pagmamaneho ng mga turbin ng hangin (lalo na angkop para sa mga halaman sa labas ng kuryente); Ang uri ng Garnet ferrite solong mga kristal at polycrystals na nabuo sa pamamagitan ng pagsasama ng purong bihirang mga oxides ng lupa at ferric oxide ay maaaring magamit sa microwave at electronic na industriya; Yttrium aluminyo garnet at neodymium glass na gawa sa high-kadalisayan neodymium oxide ay maaaring magamit bilang solidong mga materyales sa laser; Ang mga bihirang hexaborides ng lupa ay maaaring magamit bilang mga materyales sa katod para sa paglabas ng elektron; Ang Lanthanum nikel metal ay isang bagong binuo na materyal na imbakan ng hydrogen noong 1970s; Ang Lanthanum chromate ay isang mataas na temperatura na thermoelectric na materyal; Sa kasalukuyan, ang mga bansa sa buong mundo ay gumawa ng mga breakthrough sa pagbuo ng mga materyales na superconducting sa pamamagitan ng paggamit ng mga based na batay sa barium na binago ng barium yttrium na mga elemento ng oxygen na tanso, na maaaring makakuha ng mga superconductor sa likidong saklaw ng temperatura ng nitrogen. Bilang karagdagan, ang mga bihirang lupa ay malawakang ginagamit sa mga mapagkukunan ng ilaw sa ilaw sa pamamagitan ng mga pamamaraan tulad ng fluorescent powder, tumitindi ang screen fluorescent powder, tatlong pangunahing kulay ng fluorescent powder, at kopyahin ang lampara ng lampara (ngunit dahil sa mataas na gastos na sanhi ng pagtaas ng mga bihirang presyo ng lupa, ang kanilang mga aplikasyon sa pag -iilaw ay unti -unting bumababa), pati na rin ang mga elektronikong produkto tulad ng mga projection telebisyon at tablet; Sa agrikultura, ang pag-aaplay ng mga halaga ng bakas ng bihirang nitrate ng lupa sa mga pananim sa bukid ay maaaring dagdagan ang kanilang ani ng 5-10%; Sa magaan na industriya ng tela, ang mga bihirang mga klorido ng lupa ay malawakang ginagamit sa pag -taning ng balahibo, pagbalahibo ng balahibo, tina ng lana, at karpet na pangulay; Ang mga elemento ng Rare Earth ay maaaring magamit sa mga automotive catalytic converters upang mai-convert ang mga pangunahing pollutant sa mga hindi nakakalason na compound sa panahon ng tambutso ng engine.
Iba pang mga application
Ang mga elemento ng Rare Earth ay inilalapat din sa iba't ibang mga digital na produkto, kabilang ang mga audiovisual, litrato, at mga aparato sa komunikasyon, na nakakatugon sa maraming mga kinakailangan tulad ng mas maliit, mas mabilis, mas magaan, mas matagal na oras ng paggamit, at pag -iingat ng enerhiya. Kasabay nito, inilapat din ito sa maraming mga patlang tulad ng berdeng enerhiya, pangangalaga sa kalusugan, paglilinis ng tubig, at transportasyon.
Oras ng Mag-post: Aug-16-2023