❶ 稀土在傳統產業區域和高新技術領域的應用現狀
1、鋼的脫硫 在鋼中添仿則加混合稀土金屬的目的之一是控制硫夾雜物的含量和形狀。煉鋼時通常要添加錳,錳與硫結合形成硫化物夾雜物,這種夾雜物在軋鋼時會變形。而添加混合稀土金屬則能產生稀土的硫化物、硫氧化物,它們在軋鋼時形狀保持不變,這可使鋼的性能得到改善。
2、稀土球墨鑄鐵 混合稀土金屬以稀土硅鐵合金或硅鎂鈦合金的形式加入鐵不中促進石墨的球化,從而提高鑄鐵的可鍛強度。產品稱球墨鑄鐵。
3、打火石 混合稀土金屬還用於製造打火石,這是用75%的混合稀土金屬和25%的鐵製成的一種合金。
4、用於有色金屬合金中 稀土金屬有色金屬合金中也獲得廣泛應用。例如有一種稀土鎂合金(含有Mg,Zn,Zr,La,Ce)可用於製造噴氣式發動機的傳動裝置,直升飛機的變速箱,飛機的著陸輪和座艙罩。在鎂合金中添加稀土金屬的優點是可提高其高溫抗蠕變性,改善鑄造性能和室溫可焊性。有一種鋁鋯釔合金用作電線,其特點是輸出功率高、耐熱、耐振動和耐腐蝕。
5、永磁材料 有一種永磁材料——釹鐵永磁合金,其磁能積達300千焦/立方米,比釤鈷永磁合金(它在70年代取代昂貴的鉑鈷永磁體市場產生過重大影響)幾乎高出一倍。然而釹鐵永磁合金也有缺點,它在居里溫度達3250℃左右,(釤鈷永磁合金的是760℃左右),並且鐵容易腐蝕。研究發現,把硼添加到釹鐵永磁合金中可提高其磁能積和抗退磁的能力。這些性能優良的永磁材料用於飛機及宇宙航行器的儀表,精密儀器,微型電機等。
6、石油裂化催化劑等 稀土分子篩裂化催化劑是用於石油裂化工藝中性能優良(催化活性大,產品收率高)的催化劑。這種催化劑多數用混合稀土氯化物與相應的鈉型分子篩發生陽離子交換反應製成。
7、稀土金屬元素的化合物作為催化劑還用於很多其他催化反應中。如將已除去鈰的混合稀土金屬元素的環烷酸鹽溶於汽油中可用作合成戊橡膠工藝中的催化劑,這是我國首創的,又如為凈化汽車廢氣而設計的汽車催化器中,能將一氧化碳和未燃燒盡的碳氫化合物減少猜扮到極低的水平,其中所用的催化劑LACOO3,有效地地催化CO、烴類的燃燒,其活性、壽命與鉑基催化劑無甚差別,而價格則便宜得多。
8、鑭玻璃 一種具有優良光學性質的鑭玻璃,含氧化鑭La2O360%,氧化硼B2O340%,具有高的折射率,低的色散和良好的化學穩定性。這種光學玻璃是製造高級照相機的鏡頭和潛望鏡的鏡頭的不可缺少的光學材料。
9、玻璃脫色 採用稀土使玻璃脫色的原理涉及到鐵的氧化態。玻璃中的二價鐵雜質使玻璃顯藍色,它氧化成三價鐵後則使玻璃顯極淺黃色,顏色淡得多。二氧化鈰是很好的玻璃脫色劑,因為鈰(Ⅳ)具有強氧化性,能將二價鐵氧化成三價鐵,而它本身則還原成穩定的鈰(Ⅲ),CeO2 Ce2O3都無色。
10、熒光粉 在彩電的顯像管中採用的性能優良的紅基色熒光粉,以釔的化合物Y2O2S或Y2O3作基質,以銪Eu3+作激活劑。這種產生出紅色基色的熒光粉的使用效果,遠遠比過去(1964年以前)使用的非稀土硫化物紅色熒光粉為好。
11、各種稀土熒光粉的用途頗廣,如用於黑白電視顯像管、X射線增感屏、雷達顯像管、熒光燈、高壓水銀燈等。
12、激光器 稀土在激光器中也應用較多。目前使用最廣的激光工作物質是摻釹釔鋁石榴石Y3Al5O12:Nd3+和摻釹玻璃。前蘇聯曾研製出一種新型激光器——摻Cr3+,Nd3+的釓鈧鎵石榴石,其效率比釹激光器高3.5倍。
13、儲氫 在合適的溫度和壓力下,五鎳鑭LaNi5合金能吸收氫分子:LaNi5+3H2=LaNi5H6冷卻該合金時氫就被吸收,加熱時就解吸,這提供了一種安全的儲氫方法。
在室溫及2.5大氣壓下,1公斤的LaNi5合金能吸收14克氫,而稍加熱即可把儲藏的氫完全放出。LaNi5和LaNi5H6的密度分別約為6.4和6.43克/厘米。由此可算得每立方米LaNi5約可吸收儲存氫90克之多,而1米3液氫卻不過重71克,可見LaNi5的儲氫效率之高(而且還有比液氫安全的優點)。已發現的類似的儲氫材料還有CeNi5,LaMg17,La2Ni5Mg13等。這樣的儲氫材料在利用氫作燃料方面有潛在的應用前景。
光上面稀土永磁這塊應用來說就可以用於:
1、微特電機
在美國、日本和西歐等發達國家,稀土永穗大灶磁材料在電機中的應用已佔稀土永磁總銷售額的60%以上。各國國情不同,稀土永磁在電機中的應用情況不盡相同。日本在VCM中的應用量占稀土永磁的50%左右,美國則在航空、航天、軍工、汽車和機床等領域電機中的用量最大,歐洲則在數控機床中應用最多。
2006年,我國生產稀土永磁電機3700餘萬台,其中大中型節能電機5萬台。
2、汽車工業
據有關市場研究機構的最新調查報告顯示,2004年全球轎車和輕型車總產量達到5490萬輛,至2005年,將達到6000萬輛大關,創歷史最高紀錄。
1997年中國汽車產量為158.3萬輛,2001年達到234.2萬輛,其中轎車產量為69.5萬輛。轎車在全部汽車產量中所佔的比例不到30%,2002年是中國加入世界貿易組織後的第一年,當年中國汽車產量一舉超過300萬輛大關,達到325.1萬輛,增長38.3%,轎車產量更是增長了52.84%,首次突破百萬輛大關,達到106.924萬輛,轎車比重達到32.7%。進入2003年,這一行情得以持續,當年生產各類汽車444萬輛,銷量439萬輛,分別增長75.28%,在世界的排名由2002年第5位上升至2003年的第4們。2004年,中國汽車總產量為507萬輛,增長14.2%左右,其中轎車240萬輛,增長16%左右。2005年,中國汽車總產量在571萬輛,其中轎車比重達到48.49%。2006年,中國汽車總產量達728萬輛,躍居世界第三位,其中轎車比重已經達到53.15%左右。
由於汽車工業已經成為中國國民經濟發展的第五大支柱產業,它的發展必將帶動一系列的產業,包括磁性材料行業。稀土永磁電機的最大應用潛力市場之一將是汽車工業。汽車工業是釹鐵硼永磁應用最多的領域之一。在每輛汽車中,一般可以有幾十個部位要使用永磁電機,如電動座椅、電動後視鏡、電動天窗、電動門窗、電動雨刮、空調器等隨著汽車電子技術要求的不斷提高,其使用電機的數量將越來越多。
3、電動汽車
當前世界各國對電動汽車的關注熱情愈發高漲,一些國家投入大量經費用於研製和開發,其中電機和傳動系統是電動汽車的心臟,稀土永磁電機以其體積小、效率高、性能優異而成為各國研製新一代電動汽車的首選方案。中國第一汽車集團公司與豐田汽車公司就推動混合動力汽車在中國市場的發展與普及進行合作,2005年已將豐田目前最先進的「綠色環保節能車」——「先驅」(PRIUS)混合動力汽車在中國進行生產,目前已小批量投入市場。「先驅」(PRIUS)混合動力汽車在日本的產量為10000台/月左右。最近。日本豐田推出了雷克薩斯LS600h混合動力高檔汽車,V8引擎加上一個高效的電機,整個系統輸出功率430馬力,堪稱混合動力的領先傑作。2008年福特翼虎混合動力SUV,155馬力,油耗為7—8升/100km,只有同功率汽油發動機的一半。
可以預見,在不遠的將來,混合動力電動汽車將大量進入普通家庭,成為一種大眾消費。這對於稀土永磁電機及其釹鐵硼永磁材料的帶動作用是相當可觀的。
4、電動自行車
自行車是我國的傳統支柱產業之一,隨著人民生活水平的提高和環保意識的增強,近年對電動自行車的需求越來越大。據中國助力車專業委員會不完全統計,我國的電動自行車從研製開發到1997年的小批量投放市場至現在,其生產和銷售呈逐年大幅增長的勢頭,1998年產量為545萬輛,2006年產量已超過1000萬輛。以每輛電動自行國平均需要0.3公斤燒結釹鐵硼計算,年需用磁體3000噸(摺合成毛坯近6000噸)。
5、現代醫療設備
永磁式RMI-CT核磁共振成像設備過去採用鐵氧體永磁,磁體重量達50噸,如今採用最新釹鐵硼永磁材料,其磁場強度提高了一倍,圖像清晰度也大大提高,並節省了大量原材料。每台核磁共振成像儀需釹鐵硼永磁體0.5—3噸,按世界市場年需要量1千台計,年需磁體500—3000噸。目前,美國通用電器和德國西門子在中國均有核磁共振成像設備生產基地。
6、揚聲器、耳機等電聲元件
揚聲器和耳機是永磁體傳統應用領域。稀土永磁材料出現後在同樣輸出功率與音質不採用釹鐵硼永磁體可減小尺寸和提高性能。目前稀土永磁揚聲器和耳機已應用到高級隨身聽等領域。隨著電聲器材技術革新向高保真和小型化發展,要求使用性能更高的磁體,在這個領域,釹鐵硼永磁材料已經開始得到廣泛應用。
7、磁懸浮列車
可乘坐32人、擁有自主知識產權的磁懸浮樣車——「中華01號」磁懸浮技術驗證車2004年10月22日在大連亮相。此次研製成功的「中華01號」採用中國自主研發的永磁補償式懸浮技術。
其原理是利用車載磁體與軌道磁體間產生的排斥力和吸引力共同作用,從而產生向上懸浮力,使列車脫離軌道運行。所用磁體為稀土永磁材料;「中華01號」懸浮耗能幾乎為零,其凈懸浮力可達4噸/米,運輸能力相當於現行火車,而且採用車與路一體化結構設計,安全性大大提高。中國首個吊軌磁懸浮驗證車「中華06號」2005年5月亮相大連。使用Nd-Fe-B磁體的3km永磁懸浮列車線已列入建設日程。
近年為,磁懸浮飛機國際有限公司(Magplane International Ltd)在我國推介美國磁懸浮飛機系統。磁懸浮飛機系統為新型懸浮設計,採用釹鐵硼永磁體。每公里需配2輛磁懸浮飛機(列車),每一輛磁懸浮飛機(列車)將使用10噸燒結釹鐵硼材料。試驗線正在籌建之中。
磁懸浮飛機系統是建立在磁懸浮理論基礎上的一種最新型地面軌道交通系統。據介紹,該系統優化了各類交通資源,集合了多樣性技術特徵,不僅造價和運行成本相對較低,而且實現了高速、大容量、智能化的統一。如果磁懸浮飛機系統進入實際應用,將使市內短程交通與城際間中長途交通系統融為一體,為一體化解決城市繁雜的交通系統提供幫助。
❷ 玻璃中如何提取稀土
沒見過如何分離玻璃中的稀唯喚枯土,看過資料日本現在正在干你說鏈亮的這種事情.
玻璃是特殊用途玻指洞璃,裡面填有稀土,
分離方法 無非是物理,化學手段,比如酸溶,沉澱,焙燒,電解,得到粗品
具體的日本人技術上肯定是比較精細的,我所知有限
❸ 高折射率稀土玻璃的開發和應用
林鳳英
作者簡介:林鳳英,中寶協人工寶石專業委員會第二、三屆委員,中國科學院上海光學精密機械研究所研究員。
一、發展概況段咐
我國稀土資源豐富,儲量佔世界總儲存量的80%左右。稀土材料的研究和開發具有廣闊的前景。1985年中國科學院上海光學精密機械研究所(簡稱上海光機所)為了滿足光學儀器以及其他科研產品制備的需求,研製出了高光學質量、高折射率的稀土玻璃。
1986年,上海光機所立方氧化鋯晶體生產因為耗電量大、顏色少、質量不穩定等一系列原因而停產。為了替代立方氧化鋯寶石材料,在高折射率稀土玻璃中添加了著色劑,研製出高折射率稀土有色玻璃,我們稱之為「稀土寶石玻璃」,1988年開始投放市場。由於其色彩豐富、折射率高、硬度較普通玻璃高、價格便宜,作為裝飾用人工寶石大受歡迎。
根據市場的要求,20世紀90年代我們又研製出化學穩定性高的稀土玻璃系列,此系列稀土玻璃能有效地抵禦電鍍過程中的酸、鹼的腐蝕而不影響玻璃的質量。同時,從環握好境保護的角度出發,我們又不斷調整優化玻璃的配方;原來成分中有≤10%PbO,因為鉛會對人類健康和環境構成威脅,去掉了氧化鉛,從而研製出環保型的高折射率稀土玻璃。
現在,我們生產的稀土玻璃已有 60多個品種,月產量達3t以上,同時也能根據用戶要求生產。在高折射率稀土玻璃市場化推廣進程中,陳汴琨、沈才卿、鈕天然、朱立夫、張道標、陳彩珍、周峰等珠寶界專家給予了大力幫助與支持。近20年來,我們與光華公司、奧立安公司、中科院東方公司、金得利公司、宗宗公司等全國多家珠寶公司建立了良好合作夥伴關系,產品遠銷海內外,為擴大稀土材料的應用,出口創匯等開辟了廣闊的前景。
二、高折射率稀土玻璃的特點
1.折射率高(N=1.71~1.95)
高折射率稀土玻璃是以稀土光學玻璃為基礎研製的。稀土光學玻璃如鑭火石玻璃(LaF)和重鑭火石玻璃(ZLaF)均具有高的折射率(可大於1.8),並具有較高的硬度和色散。合成稀土玻璃以La2O3-B2O3-BaO-TiO2-SiO2為主要成分,並加入少量ZrO2,ZnO,Nb2O5,Ta2O5等其他金屬氧化物和稀有金屬氧化物。稀土玻璃的折射率取決於玻璃的主要成分,它具有很大范圍的可調整性。圖1和圖2分別是玻璃組成中各氧化物的部分折射率及色散與陽離子半徑之間的關系。可以看出La2O3,TiO2,ZrO2,Nb2O5,Ta2O5等氧化物的加入都能有效地提高玻璃的折射率及色散。目前生產的稀土玻璃折射率為1.71~1.95。
2.顏色豐富、質量穩定
高折射率稀土玻璃用過渡族金屬鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、銅的氧化物和稀土元素釹、鐠、鉺、鈰的氧化物單獨或組合使用作為著色劑。
由於稀土元素的原子中4f電子的躍遷引起對光輻射的選擇性吸收,其光譜特徵是多吸收帶邊緣陡度極高。因此在不同的光源照射下能顯示出不同的顏色,如氧化釹(Nd2O3)著色的玻璃在日光照射下是紅紫色,在日光燈下為藍紫色,具有柔和優美的雙色。又因為價電子處於內層,為外層電子殼所屏蔽,故著色穩定。通過多種著色劑的組合使用和用量調整以及基質玻璃的組分改變,可以使玻璃的顏色千變萬化,其色澤也可以與天然寶石相近。我們目前已有 60多種產品,如石榴紅(R2,R4)、祖母綠(G104,G4)、橄欖綠(G107,G108)、寶石藍(B2,B10)、海藍(B103,B10312)、粉紅(P3,P5,P6)、紫晶(V102,V106)、金黃(Y3)、香檳黃(Y1,Y2)、坦桑石(B301)、黑色(BK2)……可以用作許多種寶石的代用品或仿製品。
高折射率稀土玻璃採用光學玻璃生產方法,將優質化工原料在電爐中用鉑金坩堝高溫熔制。熔制過程中進行攪拌、澆注後退火。所以玻璃中條紋氣泡少,質量穩定。
3.綠色環保
經過多次配方的調整,我們現有的高折射率稀土玻璃既不含放射性元素,也不含有毒的重金屬元素鉛,屬於綠色環保產品。生產、加工高折射率稀土玻璃和長時間佩戴鑲嵌有這類仿寶石的首飾,不會對人的身體造成傷害。
4.化學穩定性好及其他
高折射率稀土玻璃的抗氧化、耐腐蝕性能極好,也不容易被一般物體所磨損。但因為是玻璃,脆性大,易碎,非稀有材質,通常作為模擬首飾投放於市場。
圖1 部分氧化物折射率與陽離子半徑的關系
圖2 部分氧化物色散與陽離子半徑的關系
三、高折射率稀土寶石玻璃的性質
1993年1月5~9日,在廣州召開了「首屆華夏寶玉段燃鉛石行業發展研討會」,在會上,我們首次公布了高折射率玻璃(又名稀土首飾鑽材料)的性質(表1)。目前市場上出現的所謂半稀土玻璃和加稀土元素改造的高折射率玻璃基質人造寶石等,實際上是鉛晶質玻璃,折射率通常小於1.70。為了便於比較,表中也列出了這些玻璃的相關性質。
從這些數據的比較中,可以看到,高折射率稀土玻璃各方面的性質,要明顯好於鉛晶質玻璃。
表1 高折射率稀土玻璃和鉛晶質玻璃性質比較
四、高折射率稀土玻璃的應用
高折射率稀土玻璃作為仿天然寶石和仿晶體人造寶石材料,因具色彩艷麗、價格低廉、容易加工、綠色環保等特點,受到人們的歡迎。目前廣泛應用於模擬首飾、時尚首飾和服飾。隨著國民經濟和人民生活水平的不斷提高,個人消費品市場的日益繁榮,以及對健康環保要求的增加,高折射率稀土玻璃也必將有著更好的發展機遇以及更為廣闊的市場前景。
參考文獻
干福熹等著.1981.無機玻璃物理性質計算和成分設計.上海:上海科學技術出版社.
干福熹等著.1982.光學玻璃.北京:科學出版社.
❹ 中國的稀土「萃取技術」有多牛為何一出來就讓稀土「掉價」
我國是世界公認的最大稀土資源國,不僅儲量大 而且元素配分全面,在近40餘年的發展中。我國已經建立了,目前世界上最龐大的稀土工業,成為世界最大稀土生產國。
對於中國手裡的稀土武器,歐美日等國不是沒有擔心過,而我們也不是沒有運用過。2010年9月日本扣留了我國一膄漁船的船長,因其在爭議海域捕魚,我國對此的回應是將暫停對與日本的稀土交易。而後,如本迅速地釋放了中國漁船船長,對此紐約時報嘲諷道,這是日本一次恥辱的退縮,由此可見中國在稀土資源上的地位,這也是稀土變現的一步。
❺ 稀土與玻璃纖維的作用是什麼
稀土可以作為添加劑在玻璃纖維製造和加工過程中發揮多種作用。以下是其中幾個主要作用:
1. 提高玻璃纖維的性能:稀土添加劑可以顯著提高玻璃纖維的強度、硬度、耐磨性和抗腐蝕性等性能,從而增強其使用壽命和耐用度。
2. 改善玻璃纖維的加工性能:稀土添加劑可以改善玻璃纖維的流動性和成型性,使得加工過程更加穩定和高效,從而提納知高生產效率。
3. 促進材料的再生利用:稀土添加劑可以促進廢舊玻璃纖維的回收和再利用,有效地降低了環境污染和資源浪費。
4. 改善材料的表面特性:稀土添加劑可以提高玻璃纖維的表面張力和潤濕性,使得其更容易塗覆和接受碧茄御各種化學處理。
總的來說,稀土和玻璃纖維的配合可以悔岩使玻璃纖維材料的性能和加工性能都得到明顯提升。
❻ 稀土是什麼東西它有什麼用途
概述】
稀土就是化學元素周期表中鑭系元素—鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、鉕(Pm)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)、鑥(Lu),以及與鑭系的15個元素密切相關的兩個元素—鈧(Sc)和釔(Y)共17種元素,稱為稀土元素(Rare Earth)。簡稱稀土(RE或R)。
編輯本段【稀土的分類】
1)輕稀土(又稱鈰組):鑭、鈰、鐠、釹、鉕、釤、銪、釓。
2)重稀土(又稱釔組):鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、鑥、鈧、釔。
鈰組與釔組之別,是因為礦物經分離得到的稀土混合物中,常以鈰或釔比例多的而得名。
稀土金屬(rare earth metals)又稱稀土元素,是元素周期表ⅢB族中鈧、釔、鑭系17種元素的總稱,常用R或RE表示。它們的名稱和化學符號是鈧(Sc)、釔(Y)、鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、鉕(Pm)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)、鑥(Lu)。它們的原子序數是21(Sc)、39(Y)、57(La)到71(Lu)。
編輯本段【名稱由來】
17種稀土元素名稱的由來及用途
鑭(La) � �"鑭"這個元素是1839年被命名的,當時有個叫"莫桑德"的瑞典人發現鈰土中含有其它元素,他借用希臘語中"隱藏"一詞把這種元素取名為"鑭"。 鑭的應用非常廣泛,如應用於壓電材料、電熱材料、熱電材料、磁阻材料、發光材料(蘭粉)、貯氫材料、光學玻璃、激光材料、各種合金材料等。她也應用到制備許多有機化工產品的催化劑中,光轉換農用薄膜也用到鑭,在國外,科學家把鑭對作物的作用賦與"超級鈣"的美稱。
鈰(Ce) "鈰"這個元素是由德國人克勞普羅斯,瑞典人烏斯伯齊力、希生格爾於1803年發現並命名的,以紀念1801年發現的小行星--穀神星。
鈰的廣泛應用:
(1)鈰作為玻璃添加劑,能吸收紫外線與紅外線,現已被大量應用於汽車玻璃。不僅
能防紫外線,還可降低車內溫度,從而節約空調用電。從1997年起,日本汽車玻
璃全加入氧化鈰,1996年用於汽車玻璃的氧化鈰源源弊至少有2000噸,美國約1000多噸.
(2)目前正將鈰應用到汽車尾氣凈化催化劑中,可有效防止大量汽車廢氣排到空氣中
美國在這方面的消費量占稀土總消費量的三分之一強。
(3)硫化鈰可以取代鉛、鎘等對環境和人類有害的金屬應用到顏料中,可對塑料著色
,也可用於塗料、油墨和紙張等行業。目前領先的是法國羅納普朗克公司。
(4)Ce:LiSAF激光系統是美國研製出來的固體激光器,通過監測色氨酸濃度可用
於探查生物武器,還可用於醫學。鈰應用領域非常廣泛,幾乎所有的稀土應用領
域中都含有鈰。如拋光粉、儲氫材料、熱電材料、鈰鎢電極、陶瓷電容器、壓電
陶瓷、鈰碳化硅磨料、燃料電池原料、汽油催化劑、某些永磁材料、各種合金鋼雹族
及有色金屬等。
鐠(Pr) �� 大約160年前,瑞典人莫桑德從鑭中發現了一種新的元素,但它不是單一元素,莫桑德發現這種元素的性質與鑭非常相似,便將其定名為"鐠釹"。"鐠釹"希臘語為"雙生子"之意。大約又過了40多年,也就是發明汽燈紗罩的1885年,奧地利人韋爾斯巴赫成功地從"鐠釹"中分離出了兩個元素,一個取名為"釹",另一個則命名為"鐠"。這種"雙生子"被分隔開了,鐠元素也有了自己施展才華的廣闊天地。鐠是用量較大的稀土元素,其用於玻璃、陶瓷和磁性材料中。
鐠的廣泛應用:
(1)鐠被廣泛應用於建築陶瓷和日用陶瓷中,其與陶瓷釉混合製成色釉,裂伍也可單獨作
釉下顏料,製成的顏料呈淡黃色,色調純正、淡雅。
(2)用於製造永磁體。選用廉價的鐠釹金屬代替純釹金屬製造永磁材料,其抗氧性能
和機械性能明顯提高,可加工成各種形狀的磁體。廣泛應用於各類電子器件和馬
達上。
(3)用於石油催化裂化。以鐠釹富集物的形式加入Y型沸石分子篩中制備石油裂化催
化劑,可提高催化劑的活性、選擇性和穩定性。我國70年代開始投入工業使用,
用量不斷增大。
(4)鐠還可用於磨料拋光。另外,鐠在光纖領域的用途也越來越廣。
釹(Nd) � �伴隨著鐠元素的誕生,釹元素也應運而生,釹元素的到來活躍了稀土領域,在稀土領域中扮演著重要角色,並且左右著稀土市場。 �
釹元素憑借其在稀土領域中的獨特地位,多年來成為市場關注的熱點。金屬釹的最大用戶是釹鐵硼永磁材料。釹鐵硼永磁體的問世,為稀土高科技領域注入了新的生機與活力。釹鐵硼磁體磁能積高,被稱作當代"永磁之王",以其優異的性能廣泛用於電子、機械等行業。阿爾法磁譜儀的研製成功,標志著我國釹鐵硼磁體的各項磁性能已跨入世界一流水平。釹還應用於有色金屬材料。在鎂或鋁合金中添加1.5~2.5%釹,可提高合金的高溫性能、氣密性和耐腐蝕性,廣泛用作航空航天材料。另外,摻釹的釔鋁石榴石產生短波激光束,在工業上廣泛用於厚度在10mm以下薄型材料的焊接和切削。在醫療上,摻釹釔鋁石榴石激光器代替手術刀用於摘除手術或消毒創傷口。釹也用於玻璃和陶瓷材料的著色以及橡膠製品的添加劑。隨著科學技術的發展,稀土科技領域的拓展和延伸,釹元素將會有更廣闊的利用空間。
鉕(Pm) ��1947年,馬林斯基(J.A.Marinsky)、格倫丹寧(L.E.Glendenin)和科里爾(C.E.Coryell)從原子能反應堆用過的鈾燃料中成功地分離出61號元素,用希臘神話中的神名普羅米修斯(Prometheus)命名為鉕(Promethium)。鉕為核反應堆生產的人造放射性元素。
鉕的主要用途有:
(1)可作熱源。為真空探測和人造衛星提供輔助能量。
(2)Pm147放出能量低的β射線,用於製造鉕電池。作為導彈制導儀器及鍾表的電
源。此種電池體積小,能連續使用數年之久。此外,鉕還用於攜帶型X-射線儀、
制備熒光粉、度量厚度以及航標燈中。
釤(Sm) ��1879年,波依斯包德萊從鈮釔礦得到的"鐠釹"中發現了新的稀土元素,並根據這種礦石的名稱命名為釤。 ��釤呈淺黃色,是做釤鈷系永磁體的原料,釤鈷磁體是最早得到工業應用的稀土磁體。這種永磁體有SmCo5系和Sm2Co17系兩類。70年代前期發明了SmCo5系,後期發明了Sm2Co17系。現在是以後者的需求為主。釤鈷磁體所用的氧化釤的純度不需太高,從成本方面考慮,主要使用95%左右的產品。此外,氧化釤還用於陶瓷電容器和催化劑方面。另外,釤還具有核性質,可用作原子能反應堆的結構材料,屏敝材料和控制材料,使核裂變產生巨大的能量得以安全利用。
銪(Eu) ��1901年,德馬凱(Eugene-Antole Demarcay)從"釤"中發現了新元素,取名為銪(Europium)。這大概是根據歐洲(Europe)一詞命名的。氧化銪大部分用於熒光粉。Eu3+用於紅色熒光粉的激活劑,Eu2+用於藍色熒光粉。現在Y2O2S:Eu3+是發光效率、塗敷穩定性、回收成本等最好的熒光粉。再加上對提高發光效率和對比度等技術的改進,故正在被廣泛應用。近年氧化銪還用於新型X射線醫療診斷系統的受激發射熒光粉。氧化銪還可用於製造有色鏡片和光學濾光片,用於磁泡貯存器件,在原子反應堆的控制材料、屏敝材料和結構材料中也能一展身手。
釓(Gd) � �1880年,瑞士的馬里格納克(G.de Marignac)將"釤"分離成兩個元素,其中一個由索里特證實是釤元素,另一個元素得到波依斯包德萊的研究確認,1886年,馬里格納克為了紀念釔元素的發現者 研究稀土的先驅荷蘭化學家加多林(Gado Linium),將這個新元素命名為釓。 ��釓在現代技革新中將起重要作用。
它的主要用途有:
(1)其水溶性順磁絡合物在醫療上可提高人體的核磁共振(NMR)成像信號。
(2)其硫氧化物可用作特殊亮度的示波管和x射線熒光屏的基質柵網。
(3)在釓鎵石榴石中的釓對於磁泡記憶存儲器是理想的單基片。
(4)在無Camot循環限制時,可用作固態磁致冷介質。
(5)用作控制核電站的連鎖反應級別的抑制劑,以保證核反應的安全。
(6)用作釤鈷磁體的添加劑,以保證性能不隨溫度而變化。
另外,氧化釓與鑭一起使用,有助於玻璃化區域的變化和提高玻璃的熱穩定性。氧化釓還可用於製造電容器、x射線增感屏。 在世界上目前正在努力開發釓及其合金在磁致冷方面的應用,現已取得突破性進展,室溫下採用超導磁體、金屬釓或其合金為致冷介質的磁冰箱已經問世。
鋱(Tb) ��1843年瑞典的莫桑德(Karl G.Mosander)通過對釔土的研究,發現鋱元素(Terbium)。鋱的應用大多涉及高技術領域,是技術密集、知識密集型的尖端項目,又是具有顯著經濟效益的項目,有著誘人的發展前景。
主要應用領域有:
(1)熒光粉用於三基色熒光粉中的綠粉的激活劑,如鋱激活的磷酸鹽基質、鋱激活
的硅酸鹽基質、鋱激活的鈰鎂鋁酸鹽基質,在激發狀態下均發出綠色光。
(2)磁光貯存材料,近年來鋱系磁光材料已達到大量生產的規模,用Tb-Fe非晶態
薄膜研製的磁光光碟,作計算機存儲元件,存儲能力提高10~15倍。
(3)磁光玻璃,含鋱的法拉第旋光玻璃是製造在激光技術中廣泛應用的旋轉器、隔離
器和環形器的關鍵材料。特別是鋱鏑鐵磁致伸縮合金(TerFenol)的開發研製,
更是開辟了鋱的新用途,Terfenol是70年代才發現的新型材料,該合金中有一半
成份為鋱和鏑,有時加入鈥,其餘為鐵,該合金由美國依阿華州阿姆斯實驗室首
先研製,當Terfenol置於一個磁場中時,其尺寸的變化比一般磁性材料變化大這
種變化可以使一些精密機械運動得以實現。鋱鏑鐵開始主要用於聲納,目前已廣
泛應用於多種領域,從燃料噴射系統、液體閥門控制、微定位到機械致動器、機
構和飛機太空望遠鏡的調節 機翼調節器等領域。
鏑(Dy) �� 1886年,法國人波依斯包德萊成功地將鈥分離成兩個元素,一個仍稱為鈥,而另一個根據從鈥中"難以得到"的意思取名為鏑(dysprosium)。鏑目前在許多高技術領域起著越來越重要的作用.
鏑的最主要用途是:
(1)作為釹鐵硼系永磁體的添加劑使用,在這種磁體中添加2~3%左右的鏑,可提
高其矯頑力,過去鏑的需求量不大,但隨著釹鐵硼磁體需求的增加,它成為
必要的添加元素,品位必須在95~99.9%左右,需求也在迅速增加。
(2)鏑用作熒光粉激活劑,三價鏑是一種有前途的單發光中心三基色發光材料的
激活離子,它主要由兩個發射帶組成,一為黃光發射,另一為藍光發射,摻
鏑的發光材料可作為三基色熒光粉。
(3)鏑是制備大磁致伸縮合金鋱鏑鐵(Terfenol)合金的必要的金屬原料,能使
一些機械運動的精密活動得以實現。
(4)鏑金屬可用做磁光存貯材料,具有較高的記錄速度和讀數敏感度。
(5)用於鏑燈的制備,在鏑燈中採用的工作物質是碘化鏑,這種燈具有亮度大、
顏色好、色溫高、體積小、電弧穩定等優點,已用於電影、印刷等照明光源。
(6)由於鏑元素具有中子俘獲截面積大的特性,在原子能工業中用來測定中子能
譜或做中子吸收劑。
(7)Dy3Al5O12還可用作磁致冷用磁性工作物質。隨著科學技術的發展,鏑的應
用領域將會不斷的拓展和延伸。
鈥(Ho) � �十九世紀後半葉,由於光譜分析法的發現和元素周期表的發表,再加上稀土元素電化學分離工藝的進展,更加促進了新的稀土元素的發現。1879年,瑞典人克利夫發現了鈥元素並以瑞典首都斯德哥爾摩地名命名為鈥(holmium)。 �
�鈥的應用領域目前還有待於進一步開發,用量不是很大,最近,包鋼稀土研究院採用高溫高真空蒸餾提純技術,研製出非稀土雜質含量很低的高純金屬鈥Ho/∑RE>99.9%。
目前鈥的主要用途有:
(1)用作金屬鹵素燈添加劑,金屬鹵素燈是一種氣體放電燈,它是在高壓汞燈基礎上
發展起來的,其特點是在燈泡里充有各種不同的稀土鹵化物。目前主要使用的
是稀土碘化物,在氣體放電時發出不同的譜線光色。在鈥燈中採用的工作物質
是碘化鈥,在電弧區可以獲得較高的金屬原子濃度,從而大大提高了輻射效能。
(2)鈥可以用作釔鐵或釔鋁石榴石的添加劑;
(3)摻鈥的釔鋁石榴石(Ho:YAG)可發射2μm激光,人體組織對2μm激光吸收率高,
幾乎比Hd:YAG高3個數量級。所以用Ho:YAG激光器進行醫療手術時,不但可以
提高手術效率和精度,而且可使熱損傷區域減至更小。鈥晶體產生的自由光
束可消除脂肪而不會產生過大的熱量,從而減少對健康組織產生的熱損傷,據
報道美國用鈥激光治療青光眼,可以減少患者手術的痛苦。我國2μm激光晶體
的水平已達到國際水平,應大力開發生產這種激光晶體。
(4)在磁致伸縮合金Terfenol-D中,也可以加入少量的鈥,從而降低合金飽和磁化
所需的外場。
(5)另外用摻鈥的光纖可以製作光纖激光器、光纖放大器、光纖感測器等等光通訊器
件在光纖通信迅猛的今天將發揮更重要的作用。
鉺(Er) ��1843年,瑞典的莫桑德發現了鉺元素(Erbium)。鉺的光學性質非常突出,一直是人們關注的問題:
(1)Er3+在1550nm處的光發射具有特殊意義,因為該波長正好位於光纖通訊的光學
纖維的最低損失,鉺離子(Er3+)受到波長980nm、1480nm的光激發後,從基態
4I15/2躍遷至高能態4I13/2,當處於高能態的Er3+再躍遷回至基態時發射出
1550nm波長的光,石英光纖可傳送各種不同波長的光,但不同的光光衰率不同,
1550nm頻帶的光在石英光纖中傳輸時光衰減率最低(0.15分貝/公里),幾乎為
下限極限衰減率。因此,光纖通信在1550nm處作信號光時,光損失最小。這樣,
如果把適當濃度的鉺摻入合適的基質中,可依據激光原理作用,放大器能夠補
償通訊系統中的損耗,因此在需要放大波長1550nm光信號的電訊網路中,摻鉺
光纖放大器是必不可少的光學器件,目前摻鉺的二氧化硅纖維放大器已實現商業
化。據報道,為避免無用的吸收,光纖中鉺的摻雜量幾十至幾百ppm。光纖通信的
迅猛發展,將開辟鉺的應用新領域。
(2)另外摻鉺的激光晶體及其輸出的1730nm激光和1550nm激光對人的眼睛安全,大
氣傳輸性能較好,對戰場的硝煙穿透能力較強,保密性好,不易被敵人探測,照
射軍事目標的對比度較大,已製成軍事上用的對人眼安全的攜帶型激光測距儀。
(3)Er3+加入到玻璃中可製成稀土玻璃激光材料,是目前輸出脈沖能量最大,輸出
功率最高的固體激光材料。
(4)Er3+還可做稀土上轉換激光材料的激活離子。
(5)另外鉺也可應用於眼鏡片玻璃、結晶玻璃的脫色和著色等。
銩(Tm) ��銩元素是1879年瑞典的克利夫發現的,並以斯堪迪那維亞(Scandinavia)的舊名Thule命名為銩(Thulium)。 �
�銩的主要用途有以下幾個方面:
(1)銩用作醫用輕便X光機射線源,銩在核反應堆內輻照後產生一種能發射X射線的同位素,可用來製造攜帶型血液輻照儀上,這種輻射儀能使銩-169受到高中子束的作用轉變為銩-170,放射出X射線照射血液並使白血細胞下降,而正是這些白細胞引起器官移植排異反應的,從而減少器官的早期排異反應。
(2)銩元素還可以應用於臨床診斷和治療腫瘤,因為它對腫瘤組織具有較高親合性,重稀土比輕稀土親合性更大,尤其以銩元素的親合力最大。
(3)銩在X射線增感屏用熒光粉中做激活劑LaOBr:Br(藍色),達到增強光學靈敏度,因而降低了X射線對人的照射和危害,與以前鎢酸鈣增感屏相比可降低X射線劑量50%,這在醫學應用具有重要現實的意義。
(4)銩還可在新型照明光源 金屬鹵素燈做添加劑。
(5)Tm3+加入到玻璃中可製成稀土玻璃激光材料,這是目前輸出脈沖量最大,輸出功率最高的固體激光材料。Tm3+也可做稀土上轉換激光材料的激活離子。
鐿(Yb) ��1878年,查爾斯(Jean Charles)和馬利格納克(G.de Marignac)在"鉺"中發現了新的稀土元素,這個元素由伊特必(Ytterby)命名為鐿(Ytterbium)。 �
�鐿的主要用途有(1)作熱屏蔽塗層材料。鐿能明顯地改善電沉積鋅層的耐蝕性,而且含鐿鍍層比不含鐿鍍層晶粒細小,均勻緻密。(2)作磁致伸縮材料。這種材料具有超磁致伸縮性即在磁場中膨脹的特性。該合金主要由鐿/鐵氧體合金及鏑/鐵氧體合金構成,並加入一定比例的錳,以便產生超磁致伸縮性。(3)用於測定壓力的鐿元件,試驗證明,鐿元件在標定的壓力范圍內靈敏度高,同時為鐿在壓力測定應用方面開辟了一個新途徑。(4)磨牙空洞的樹脂基填料,以替換過去普遍使用銀汞合金。(5)日本學者成功地完成了摻鐿釓鎵石榴石埋置線路波導激光器的制備工作,這一工作的完成對激光技術的進一步發展很有意義。另外,鐿還用於熒光粉激活劑、無線電陶瓷、電子計算機記憶元件(磁泡)添加劑、和玻璃纖維助熔劑以及光學玻璃添加劑等。
鑥(Lu) ��1907年,韋爾斯巴赫和尤貝恩(G.Urn)各自進行研究,用不同的分離方法從"鐿"中又發現了一個新元素,韋爾斯巴赫把這個元素取名為Cp(Cassiopeium),尤貝恩根據巴黎的舊名lutece將其命名為Lu(Lutetium)。後來發現Cp和Lu是同一元素,便統一稱為鑥。 �
�鑥的主要用途有(1)製造某些特殊合金。例如鑥鋁合金可用於中子活化分析。(2)穩定的鑥核素在石油裂化、烷基化、氫化和聚合反應中起催化作用。(3)釔鐵或釔鋁石榴石的添加元素,改善某些性能。(4)磁泡貯存器的原料。(5)一種復合功能晶體摻鑥四硼酸鋁釔釹,屬於鹽溶液冷卻生長晶體的技術領域,實驗證明,摻鑥NYAB晶體在光學均勻性和激光性能方面均優於NYAB晶體。(6)經國外有關部門研究發現,鑥在電致變色顯示和低維分子半導體中具有潛在的用途。此外,鑥還用於能源電池技術以及熒光粉的激活劑等。
釔(Y) �� 1788年,一位以研究化學和礦物學、收集礦石的業余愛好者瑞典軍官卡爾·阿雷尼烏斯(Karl Arrhenius)在斯德哥爾摩灣外的伊特必村(Ytterby),發現了外觀象瀝青和煤一樣的黑色礦物,按當地的地名命名為伊特必礦(Ytterbite)。1794年芬蘭化學家約翰·加多林分析了這種伊特必礦樣品。發現其中除鈹、硅、鐵的氧化物外,還含有38%的未知元素的氧化物棗"新土"。1797年,瑞典化學家埃克貝格(Anders Gustaf Ekeberg)確認了這種"新土",命名為釔土(Yttria,釔的氧化物之意)。 ��
釔是一種用途廣泛的金屬,主要用途有:(1)鋼鐵及有色合金的添加劑。FeCr合金通常含0.5-4%釔,釔能夠增強這些不銹鋼的抗氧化性和延展性;MB26合金中添加適量的富釔混合稀土後,合金的綜合性能得到明顯的改善,可以替代部分中強鋁合金用於飛機的受力構件上;在Al-Zr合金中加入少量富釔稀土,可提高合金導電率;該合金已為國內大多數電線廠採用;在銅合金中加入釔,提高了導電性和機械強度。
(2)含釔6%和鋁2%的氮化硅陶瓷材料,可用來研製發動機部件。(3)用功率400瓦的釹釔鋁石榴石激光束來對大型構件進行鑽孔、切削和焊接等機械加工。(4)由Y-Al石榴石單晶片構成的電子顯微鏡熒光屏,熒光亮度高,對散射光的吸收低,抗高溫和抗機械磨損性能好。(5)含釔達90%的高釔結構合金,可以應用於航空和其它要求低密度和高熔點的場合。
(6)目前倍受人們關注的摻釔SrZrO3高溫質子傳導材料,對燃料電池、電解池和要求氫溶解度高的氣敏元件的生產具有重要的意義。此外,釔還用於耐高溫噴塗材料、原子能反應堆燃料的稀釋劑、永磁材料添加劑以及電子工業中作吸氣劑等。
鈧(Sc) � �1879年,瑞典的化學教授尼爾森(L.F.Nilson, 1840~1899)和克萊夫(P.T.Cleve, 1840~1905)差不多同時在稀有的礦物硅鈹釔礦和黑稀金礦中找到了一種新元素。他們給這一元素定名為"Scandium"(鈧),鈧就是門捷列夫當初所預言的"類硼"元素。他們的發現再次證明了元素周期律的正確性和門捷列夫的遠見卓識。 ��鈧比起釔和鑭系元素來,由於離子半徑特別小,氫氧化物的鹼性也特別弱,因此,鈧和稀土元素混在一起時,用氨(或極稀的鹼)處理,鈧將首先析出,故應用"分級沉澱"法可比較容易地把它從稀土元素中分離出來。另一種方法是利用硝酸鹽的分極分解進行分離,由於硝酸鈧最容易分解,從而達到分離的目的。 �
�用電解的方法可製得金屬鈧,在煉鈧時將ScCl3、KCl、LiCl共熔,以熔融的鋅為陰極電解之,使鈧在鋅極上析出,然後將鋅蒸去可得金屬鈧。另外,在加工礦石生產鈾、釷和鑭系元素時易回收鈧。鎢、錫礦中綜合回收伴生的鈧也是鈧的重要來源之一。 鈧在化合物中主要呈3價態,在空氣中容易氧化成Sc2O3而失去金屬光澤變成暗灰色。 ��
鈧能與熱水作用放出氫,也易溶於酸,是一種強還原劑。 � �鈧的氧化物及氫氧化物只顯鹼性,但其鹽灰幾乎不能水解。鈧的氯化物為白色結晶,易溶於水並能在空氣中潮解。 ��在冶金工業中,鈧常用於製造合金(合金的添加劑),以改善合金的強度、硬度和耐熱和性能。如,在鐵水中加入少量的鈧,可顯著改善鑄鐵的性能,少量的鈧加入鋁中,可改善其強度和耐熱性。 ��在電子工業中,鈧可用作各種半導體器件,如鈧的亞硫酸鹽在半導體中的應用已引起了國內外的注意,含鈧的鐵氧體在計算機磁芯中也頗有前途。 ��在化學工業上,用鈧化合物作酒精脫氫及脫水劑,生產乙烯和用廢鹽酸生產氯時的高效催化劑。 � �在玻璃工業中,可以製造含鈧的特種玻璃。 ��在電光源工業中,含鈧和鈉製成的鈧鈉燈,具有效率高和光色正的優點。 ��
自然界中鈧均以45Sc形式存在,另外,鈧還有9種放射性同位素,即40~44Sc和46~49Sc。其中,46Sc作為示蹤劑,已在化工、冶金及海洋學等方面使用。在醫學上,國外還有人研究用46Sc來醫治癌症 稀土資源。
稀土一詞是歷史遺留下來的名稱。稀土元素是從18世紀末葉開始陸續發現,當時人們常把不溶於水的固體氧化物稱為土。稀土一般是以氧化物狀態分離出來的,又很稀少,因而得名為稀土。通常把鑭、鈰、鐠、釹、鉕、釤、銪稱為輕稀土或鈰組稀土;把釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、鑥釔稱為重稀土或釔組稀土。也有的根據稀土元素物理化學性質的相似性和差異性,除鈧之外(有的將鈧劃歸稀散元素),劃分成三組,即輕稀土組為鑭、鈰、鐠、釹、鉕;中稀土組為釤、銪、釓、鋱、鏑;重稀土組為鈥、鉺、銩、鐿、鑥、釔。
這些稀土元素的發現,從1794年芬蘭人加多林(J.Gadolin)分離出釔到1947年美國人馬林斯基(J.A.Marinsky)等製得鉕,歷時150多年。其中大部分稀土元素是歐洲的一些礦物學家、化學家、冶金學家等發現製取的。鉕是美國人馬林斯基、格蘭德寧(L.E.Glendenin)和科列爾(C.D.Coryell)用離子交換分離,在鈾裂變產物的稀土元素中獲得的。過去認為自然界中不存在鉕,直到1965年,芬蘭一家磷酸鹽工廠在處理磷灰石時發現了痕量的鉕。
編輯本段【稀土元素的性質與應用】
大多數稀土金屬呈現順磁性。釓在0℃時比鐵具更強的鐵磁性。鋱、鏑、鈥、鉺等在低溫下也呈現鐵磁性,鑭、鈰的低熔點和釤、銪、鐿的高蒸氣壓表現出稀土金屬的物理性質有極大差異。釤、銪、釔的熱中子吸收截面比廣泛用於核反應堆控制材料的鎘、硼還大。稀土金屬具有可塑性,以釤和鐿為最好。除鐿外,釔組稀土較鈰組稀土具有更高的硬度。
稀土表面積研究是非常重要的,稀土的表面積檢測數據只有採用BET方法檢測出來的結果才是真實可靠的,國內目前有很多儀器只能做直接對比法的檢測,現在國內也被淘汰了。目前國內外比表面積測試統一採用多點BET法,國內外製定出來的比表面積測定標准都是以BET測試方法為基礎的,請參看我國國家標准(GB/T 19587-2004)-氣體吸附BET原理測定固態物質比表面積的方法。比表面積檢測其實是比較耗費時間的工作,由於樣品吸附能力的不同,有些樣品的測試可能需要耗費一整天的時間,如果測試過程沒有實現完全自動化,那測試人員就時刻都不能離開,並且要高度集中,觀察儀表盤,操控旋鈕,稍不留神就會導致測試過程的失敗,這會浪費測試人員很多的寶貴時間。真正完全自動化智能化比表面積測試儀產品,才符合測試儀器行業的國際標准,同類國際產品全部是完全自動化的,人工操作的儀器國外早已經淘汰。真正完全自動化智能化比表面積分析儀產品,將測試人員從重復的機械式操作中解放出來,大大降低了他們的工作強度,培訓簡單,提高了工作效率。真正完全自動化智能化比表面積測定儀產品,大大降低了人為操作導致的誤差,提高測試精度。
稀土金屬已廣泛應用於電子、石油化工、冶金、機械、能源、輕工、環境保護、農業等領域。應用稀土可生產熒光材料、稀土金屬氫化物電池材料、電光源材料、永磁材料、儲氫材料、催化材料、精密陶瓷材料、激光材料、超導材料、磁致伸縮材料、磁致冷材料、磁光存儲材料、光導纖維材料等。
我國擁有豐富的稀土礦產資源,成礦條件優越,堪稱得天獨厚,探明的儲量居世界之首,為發展我國稀土工業提供了堅實的基礎。
❼ 稀土在日常生活中的應用有哪些
稀土應用:
冶金-機械製造 三大傳統領域之一
鋼中加入微量稀土可以提高鋼的強度、韌性、耐磨和耐腐蝕性能。鋁鎂銅等有色金屬合金中加入稀土可細化晶粒顯著提高綜合性能。稀土用於鋁電纜可提高材料強度、導電性和耐腐蝕性能。
石油化工
稀土可用做許多無機和有機化學反應的催化劑。用於催化裂化精煉原油,可顯著提高輕質油的產率。石油直接蒸餾僅得到 15%—20%的汽油,而加稀土催化裂化取得的汽油可
達原油的 80%。稀土催化還用於機動車尾氣凈化、合成橡膠友悉、油漆催干、塑料穩定劑及稀土高分子材料等眾多領域。
玻璃陶瓷,稀土重要傳統應用領域之一稀土在玻璃工業中被用作光學玻璃添加劑、澄清劑、脫色劑、著色劑和拋光粉。
國防與尖端技術上,稀土永磁器件被用於火箭稀土永好閉乎磁器件被用於發射「神舟 5 號」載人飛船的長征 2 號 f 型火箭上;以及「長征三號乙」捆綁式運載火箭,成功地將「亞太 6 號」
通訊衛星送入太空。
稀土鎳氫動力電,池電動車發展最具現實應用性的首選二次電源。
與傳統的化學電源(如鉛酸、鎳鎘等)相比,鎳氫動力電池具有無污染、高比能、大功率,可快速充放電,耐用性等許多優異特性,具有廣闊態腔的應用和市場前景。
永磁之王——釹鐵硼,金屬釹和鐠釹合金主要用於製造釹鐵硼永磁材料,用於永磁電動機、發電機、核磁共振成像儀、磁選機、音響揚聲器、磁力傳動、磁力起重、儀器儀表、液體磁化、磁療設備等等。
❽ 玻璃是怎樣發明的
玻璃,古稱「玻瓈」、「頗黎」、「水玉」。1964年在河南洛陽一座西周早期墓葬中發現有白色料珠,1975年在陝西寶雞西周墓葬中出土有上千件玻璃管、珠,經鑒定,這是一種鉛鋇玻璃,與西方的鈉鈣玻璃分屬兩個不同的玻璃系統,說明我國早在3000年前的西周時代,就已開始製造玻璃了,它的發現,也改變了中國玻璃是西方傳入的傳統說法。
戰國至秦漢時期,玻璃製造業進一步發展。品種增加,有藍、綠猜埋、翠綠、黑等單色玻璃,有俗稱「蜻蜒眼」的多色玻璃珠。三國以後,玻璃製造方法一度失傳。北魏時,大月氏商人曾到山西大同傳授燒制玻璃的技術。隋初,何稠又參照製造瓷器的工藝,重新製成綠色透明玻璃。自後至清朝,玻璃製造技術都在不斷進步。
1291年左右,義大利的玻璃製造技術已經非常發達。義大利人為了把持玻璃製造技術的先進程度,甚至把全國的玻璃工匠都送到一個與世隔絕的孤島上生產玻璃,並且讓他們的一源喚生就在這座孤島上度過。
1688年,一名名叫納夫的人發明了製作大塊玻璃的工藝。從此,玻璃告別了奢侈品的時代,走進了千家萬戶。
我們現在使用的玻璃是由石英砂、純鹼、以及石灰石等材料經高溫製成的。玻璃從製造材料上可以簡單進行劃分,有石英玻璃、硅酸鹽玻璃、鈉鈣玻璃、氟化物玻璃等。我們常說的玻璃雹兆凱其實就是硅酸鹽玻璃。現在玻璃已經被廣泛用於建築、日用、醫療、化學、電子、儀表、核工程等領域。
❾ 稀土玻璃和玻璃的區別
一個含稀土一個沒有。
稀土玻璃含有較多稀土或稀有元素氧化物,具有高折射率、低色的光學玻璃。而玻璃是行伏察非晶無機非金屬材料,一般是用多種無機礦物(如石英砂、硼砂、硼酸、重廳返晶石、碳酸鋇、石灰石、長石、純鹼等)為主要原料,另外加入少量輔助原料製成的。
稀土是元素周期表中的鑭系元素和鈧、釔共十七種金屬元素的總稱。檔茄自然界中有250種稀土礦。最早發現稀土的是芬蘭化學家加多林(JohnGadolin)。
❿ 稀土能有什麼作用,其製成的高端產品又有哪些
應用領域:
軍事方面
稀土有工業「黃金」之稱,由於其具有優良的光電磁等物理特性,能與其他材料組成性能各異、品種繁多的新型材料,其最顯著的功能就是大幅度提高其他產察羨品的質量和性能。比如大幅度提高用於製造坦克、飛機、導檔蘆彈的鋼材、鋁合金、鎂合金、鈦合金的戰術性能。而且,稀土同樣是電子、激光、核工業、超導等諸多高科技的潤滑劑。稀土科技一旦用於軍事,必然帶來軍事科技的躍升。從一定意義上說,美軍在冷戰後幾次局部戰爭中壓倒性控制,以及能夠對敵人肆無忌憚地公開殺戮,正緣於稀土科技領域的超人一等。
冶金工業
稀土金屬或氟化物、硅化物加入鋼中,能起到精煉、脫硫、中和低熔點有害雜質的作用,並可以改善鋼的加工性能;稀土硅鐵合金、稀土硅鎂合金作為球化劑生產稀土球墨鑄鐵,由於這種球墨鑄鐵特別適用於生產有特殊要求的復雜球鐵件,被廣泛用於汽車、拖拉機、柴油機等機械製造業;稀土金屬添加至鎂、鋁、銅、鋅、鎳等有色合金中,可以改善合金的物理化學性能,並提高合金室溫及高溫機械性能。
石油化工
用稀土製成的分子篩催化劑,具有活性高、選擇性好、抗重金屬中毒能力強的優點,因而取代了硅酸鋁催化劑用於石油催化裂化過程;在合成氨生產過程中,用少量的硝酸稀土為助催化劑,其處理氣量比鎳鋁催化劑大1.5倍;在合成順丁橡膠和異戊橡膠過程中,採用環烷酸稀土-三異丁基鋁型催化劑,所獲得的產品性能優良,具有設備掛膠少,運轉穩定,後處理工序短等優點;復合稀土氧化物還可以用作內燃機尾氣凈化催化劑,環烷酸鈰還可用作油漆催干劑等。[7]
玻璃陶瓷
稀土氧化物或經過加工處理的稀土精礦,可作為拋光粉廣泛用於光學玻璃、眼鏡片、顯像管、示波管、平板玻璃、塑料及金屬餐具的拋光;在熔制玻璃過程中,可利用二氧化鈰對鐵有很強的氧化作用,降低玻璃中的鐵含量,以達到脫除玻璃中綠色的目的;添加稀土氧化物可以製得不同用途的光學玻璃和特種玻璃,其中包括能通過紅外線、吸收紫外線的玻璃、耐酸及耐熱的玻璃、防X-射線的玻璃等;在陶釉和瓷釉中添加稀土,可以減輕釉的碎裂性,並能使製品呈現不同的顏色和光澤,被廣泛用於陶瓷工業行沒帶。
新材料
稀土鈷及釹鐵硼永磁材料,具有高剩磁、高矯頑力和高磁能積,被廣泛稀土永磁微電機 稀土永磁微電機
用於電子及航天工業;純稀土氧化物和三氧化二鐵化合而成的石榴石型鐵氧體單晶及多晶,可用於微波與電子工業;用高純氧化釹製作的釔鋁石榴石和釹玻璃,可作為固體激光材料;稀土六硼化物可用於製作電子發射的陰極材料;鑭鎳金屬是70年代新發展起來的貯氫材料;鉻酸鑭是高溫熱電材料;當前世界各國採用鋇釔銅氧元素改進的鋇基氧化物製作的超導材料,可在液氮溫區獲得超導體,使超導材料的研製取得了突破性進展。此外,稀土還廣泛用於照明光源,投影電視熒光粉、增感屏熒光粉、三基色熒光粉、復印燈粉;在農業方面,向田間作物施用微量的硝酸稀土,可使其產量增加5~10%;在輕紡工業中,稀土氯化物還廣泛用於鞣製毛皮、皮毛染色、毛線染色及地毯染色等方面。[7]
農業方面
研究結果表明,稀土元素可以提高植物的葉綠素含量,增強光合作用,促進根系發育,增加根系對養分吸收。稀土還能促進種子萌發,提高種子發芽率,促進幼苗生長。除了以上主要作用外,還具有使某些作物增強抗病、抗寒、抗旱的能力。[7]
大量的研究還表明,使用適當濃度稀土元素能促進植物對養分的吸收、轉化和利用。玉米用稀土拌種,出苗、拔節比對照早1~2天,株高增加0.2米,早熟3~5天,而且籽粒飽滿,增產14%。大豆用稀土拌種,出苗提早1天,單株結莢數增加14.8~26.6個,3粒莢數增多,增產14.5%~20.0%。噴施稀土可使蘋果和柑橘果實的Vc含量、總糖含量、糖酸比均有所提高,促進果實著色和早熟。並可抑制貯藏過程中呼吸強度,降低腐爛率。