AUobičajena metafora je da ako je nafta krv industrije, onda su rijetke zemlje vitamin industrije.
Rijetki zemni elementi su kratica za skupinu metala. Rijetki zemni elementi (REE) otkrivani su jedan za drugim od kraja 18. stoljeća. Postoji 17 vrsta REE, uključujući 15 lantanida u periodnom sustavu kemijskih elemenata - lantan (La), cerij (Ce), prazeodimij (Pr), neodimij (Nd), prometij (Pm) i tako dalje. Trenutno se široko koriste u mnogim područjima kao što su elektronika, petrokemija i metalurgija. Gotovo svakih 3-5 godina znanstvenici mogu otkriti nove upotrebe rijetkih zemalja, a jedan od svakih šest izuma ne može se odvojiti od rijetkih zemalja.
Kina je bogata rijetkim zemnim mineralima, zauzimajući prvo mjesto u tri svijeta: prvo mjesto po rezervama resursa, s udjelom od oko 23%; prvo mjesto po proizvodnji, s udjelom od 80% do 90% svjetskih proizvoda od rijetkih zemalja; prvo mjesto po obujmu prodaje, s izvozom od 60% do 70% proizvoda od rijetkih zemalja u inozemstvo. Istovremeno, Kina je jedina zemlja koja može opskrbiti svih 17 vrsta rijetkih zemnih metala, posebno srednje i teške rijetke zemlje s izvanrednom vojnom upotrebom. Kineski udio je zavidan.
RZemlja je vrijedan strateški resurs, poznat kao „industrijski mononatrijev glutamat“ i „majka novih materijala“, a široko se koristi u najsuvremenijoj znanosti i tehnologiji te vojnoj industriji. Prema Ministarstvu industrije i informacijske tehnologije, funkcionalni materijali poput trajnih magneta rijetkih zemalja, luminiscencije, skladištenja vodika i katalize postali su nezamjenjive sirovine za visokotehnološke industrije poput proizvodnje napredne opreme, nove energije i industrija u nastajanju. Također se široko koristi u elektronici, petrokemijskoj industriji, metalurgiji, strojevima, novoj energiji, lakoj industriji, zaštiti okoliša, poljoprivredi i tako dalje.
Već 1983. godine Japan je uveo sustav strateških rezervi za rijetke minerale, a 83% domaćih rijetkih zemalja dolazilo je iz Kine.
Pogledajte ponovno Sjedinjene Države, njihove rezerve rijetkih zemalja su druge odmah iza Kine, ali njihove rijetke zemlje su sve lake rijetke zemlje, koje se dijele na teške rijetke zemlje i lake rijetke zemlje. Teške rijetke zemlje su vrlo skupe, a lake rijetke zemlje su neekonomične za rudarenje, što su ljudi u industriji pretvorili u lažne rijetke zemlje. 80% uvoza rijetkih zemalja u SAD dolazi iz Kine.
Drug Deng Xiaoping je jednom rekao: „Na Bliskom istoku ima nafte, a u Kini ima rijetkih zemalja.“ Implikacija njegovih riječi je očita. Rijetke zemlje nisu samo neophodni „MSG“ za 1/5 visokotehnoloških proizvoda u svijetu, već i snažan adut Kine za pregovaračkim stolom u budućnosti. Zaštita i znanstveno korištenje resursa rijetkih zemalja postala je nacionalna strategija koju su posljednjih godina zahtijevali mnogi ljudi s uzvišenim idealima kako bi se spriječilo da se dragocjeni resursi rijetkih zemalja slijepo prodaju i izvoze u zapadne zemlje. Godine 1992. Deng Xiaoping je jasno izjavio status Kine kao velike zemlje rijetkih zemalja.
Popis upotreba 17 rijetkih zemalja
1 lantan se koristi u legurama i poljoprivrednim filmovima
Cerij se široko koristi u automobilskom staklu
3 prazeodimij se široko koristi u keramičkim pigmentima
Neodimij se široko koristi u zrakoplovnim materijalima
5 činela osigurava pomoćnu energiju za satelite
Primjena 6 samarija u atomskom reaktoru
7 leća i zaslona s tekućim kristalima za proizvodnju europija
Gadolinij 8 za medicinsku magnetsku rezonancu
9 terbij se koristi u regulatoru krila zrakoplova
10 erbij se koristi u laserskom daljinomjeru u vojnim poslovima
11 disprozij se koristi kao izvor svjetla za film i tisak
12 holmij se koristi za izradu optičkih komunikacijskih uređaja
13 Tulij se koristi za kliničku dijagnozu i liječenje tumora
14 iterbijev aditiv za memorijski element računala
Primjena 15-lutecija u tehnologiji energetskih baterija
16 itrij se koristi za izradu žica i komponenti zrakoplovnih snaga
Skandij se često koristi za izradu legura
Detalji su sljedeći:
1
Lantan (LA)
U Zaljevskom ratu, uređaj za noćno gledanje s rijetkim zemnim elementom lantanom postao je glavni izvor opreme za američke tenkove. Gornja slika prikazuje prah lantanovog klorida.(Mapa podataka)
Lantan se široko koristi u piezoelektričnim materijalima, elektrotermalnim materijalima, termoelektričnim materijalima, magnetorezistivnim materijalima, luminiscentnim materijalima (plavi prah), materijalima za pohranu vodika, optičkom staklu, laserskim materijalima, raznim legurama itd. Lantan se također koristi u katalizatorima za pripremu mnogih organskih kemijskih proizvoda. Znanstvenici su lantan nazvali "super kalcijem" zbog njegovog utjecaja na usjeve.
2
Cerij (CE)
Cerij se može koristiti kao katalizator, elektroda za elektrolučno zagađenje i posebno staklo. Legura cerija otporna je na visoke temperature i može se koristiti za izradu dijelova mlaznog pogona.(Mapa podataka)
(1) Cerij, kao aditiv za staklo, može apsorbirati ultraljubičaste i infracrvene zrake te se široko koristi u automobilskom staklu. Ne samo da može spriječiti ultraljubičaste zrake, već i smanjiti temperaturu unutar automobila, kako bi se uštedjela električna energija za klimatizaciju. Od 1997. godine cerij se dodaje svim automobilskim staklima u Japanu. Godine 1996. najmanje 2000 tona cerija korišteno je u automobilskom staklu, a više od 1000 tona u Sjedinjenim Državama.
(2) Trenutno se cerij koristi u katalizatoru za pročišćavanje ispušnih plinova automobila, što može učinkovito spriječiti ispuštanje velike količine ispušnih plinova automobila u zrak. Potrošnja cerija u Sjedinjenim Državama čini jednu trećinu ukupne potrošnje rijetkih zemalja.
(3) Cerijev sulfid može se koristiti u pigmentima umjesto olova, kadmija i drugih metala koji su štetni za okoliš i ljude. Može se koristiti za bojanje plastike, premaza, tinte i industrije papira. Trenutno je vodeća tvrtka francuska Rhone Planck.
(4) CE: LiSAF laserski sustav je laser u čvrstom stanju koji su razvile Sjedinjene Države. Može se koristiti za otkrivanje biološkog oružja i lijekova praćenjem koncentracije triptofana. Cerij se široko koristi u mnogim područjima. Gotovo sve primjene rijetkih zemalja sadrže cerij. Kao što su prašak za poliranje, materijali za pohranu vodika, termoelektrični materijali, cerijeve volframove elektrode, keramički kondenzatori, piezoelektrična keramika, cerijevi silicijev karbidni abrazivi, sirovine za gorivne ćelije, katalizatori za benzin, neki trajni magnetski materijali, razni legirani čelici i obojeni metali.
3
Prazeodim (PR)
Prazeodimijska neodimijska legura
(1) Prazeodimij se široko koristi u građevinskoj keramici i keramici za svakodnevnu upotrebu. Može se miješati s keramičkom glazurom za izradu obojene glazure, a može se koristiti i kao pigment pod glazurom. Pigment je svijetložute boje s čistom i elegantnom bojom.
(2) Koristi se za proizvodnju permanentnih magneta. Korištenjem jeftinog prazeodimija i neodimija umjesto čistog neodimija za izradu materijala permanentnih magneta, njegova otpornost na kisik i mehanička svojstva su očito poboljšani, te se može preraditi u magnete različitih oblika. Široko se koristi u raznim elektroničkim uređajima i motorima.
(3) Koristi se u katalitičkom krekiranju nafte. Aktivnost, selektivnost i stabilnost katalizatora mogu se poboljšati dodavanjem obogaćenog prazeodimija i neodimija u molekularno sito Y zeolita za pripremu katalizatora za krekiranje nafte. Kina je počela s industrijskom upotrebom 1970-ih, a potrošnja se povećava.
(4) Prazeodimij se također može koristiti za abrazivno poliranje. Osim toga, prazeodimij se široko koristi u području optičkih vlakana.
4
Neodimij (nd)
Zašto se tenk M1 može prvi pronaći? Tenk je opremljen Nd:YAG laserskim daljinomjerom, koji može dosegnuti domet od gotovo 4000 metara pri jasnom dnevnom svjetlu.(Mapa podataka)
S pojavom praseodimija, nastao je neodimij. Pojava neodimija aktivirala je područje rijetkih zemalja, odigrala važnu ulogu u tom području i utjecala na tržište rijetkih zemalja.
Neodimij je dugi niz godina postao vruća točka na tržištu zbog svog jedinstvenog položaja u području rijetkih zemalja. Najveći korisnik neodimija je NdFeB materijal s trajnim magnetima. Pojava NdFeB trajnih magneta ubrizgala je novu vitalnost u visokotehnološko područje rijetkih zemalja. NdFeB magnet naziva se "kraljem trajnih magneta" zbog svoje visoke magnetske energije. Široko se koristi u elektronici, strojevima i drugim industrijama zbog svojih izvrsnih performansi. Uspješan razvoj alfa magnetskog spektrometra ukazuje na to da su magnetska svojstva NdFeB magneta u Kini dosegla svjetsku razinu. Neodimij se također koristi u obojenim materijalima. Dodavanje 1,5-2,5% neodimija u magnezijevu ili aluminijevu leguru može poboljšati performanse na visokim temperaturama, nepropusnost za zrak i otpornost legure na koroziju. Široko se koristi kao zrakoplovni materijal. Osim toga, neodimom dopirani itrijev aluminijev granat proizvodi kratkovalni laserski snop, koji se široko koristi u industriji u zavarivanju i rezanju tankih materijala debljine ispod 10 mm. U medicinskom liječenju, Nd:YAG laser se koristi za uklanjanje kirurških zahvata ili dezinfekciju rana umjesto skalpela. Neodimij se također koristi za bojanje stakla i keramičkih materijala te kao dodatak gumenim proizvodima.
5
Trolij (Pm)
Tulij je umjetni radioaktivni element koji proizvode nuklearni reaktori (karta podataka)
(1) može se koristiti kao izvor topline. Osigurava pomoćnu energiju za detekciju vakuuma i umjetne satelite.
(2)Pm147 emitira niskoenergetske β-zrake, koje se mogu koristiti za proizvodnju baterija za činele. Kao napajanje instrumenata za navođenje projektila i satova. Ova vrsta baterije je male veličine i može se kontinuirano koristiti nekoliko godina. Osim toga, prometij se također koristi u prijenosnim rendgenskim instrumentima, pripremi fosfora, mjerenju debljine i svjetiljkama.
6
Samarij (Sm)
Metalni samarij (karta podataka)
Sm je svijetložute boje i sirovina je za Sm-Co permanentne magnete, a Sm-Co magnet je najraniji magnet od rijetkih zemalja koji se koristi u industriji. Postoje dvije vrste permanentnih magneta: SmCo5 sustav i Sm2Co17 sustav. Početkom 1970-ih izumljen je SmCo5 sustav, a Sm2Co17 sustav izumljen je kasnije. Sada se prioritet daje potražnji za potonjim. Čistoća samarijevog oksida koji se koristi u samarij-kobalt magnetima ne mora biti previsoka. S obzirom na cijenu, uglavnom se koristi u oko 95% proizvoda. Osim toga, samarij-oksid se također koristi u keramičkim kondenzatorima i katalizatorima. Osim toga, samarij ima nuklearna svojstva, pa se može koristiti kao konstrukcijski materijal, zaštitni materijal i kontrolni materijal za atomske reaktore, tako da se ogromna energija generirana nuklearnom fisijom može sigurno koristiti.
7
Europij (Eu)
Europijev oksid u prahu (karta podataka)
Europijev oksid se uglavnom koristi za fosfore (karta podataka)
Godine 1901. Eugene-AntoleDemarcay otkrio je novi element iz "samarija", nazvan europij. Vjerojatno je nazvan po riječi Europa. Europijev oksid se uglavnom koristi za fluorescentni prah. Eu3+ se koristi kao aktivator crvenog fosfora, a Eu2+ kao plavi fosfor. Sada je Y2O2S:Eu3+ najbolji fosfor u pogledu svjetlosne učinkovitosti, stabilnosti premaza i troškova recikliranja. Osim toga, široko se koristi zbog poboljšanja tehnologija kao što su poboljšanje svjetlosne učinkovitosti i kontrasta. Europijev oksid se posljednjih godina također koristi kao fosfor sa stimuliranom emisijom za novi rendgenski medicinski dijagnostički sustav. Europijev oksid se također može koristiti za proizvodnju obojenih leća i optičkih filtera, za magnetske uređaje za pohranu mjehurića. Također može pokazati svoje talente u kontrolnim materijalima, zaštitnim materijalima i strukturnim materijalima atomskih reaktora.
8
Gadolinij (Gd)
Gadolinij i njegovi izotopi su najučinkovitiji apsorberi neutrona i mogu se koristiti kao inhibitori nuklearnih reaktora. (karta podataka)
(1) Njegov paramagnetski kompleks topljiv u vodi može poboljšati NMR signal ljudskog tijela u medicinskom tretmanu.
(2) Njegov sumporni oksid može se koristiti kao matrična mreža osciloskopske cijevi i rendgenskog zaslona s posebnom svjetlinom.
(3) Gadolinij u gadolinijevom galijevom granatu idealan je pojedinačni supstrat za mjehurićastu memoriju.
(4) Može se koristiti kao čvrsti magnetski rashladni medij bez ograničenja Camotovog ciklusa.
(5) Koristi se kao inhibitor za kontrolu razine lančane reakcije u nuklearnim elektranama kako bi se osigurala sigurnost nuklearnih reakcija.
(6) Koristi se kao dodatak samarij-kobalt magnetu kako bi se osiguralo da se performanse ne mijenjaju s temperaturom.
9
Terbij (Tb)
Terbijev oksid u prahu (karta podataka)
Primjena terbija uglavnom uključuje područje visoke tehnologije, koje je vrhunski projekt s intenzivnim korištenjem tehnologije i znanja, kao i projekt s izvanrednim ekonomskim koristima, s atraktivnim razvojnim izgledima.
(1) Fosfori se koriste kao aktivatori zelenog praha u trobojnim fosforima, kao što su terbijem aktivirana fosfatna matrica, terbijem aktivirana silikatna matrica i terbijem aktivirana cerij-magnezij aluminatna matrica, koji svi emitiraju zeleno svjetlo u pobuđenom stanju.
(2) Magnetooptički materijali za pohranu. Posljednjih godina, terbijevi magnetooptički materijali dosegli su razmjere masovne proizvodnje. Magnetooptički diskovi izrađeni od amorfnih filmova Tb-Fe koriste se kao elementi za pohranu u računalu, a kapacitet pohrane povećan je 10~15 puta.
(3) Magneto-optičko staklo, Faradayevo rotaciono staklo koje sadrži terbij, ključni je materijal za proizvodnju rotatora, izolatora i anulatora koji se široko koriste u laserskoj tehnologiji. Posebno je razvoj TerFenola otvorio novu primjenu Terfenola, novog materijala otkrivenog 1970-ih. Polovica ove legure sastoji se od terbija i disprozija, ponekad s holmijem, a ostatak je željezo. Leguru je prvi put razvio Ames Laboratory u Iowi, SAD. Kada se Terfenol stavi u magnetsko polje, njegova veličina se mijenja više nego kod običnih magnetskih materijala, što omogućuje neke precizne mehaničke pokrete. Terbij disprozij željezo se u početku uglavnom koristi u sonarima, a danas se široko koristi u mnogim područjima. Od sustava ubrizgavanja goriva, upravljanja tekućim ventilima, mikropozicioniranja do mehaničkih aktuatora, mehanizama i regulatora krila za svemirske teleskope zrakoplova.
10
Dy (Dy)
Metalni disprozij (karta podataka)
(1) Kao aditiv permanentnim NdFeB magnetima, dodavanje oko 2~3% disprozija ovom magnetu može poboljšati njegovu koercitivnu silu. U prošlosti potražnja za disprozijem nije bila velika, ali s rastućom potražnjom za NdFeB magnetima postao je neophodan aditivni element, a stupanj čistoće mora biti oko 95~99,9%, a potražnja se također brzo povećala.
(2) Disprozij se koristi kao aktivator fosfora. Trovalentni disprozij je obećavajući aktivacijski ion trobojnih luminiscentnih materijala s jednim luminiscentnim centrom. Uglavnom se sastoji od dvije emisijske vrpce, jedna je emisija žute svjetlosti, a druga je emisija plave svjetlosti. Luminescentni materijali dopirani disprozijem mogu se koristiti kao trobojni fosfori.
(3) Disprozij je neophodna metalna sirovina za pripremu legure terfenola u magnetostriktivnoj leguri, koja može ostvariti neke precizne aktivnosti mehaničkog kretanja. (4) Metalni disprozij može se koristiti kao magnetooptički materijal za pohranu s visokom brzinom snimanja i osjetljivošću čitanja.
(5) Radna tvar koja se koristi u pripremi disprozijevih lampi je disprozijev jodid, koji ima prednosti visoke svjetline, dobre boje, visoke temperature boje, male veličine, stabilnog luka i tako dalje, te se koristi kao izvor svjetlosti za film i tisak.
(6) Disprozij se koristi za mjerenje energetskog spektra neutrona ili kao apsorber neutrona u industriji atomske energije zbog velike površine poprečnog presjeka za hvatanje neutrona.
(7)Dy3Al5O12 se također može koristiti kao magnetska radna tvar za magnetsko hlađenje. Razvojem znanosti i tehnologije, područja primjene disprozija kontinuirano će se širiti i proširovati.
11
Holmij (Ho)
Ho-Fe legura (karta podataka)
Trenutno je potrebno dalje razvijati područje primjene željeza, a potrošnja nije velika. Nedavno je Institut za istraživanje rijetkih zemalja u Baotou Steel usvojio tehnologiju pročišćavanja visokotemperaturnom i visokovakuumskom destilacijom te razvio metal visoke čistoće Qin Ho/>RE>99,9% s niskim udjelom nečistoća koje nisu rijetke zemlje.
Trenutno su glavne upotrebe brava:
(1) Kao dodatak metal-halogenoj žarulji, metal-halogena žarulja je vrsta plinske žarulje s izbojem, razvijena na temelju visokotlačne živine žarulje, a njezina je karakteristika da je žarulja ispunjena raznim rijetkozemnim halogenidima. Trenutno se uglavnom koriste rijetkozemni jodidi, koji emitiraju različite spektralne linije prilikom plinskog pražnjenja. Radna tvar koja se koristi u željeznoj žarulji je kiniodid. U zoni luka može se postići veća koncentracija metalnih atoma, čime se uvelike poboljšava učinkovitost zračenja.
(2) Željezo se može koristiti kao aditiv za snimanje željeza ili milijardi aluminijevog granata
(3) Aluminijev granat (Ho:YAG) dopiran Khinom može emitirati 2um laser, a stopa apsorpcije 2um lasera od strane ljudskih tkiva je visoka, gotovo tri reda veličine veća od one kod Hd:YAG. Stoga, kada se Ho:YAG laser koristi za medicinske operacije, ne samo da se može poboljšati učinkovitost i točnost rada, već se i smanjiti područje toplinskog oštećenja na manju veličinu. Slobodna zraka koju generira zaključavajući kristal može ukloniti masnoću bez stvaranja prekomjerne topline. Kako bi se smanjilo toplinsko oštećenje zdravih tkiva, izvještava se da liječenje glaukoma w-laserom u Sjedinjenim Državama može smanjiti bol operacije. Razina 2um laserskog kristala u Kini dosegla je međunarodnu razinu, stoga je potrebno razviti i proizvesti ovu vrstu laserskog kristala.
(4) Mala količina Cr također se može dodati u magnetostriktivnu leguru Terfenol-D kako bi se smanjilo vanjsko polje potrebno za zasićenje magnetizacije.
(5) Osim toga, vlakna dopirana željezom mogu se koristiti za izradu vlaknastih lasera, vlaknastih pojačala, vlaknastih senzora i drugih optičkih komunikacijskih uređaja, koji će igrati važniju ulogu u današnjoj brzoj optičkoj komunikaciji.
12
Erbij (ER)
Prah erbijevog oksida (informativna tablica)
(1) Emisija svjetlosti Er3+ na 1550 nm je od posebnog značaja, jer se ova valna duljina nalazi na najmanjim gubicima optičkih vlakana u optičkoj komunikaciji. Nakon što je pobuđen svjetlošću od 980 nm i 1480 nm, ion mamac (Er3+) prelazi iz osnovnog stanja 4115/2 u visokoenergetsko stanje 4I13/2. Kada se Er3+ iz visokoenergetskog stanja vrati u osnovno stanje, emitira svjetlost od 1550 nm. Kvarcna vlakna mogu prenositi svjetlost različitih valnih duljina. Međutim, stopa optičkog slabljenja pojasa od 1550 nm je najniža (0,15 dB/km), što je gotovo donja granica stope slabljenja. Stoga je optički gubitak komunikacije optičkim vlaknima minimalan kada se koristi kao signalna svjetlost na 1550 nm. Na taj način, ako se odgovarajuća koncentracija mamca pomiješa u odgovarajuću matricu, pojačalo može kompenzirati gubitak u komunikacijskom sustavu prema laserskom principu. Stoga je u telekomunikacijskoj mreži koja treba pojačati optički signal od 1550 nm, pojačalo s vlaknima dopiranim mamcem bitan optički uređaj. Trenutno je komercijalizirano pojačalo s vlaknima silicija dopiranim mamcem. Izvješćuje se da je, kako bi se izbjegla beskorisna apsorpcija, količina dopiranog u optičkim vlaknima desetke do stotine ppm. Brzi razvoj komunikacije optičkim vlaknima otvorit će nova područja primjene.
(2) (2) Osim toga, laserski kristal dopiran kao mamac i njegovi laseri valnih duljina od 1730 nm i 1550 nm sigurni su za ljudsko oko, imaju dobre performanse prijenosa u atmosferu, snažnu sposobnost prodiranja u dim na bojnom polju, dobru sigurnost, neprijatelj ih ne može lako otkriti, a kontrast zračenja vojnih ciljeva je velik. Pretvoren je u prijenosni laserski daljinomjer koji je siguran za ljudsko oko u vojnoj upotrebi.
(3) (3) Er3+ se može dodati u staklo kako bi se dobio laserski materijal od rijetkozemnog stakla, koji je čvrsti laserski materijal s najvećom energijom izlaznog impulsa i najvećom izlaznom snagom.
(4) Er3+ se također može koristiti kao aktivni ion u materijalima za lasersku konverziju rijetkih zemalja.
(5) (5) Osim toga, mamac se može koristiti i za uklanjanje boje i bojanje staklenih čaša i kristalnog stakla.
13
Tulij (TM)
Nakon ozračivanja u nuklearnom reaktoru, tulij proizvodi izotop koji može emitirati rendgenske zrake, te se može koristiti kao prijenosni izvor rendgenskih zraka.(Mapa podataka)
(1)TM koristi se kao izvor zraka prijenosnog rendgenskog uređaja. Nakon ozračivanja u nuklearnom reaktoru,TMproizvodi vrstu izotopa koji može emitirati rendgenske zrake, a koji se može koristiti za izradu prijenosnog zračenja krvi. Ova vrsta radiometra može pretvoriti yu-169 uTM-170 pod djelovanjem visokog i srednjeg snopa, te zračenjem rendgenskih zraka ozaruje krv i smanjuje broj bijelih krvnih stanica. Upravo te bijele krvne stanice uzrokuju odbacivanje transplantacije organa, kako bi se smanjilo rano odbacivanje organa.
(2) (2)TMTakođer se može koristiti u kliničkoj dijagnozi i liječenju tumora zbog visokog afiniteta za tumorsko tkivo, teški rijetki zemni elementi su kompatibilniji od lakih rijetkih zemalja, posebno je afinitet Yu najveći.
(3) (3) Sredstvo za senzibilizaciju X-zraka Laobr:br (plava) koristi se kao aktivator u fosforu zaslona za senzibilizaciju X-zraka kako bi se povećala optička osjetljivost, čime se smanjuje izloženost i štetnost X-zraka za ljude × Doza zračenja je 50%, što ima važno praktično značenje u medicinskoj primjeni.
(4) (4) Metal-halogena žarulja može se koristiti kao dodatak u novom izvoru rasvjete.
(5) (5) Tm3+ se može dodati u staklo za izradu laserskog materijala od rijetkih zemalja, koji je laserski materijal u čvrstom stanju s najvećim izlaznim impulsom i najvećom izlaznom snagom. Tm3+ se također može koristiti kao aktivacijski ion laserskih materijala za konverziju rijetkih zemalja.
14
Iterbij (Yb)
Iterbij metal (karta podataka)
(1) Kao materijal za toplinsku zaštitu. Rezultati pokazuju da ogledalo može poboljšati otpornost na koroziju elektrohemijski nanesenog cinkovog premaza, a veličina zrna premaza s ogledalom je manja od premaza bez ogledala.
(2) Kao magnetostrikcijski materijal. Ovaj materijal ima karakteristike divovske magnetostrikcije, odnosno širenja u magnetskom polju. Legura se uglavnom sastoji od legure zrcala/ferita i legure disprozija/ferita, a određeni udio mangana dodaje se za postizanje divovske magnetostrikcije.
(3) Zrcalni element koji se koristi za mjerenje tlaka. Eksperimenti pokazuju da je osjetljivost zrcalnog elementa visoka u kalibriranom rasponu tlaka, što otvara novi način primjene zrcala u mjerenju tlaka.
(4) Ispuni na bazi smole za šupljine kutnjaka kao zamjena za srebrni amalgam koji se u prošlosti često koristio.
(5) Japanski znanstvenici uspješno su završili pripremu laserskog linijskog valovoda dopiranog zrcalom i ugrađenog u vanadijev baht granat, što je od velikog značaja za daljnji razvoj laserske tehnologije. Osim toga, zrcalo se koristi i kao aktivator fluorescentnog praha, radio keramika, aditiv za memorijske elemente elektroničkih računala (magnetski mjehurić), fluks od staklenih vlakana i aditiv za optičko staklo itd.
15
Lutecij (Lu)
Prah lutecijevog oksida (karta podataka)
Kristal itrij lutecij silikata (podatkovna karta)
(1) izrađuju neke posebne legure. Na primjer, lutecij-aluminijeva legura može se koristiti za analizu neutronske aktivacije.
(2) Stabilni lutecijevi nuklidi igraju katalitičku ulogu u krekiranju nafte, alkilaciji, hidrogenaciji i polimerizaciji.
(3) Dodatak itrijevog željeza ili itrijevog aluminijevog granata može poboljšati neka svojstva.
(4) Sirovine magnetskog spremnika s mjehurićima.
(5) Kompozitni funkcionalni kristal, lutecijem dopirani aluminij-itrij-neodimij-tetraborat, pripada tehničkom području rasta kristala hlađenjem otopinom soli. Eksperimenti pokazuju da je lutecijem dopirani NYAB kristal superiorniji od NYAB kristala u optičkoj ujednačenosti i laserskim performansama.
(6) Utvrđeno je da lutecij ima potencijalnu primjenu u elektrokromatskim zaslonima i niskodimenzionalnim molekularnim poluvodičima. Osim toga, lutecij se koristi i u tehnologiji energetskih baterija i kao aktivator fosfora.
16
Itrij (y)
Itrij se široko koristi, itrijev aluminijev granat može se koristiti kao laserski materijal, itrijev željezov granat koristi se za mikrovalnu tehnologiju i prijenos akustične energije, a itrijev vanadat dopiran europijem i itrijev oksid dopiran europijem koriste se kao fosfori za televizore u boji. (karta podataka)
(1) Aditivi za čelik i neželjezne legure. Legura FeCr obično sadrži 0,5-4% itrija, što može poboljšati otpornost na oksidaciju i duktilnost ovih nehrđajućih čelika; Sveobuhvatna svojstva legure MB26 očito se poboljšavaju dodavanjem odgovarajuće količine miješanih rijetkih zemalja bogatih itrijem, koje mogu zamijeniti neke srednje čvrste aluminijske legure i koristiti se u napregnutim komponentama zrakoplova. Dodavanjem male količine rijetkih zemalja bogatih itrijem u Al-Zr leguru može se poboljšati vodljivost te legure; Leguru je usvojila većina tvornica žice u Kini. Dodavanje itrija u bakrenu leguru poboljšava vodljivost i mehaničku čvrstoću.
(2) Keramički materijal od silicijevog nitrida koji sadrži 6% itrija i 2% aluminija može se koristiti za razvoj dijelova motora.
(3) Nd:Y:Al:Garnatni laserski snop snage 400 W koristi se za bušenje, rezanje i zavarivanje velikih komponenti.
(4) Zaslon elektronskog mikroskopa sastavljen od monokristala Y-Al granata ima visoku fluorescentnu svjetlinu, nisku apsorpciju raspršene svjetlosti te dobru otpornost na visoke temperature i mehaničko habanje.
(5) Visokoitrijska konstrukcijska legura koja sadrži 90% itrija može se koristiti u zrakoplovstvu i drugim mjestima koja zahtijevaju nisku gustoću i visoku točku taljenja.
(6) Visokotemperaturni protonski vodljivi materijal SrZrO3 dopiran itrijem, koji trenutno privlači veliku pozornost, od velikog je značaja za proizvodnju gorivnih ćelija, elektrolitičkih ćelija i plinskih senzora koji zahtijevaju visoku topljivost vodika. Osim toga, itrij se također koristi kao materijal za prskanje na visokim temperaturama, razrjeđivač za gorivo atomskih reaktora, aditiv za permanentne magnetske materijale i getter u elektroničkoj industriji.
17
Skandij (Sc)
Metalni skandij (karta podataka)
U usporedbi s itrijem i lantanoidnim elementima, skandij ima posebno mali ionski radijus i posebno slabu alkalnost hidroksida. Stoga, kada se skandij i rijetkozemni elementi pomiješaju, skandij će se prvi istaložiti kada se tretira amonijakom (ili izrazito razrijeđenom lužinom), pa se lako može odvojiti od rijetkozemnih elemenata metodom "frakcijskog taloženja". Druga metoda je korištenje polarizacijske razgradnje nitrata za odvajanje. Skandij nitrat se najlakše razgrađuje, čime se postiže svrha odvajanja.
Sc se može dobiti elektrolizom. ScCl3, KCl i LiCl se zajedno tale tijekom rafiniranja skandija, a rastaljeni cink se koristi kao katoda za elektrolizu, tako da se skandij taloži na cinkovoj elektrodi, a zatim se cink isparava kako bi se dobio skandij. Osim toga, skandij se lako izdvaja prilikom obrade rude za proizvodnju uranija, torija i lantanoida. Sveobuhvatno izdvajanje povezanog skandija iz volframove i kositrene rude također je jedan od važnih izvora skandija. Skandij je...uglavnom u trovalentnom stanju u spoju, koji se na zraku lako oksidira u Sc2O3 te gubi metalni sjaj i postaje tamno siv.
Glavne upotrebe skandija su:
(1) Skandij može reagirati s vrućom vodom oslobađajući vodik, a također je topljiv u kiselini, pa je jako redukcijsko sredstvo.
(2) Skandijev oksid i hidroksid su samo alkalni, ali se njihov solni pepeo teško hidrolizira. Skandijev klorid je bijeli kristal, topiv u vodi i topljiv na zraku. (3) U metalurškoj industriji, skandij se često koristi za izradu legura (aditiva legurama) radi poboljšanja čvrstoće, tvrdoće, otpornosti na toplinu i performansi legura. Na primjer, dodavanje male količine skandija rastaljenom željezu može značajno poboljšati svojstva lijevanog željeza, dok dodavanje male količine skandija aluminiju može poboljšati njegovu čvrstoću i otpornost na toplinu.
(4) U elektroničkoj industriji, skandij se može koristiti kao razni poluvodički uređaji. Na primjer, primjena skandij sulfita u poluvodičima privukla je pozornost u zemlji i inozemstvu, a ferit koji sadrži skandij također je obećavajući uračunalne magnetske jezgre.
(5) U kemijskoj industriji, skandijev spoj se koristi kao sredstvo za dehidraciju i dehidraciju alkohola, što je učinkovit katalizator za proizvodnju etilena i klora iz otpadne klorovodične kiseline.
(6) U staklarskoj industriji mogu se proizvoditi posebna stakla koja sadrže skandij.
(7) U industriji električnih izvora svjetlosti, skandijeve i natrijeve žarulje izrađene od skandija i natrija imaju prednosti visoke učinkovitosti i pozitivne boje svjetlosti.
(8) Skandij u prirodi postoji u obliku 45Sc. Osim toga, postoji devet radioaktivnih izotopa skandija, i to 40~44Sc i 46~49Sc. Među njima, 46Sc, kao traser, koristi se u kemijskoj industriji, metalurgiji i oceanografiji. U medicini postoje ljudi u inozemstvu koji proučavaju korištenje 46Sc za liječenje raka.
Vrijeme objave: 04.07.2022.