AUobičajena metafora je da ako je nafta krv industrije, onda su rijetke zemlje vitamin industrije.
Rijetka zemlja je skraćenica za grupu metala. Rijetki zemni elementi (REE) otkrivani su jedan za drugim od kraja 18. stoljeća. Postoji 17 vrsta REE, uključujući 15 lantanida u periodnom sistemu hemijskih elemenata - lantan (La), cerijum (Ce), prazeodimijum (Pr), neodimijum (Nd), prometijum (Pm) i tako dalje. Trenutno se široko koriste u mnogim oblastima kao što su elektronika, petrohemija i metalurgija. Gotovo svakih 3-5 godina naučnici 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, sa oko 23% udjela; prvo mjesto po proizvodnji, sa 80% do 90% svjetske robe rijetkih zemalja; prvo mjesto po obimu prodaje, sa 60% do 70% proizvoda rijetkih zemalja izvezenih u inostranstvo. Istovremeno, Kina je jedina zemlja koja može snabdijevati svih 17 vrsta rijetkih zemnih metala, posebno srednje i teške rijetke zemlje sa izvanrednom vojnom upotrebom. Kineski udio je zavidan.
RZemlja je vrijedan strateški resurs, poznat kao "industrijski mononatrijum glutamat" i "majka novih materijala", te se široko koristi u najsavremenijoj nauci i tehnologiji i vojnoj industriji. Prema Ministarstvu industrije i informacionih tehnologija, funkcionalni materijali poput permanentnih magneta rijetkih zemalja, luminiscencije, skladištenja vodonika i katalize postali su nezamjenjive sirovine za visokotehnološke industrije kao što su proizvodnja napredne opreme, nova energija i industrije u nastajanju. Također se široko koristi u elektronici, petrohemijskoj industriji, metalurgiji, mašinstvu, novoj energiji, lakoj industriji, zaštiti okoliša, poljoprivredi i tako dalje.
Još 1983. godine, Japan je uveo sistem strateških rezervi za rijetke minerale, a 83% domaćih rijetkih zemalja dolazilo je iz Kine.
Pogledajte ponovo Sjedinjene Američke Države, njihove rezerve rijetkih zemalja su druge po veličini, 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 očigledna. 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 naučno 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.
Spisak upotreba 17 rijetkih zemalja
1 lantan se koristi u legurama i poljoprivrednim filmovima
Cerijum se široko koristi u automobilskom staklu
3 prazeodimijum se široko koristi u keramičkim pigmentima
Neodimijum se široko koristi u materijalima za vazduhoplovnu industriju
5 činela obezbjeđuje pomoćnu energiju za satelite
Primjena 6 samarija u reaktoru za atomsku energiju
7 sočiva i ekrana od tekućih kristala za proizvodnju europija
Gadolinij 8 za medicinsko magnetsko rezonantno snimanje
9 terbij se koristi u regulatoru krila aviona
10 erbij se koristi u laserskim daljinomjerima u vojnim poslovima
11 disprozij se koristi kao izvor svjetla za film i printanje
12 holmijum se koristi za izradu optičkih komunikacijskih uređaja
13 Tulij se koristi za kliničku dijagnozu i liječenje tumora
14 iterbijum aditiv za memorijski element računara
Primjena 15-lutecija u tehnologiji energetskih baterija
16. Itrijum se koristi za proizvodnju žica i komponenti avionskih snaga.
Skandijum 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 hlorida.(Mapa podataka)
Lantan se široko koristi u piezoelektričnim materijalima, elektrotermalnim materijalima, termoelektričnim materijalima, magnetorezistivnim materijalima, luminiscentnim materijalima (plavi prah), materijalima za skladištenje vodonika, optičkom staklu, laserskim materijalima, raznim legurama itd. Lantan se također koristi u katalizatorima za pripremu mnogih organskih hemijskih proizvoda. Naučnici su lantan nazvali "super kalcijum" zbog njegovog uticaja na usjeve.
2
Cerijum (CE)
Cerijum se može koristiti kao katalizator, elektroda za elektrolučno zagrevanje i specijalno staklo. Legura cerijuma je otporna na visoke temperature i može se koristiti za izradu dijelova mlaznog pogona.(Mapa podataka)
(1) Cerijum, kao aditiv za staklo, može apsorbovati ultraljubičaste i infracrvene zrake i široko se 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. U 1996. godini, najmanje 2000 tona cerija je korišteno u automobilskom staklu, a više od 1000 tona u Sjedinjenim Državama.
(2) Trenutno se cerij koristi u katalizatoru za prečišćavanje izduvnih gasova automobila, što može efikasno spriječiti ispuštanje velike količine izduvnih gasova automobila u vazduh. Potrošnja cerija u Sjedinjenim Državama čini jednu trećinu ukupne potrošnje rijetkih zemalja.
(3) Cerijum sulfid se može koristiti u pigmentima umjesto olova, kadmija i drugih metala koji su štetni za okoliš i ljude. Može se koristiti za bojenje plastike, premaza, tinte i industrije papira. Trenutno je vodeća kompanija francuska Rhone Planck.
(4) CE: LiSAF laserski sistem je laser u čvrstom stanju koji su razvile Sjedinjene Američke Države. Može se koristiti za detekciju biološkog oružja i lijekova praćenjem koncentracije triptofana. Cerijum se široko koristi u mnogim oblastima. Gotovo sve primjene rijetkih zemalja sadrže cerijum. Kao što su prah za poliranje, materijali za skladištenje vodonika, termoelektrični materijali, cerij-volframove elektrode, keramički kondenzatori, piezoelektrična keramika, cerij-silicijum-karbidni abrazivi, sirovine za gorivne ćelije, katalizatori za benzin, neki trajni magnetni materijali, razni legirani čelici i obojeni metali.
3
Prazeodimijum (PR)
Prazeodimijumska neodimijumska legura
(1) Prazeodimijum 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 ispod glazure. Pigment je svijetložute boje s čistom i elegantnom bojom.
(2) Koristi se za proizvodnju permanentnih magneta. Korištenjem jeftinog prazeodimijuma i neodimijuma umjesto čistog neodimijuma za izradu materijala za permanentne magnete, njegova otpornost na kisik i mehanička svojstva su očigledno poboljšani, te se može preraditi u magnete različitih oblika. Široko se koristi u raznim elektronskim uređajima i motorima.
(3) Koristi se u katalitičkom krekingu nafte. Aktivnost, selektivnost i stabilnost katalizatora mogu se poboljšati dodavanjem obogaćenog prazeodimijuma i neodimijuma u molekularno sito od zeolita Y za pripremu katalizatora za kreking nafte. Kina je počela s industrijskom upotrebom 1970-ih, a potrošnja se povećava.
(4) Prazeodimijum se takođe može koristiti za abrazivno poliranje. Osim toga, prazeodimijum se široko koristi u oblasti optičkih vlakana.
4
Neodimijum (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)
Pojavom praseodimija, nastao je i neodimij. Pojava neodimija aktivirala je područje rijetkih zemalja, odigrala važnu ulogu u tom području i utjecala na tržište rijetkih zemalja.
Neodimijum je godinama postao vruća tačka na tržištu zbog svog jedinstvenog položaja u oblasti rijetkih zemalja. Najveći korisnik neodimijum metala je NdFeB materijal za permanentne magnete. Pojava NdFeB permanentnih magneta unela je novu vitalnost u visokotehnološko polje rijetkih zemalja. NdFeB magnet se naziva "kraljem permanentnih magneta" zbog svog visokog magnetskog energetskog proizvoda. Široko se koristi u elektronici, mašinstvu i drugim industrijama zbog svojih odličnih performansi. Uspješan razvoj alfa magnetskog spektrometra ukazuje na to da su magnetska svojstva NdFeB magneta u Kini dostigla nivo svjetske klase. Neodimijum se također koristi u obojenim materijalima. Dodavanje 1,5-2,5% neodimijuma u leguru magnezijuma ili aluminijuma može poboljšati performanse na visokim temperaturama, hermetičnost i otpornost na koroziju legure. Široko se koristi kao vazduhoplovni materijal. Osim toga, neodimijumom dopirani itrijum aluminijum granat proizvodi kratkotalasni laserski snop, koji se široko koristi u industriji za zavarivanje i rezanje tankih materijala debljine ispod 10 mm. U medicinskom tretmanu, Nd:YAG laser se koristi za uklanjanje hirurških rana ili dezinfekciju rana umjesto skalpela. Neodimijum se također koristi za bojenje stakla i keramičkih materijala te kao dodatak gumenim proizvodima.
5
Trolij (Pm)
Tulij je umjetni radioaktivni element koji proizvode nuklearni reaktori (mapa podataka)
(1) može se koristiti kao izvor toplote. Obezbjeđuje pomoćnu energiju za detekciju vakuuma i vještačke satelite.
(2)Pm147 emituje 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 (mapa 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 sistem i Sm2Co17 sistem. Početkom 1970-ih izumljen je SmCo5 sistem, a Sm2Co17 sistem je izumljen kasnije. Sada se prioritet daje ovom drugom. Čistoća samarij 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 koristi i u keramičkim kondenzatorima i katalizatorima. Osim toga, samarij ima nuklearna svojstva, pa se može koristiti kao strukturni materijal, zaštitni materijal i kontrolni materijal za atomske reaktore, tako da se ogromna energija generirana nuklearnom fisijom može sigurno koristiti.
7
Europij (Eu)
Europijum oksid u prahu (mapa podataka)
Europijum oksid se uglavnom koristi za fosfore (mapa podataka)
Godine 1901., Eugene-AntoleDemarcay otkrio je novi element iz "samarija", nazvan Europium. Vjerovatno je nazvan po riječi Evropa. Europium 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 efikasnosti, stabilnosti premaza i troškova recikliranja. Osim toga, široko se koristi zbog poboljšanja tehnologija kao što su poboljšanje svjetlosne efikasnosti i kontrasta. Europium oksid se posljednjih godina koristi i kao fosfor sa stimulisanom emisijom za novi rendgenski medicinski dijagnostički sistem. Europium oksid se također može koristiti za proizvodnju obojenih sočiva 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
Gadolinijum (Gd)
Gadolinijum i njegovi izotopi su najefikasniji apsorberi neutrona i mogu se koristiti kao inhibitori nuklearnih reaktora. (mapa podataka)
(1) Njegov paramagnetski kompleks rastvorljiv u vodi može poboljšati NMR signal ljudskog tijela tokom medicinskog tretmana.
(2) Njegov sumporni oksid može se koristiti kao matrična mreža osciloskopske cijevi i rendgenskog ekrana sa posebnim sjajem.
(3) Gadolinijum u gadolinijum-galijum granatu je idealan pojedinačni supstrat za memoriju mehurića.
(4) Može se koristiti kao čvrsti magnetski rashladni medij bez ograničenja Camot ciklusa.
(5) Koristi se kao inhibitor za kontrolu nivoa 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)
Terbij oksid u prahu (mapa podataka)
Primjena terbija uglavnom se odnosi na područje visoke tehnologije, koje predstavlja vrhunski projekat sa intenzivnim korištenjem tehnologije i znanja, kao i projekat sa izuzetnim ekonomskim koristima, sa atraktivnim razvojnim izgledima.
(1) Fosfori se koriste kao aktivatori zelenog praha u trobojnim fosforima, kao što su terbijumom aktivirana fosfatna matrica, terbijumom aktivirana silikatna matrica i terbijumom aktivirana cerij-magnezijum aluminatna matrica, koje sve emituju zelenu svjetlost u pobuđenom stanju.
(2) Magneto-optički materijali za pohranu podataka. Posljednjih godina, terbijum magneto-optički materijali dostigli su razmjere masovne proizvodnje. Magneto-optički diskovi napravljeni od amorfnih filmova Tb-Fe koriste se kao elementi za pohranu podataka u računarima, a kapacitet pohrane je povećan za 10~15 puta.
(3) Magneto-optičko staklo, Faradayevo rotaciono staklo koje sadrži terbijum, 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. Polovina ove legure sastoji se od terbija i disprozija, ponekad s holmijem, a ostatak je željezo. Leguru je prvi put razvila Amesova laboratorija u Iowi, SAD. Kada se Terfenol stavi u magnetsko polje, njegova veličina se mijenja više nego kod običnih magnetskih materijala, što može omogućiti neke precizne mehaničke pokrete. Terbijum disprozij željezo se u početku uglavnom koristio u sonarima, a danas se široko koristi u mnogim oblastima. Od sistema za ubrizgavanje goriva, kontrole tečnih ventila, mikropozicioniranja, do mehaničkih aktuatora, mehanizama i regulatora krila za svemirske teleskope aviona.
10
Dy (Dy)
Metalni disprozij (mapa 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 povećanjem potražnje 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 emisione trake, 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 se može koristiti kao magneto-optički materijal za pohranu s velikom brzinom snimanja i osjetljivošću čitanja.
(5) Radna supstanca koja se koristi u pripremi disprozijskih lampi je disprozijev jodid, koji ima prednosti visokog sjaja, dobre boje, visoke temperature boje, male veličine, stabilnog luka i tako dalje, te se koristi kao izvor svjetlosti za film i printanje.
(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 supstanca za magnetsko hlađenje. Razvojem nauke i tehnologije, područja primjene disprozija će se kontinuirano širiti i proširivati.
11
Holmijum (Ho)
Ho-Fe legura (mapa podataka)
Trenutno, područje primjene željeza treba dalje razvijati, a potrošnja nije velika. Nedavno je Institut za istraživanje rijetkih zemalja čelika Baotou usvojio tehnologiju prečišćavanja destilacijom na visokim temperaturama i visokim vakuumom te razvio metal visoke čistoće Qin Ho/>RE>99,9% s niskim sadržajem nečistoća koje nisu rijetke zemlje.
Trenutno, glavne upotrebe brava su:
(1) Kao dodatak metal-halogenim lampama, metal-halogene lampe su vrste gasnih lampi sa pražnjenjem, razvijene na bazi živinih lampi visokog pritiska, a njihova karakteristika je da je sijalica ispunjena raznim halogenidima rijetkih zemalja. Trenutno se uglavnom koriste jodidi rijetkih zemalja, koji emituju različite spektralne linije prilikom gasnog pražnjenja. Radna supstanca koja se koristi u gvozdenim lampama je kiniodid. Veća koncentracija metalnih atoma može se postići u zoni luka, čime se značajno poboljšava efikasnost zračenja.
(2) Željezo se može koristiti kao aditiv za snimanje željeznog ili milijardu aluminijevog granata
(3) Aluminijumski granat (Ho:YAG) dopiran hinom može emitovati 2um laser, a stopa apsorpcije 2um lasera od strane ljudskih tkiva je visoka, skoro 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 efikasnost i tačnost operacije, već se i smanjiti područje termičkog oštećenja na manju veličinu. Slobodni snop koji generiše zaključavajući kristal može eliminisati masnoću bez stvaranja prekomjerne toplote. Kako bi se smanjilo termičko oštećenje zdravih tkiva, izvještava se da tretman glaukoma w-laserom u Sjedinjenim Državama može smanjiti bol operacije. Nivo 2um laserskog kristala u Kini dostigao je međunarodni nivo, tako da je neophodno razviti i proizvesti ovu vrstu laserskog kristala.
(4) Mala količina Cr se također može dodati magnetostriktivnoj leguri 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 erbij oksida (informativna tabela)
(1) Emisija svjetlosti Er3+ na 1550nm je od posebnog značaja, jer se ova talasna dužina nalazi na najmanjim gubicima optičkih vlakana u komunikaciji optičkim vlaknima. Nakon što je pobuđen svjetlošću od 980nm i 1480nm, ion mamac (Er3+) prelazi iz osnovnog stanja 4115/2 u visokoenergetsko stanje 4I13/2. Kada se Er3+ iz visokoenergetskog stanja vrati u osnovno stanje, emituje svjetlost od 1550nm. Kvarcna vlakna mogu prenositi svjetlost različitih talasnih dužina. Međutim, stopa optičkog slabljenja u opsegu od 1550 nm je najniža (0,15 dB/km), što je gotovo donja granica stope slabljenja. Stoga je optički gubitak u komunikaciji 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 sistemu prema laserskom principu. Stoga je u telekomunikacijskoj mreži koja treba pojačati optički signal od 1550 nm, pojačalo s vlaknima dopiranim mamcem neophodan optički uređaj. Trenutno je pojačalo s vlaknima silicijevog dioksida dopiranim mamcem komercijalizirano. Izvještava se da je, kako bi se izbjegla beskorisna apsorpcija, količina dopiranog u optičkim vlaknima desetine 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 od 1730nm i 1550nm su sigurni za ljudsko oko, imaju dobre performanse atmosferske transmisije, snažnu sposobnost prodiranja kroz dim na bojnom polju, dobru sigurnost, neprijatelj ih ne može lako otkriti, a kontrast zračenja vojnih ciljeva je veliki. Pretvoren je u prenosivi 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 rijetkih zemalja, 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 obezbojenje i bojenje staklenih čaša i kristalnog stakla.
13
Tulij (TM)
Nakon ozračivanja u nuklearnom reaktoru, tulijum proizvodi izotop koji može emitovati rendgenske zrake, te se može koristiti kao prenosivi izvor rendgenskih zraka.(Mapa podataka)
(1)TM se koristi kao izvor zraka prenosivog rendgenskog aparata. Nakon ozračivanja u nuklearnom reaktoru,TMproizvodi vrstu izotopa koji može emitirati rendgenske zrake, a koji se može koristiti za izradu prijenosnog zračnika krvi. Ova vrsta radiometra može pretvoriti yu-169 uTM-170 pod djelovanjem dugog i srednjeg snopa, te zračenjem rendgenskih zraka zrači krv i smanjuje broj bijelih krvnih zrnaca. Upravo ta bijela krvna zrnca uzrokuju odbacivanje transplantiranih organa, kako bi se smanjilo rano odbacivanje organa.
(2) (2)TMMože se koristiti i 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) se koristi kao aktivator u fosforu ekrana za senzibilizaciju X-zraka kako bi se poboljšala optička osjetljivost, čime se smanjuje izloženost i štetnost X-zraka za ljude × Doza zračenja je 50%, što ima važan praktični značaj u medicinskoj primjeni.
(4) (4) Metal-halogena lampa se može koristiti kao dodatak u novom izvoru rasvjete.
(5) (5) Tm3+ se može dodati u staklo kako bi se dobio laserski materijal 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
Iterbijum (Yb)
Iterbijum metal (mapa podataka)
(1) Kao materijal za termičku 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 magnetostriktivni materijal. Ovaj materijal ima karakteristike gigantske magnetostrikcije, odnosno širenja u magnetskom polju. Legura se uglavnom sastoji od legure ogledala/ferita i legure disprozija/ferita, a određeni udio mangana se dodaje kako bi se proizvela gigantski magnetostrikcijski efekat.
(3) Element ogledala koji se koristi za mjerenje pritiska. Eksperimenti pokazuju da je osjetljivost elementa ogledala visoka u kalibriranom rasponu pritiska, što otvara novi način primjene ogledala u mjerenju pritiska.
(4) Plombe na bazi smole za šupljine kutnjaka kao zamjena za srebrni amalgam koji se u prošlosti često koristio.
(5) Japanski naučnici su uspješno završili pripremu laserskog linijskog talasovoda dopiranog ogledalom, ugrađenog u vanadijum baht granat, što je od velikog značaja za dalji razvoj laserske tehnologije. Osim toga, ogledalo se koristi i za aktivator fluorescentnog praha, radio keramiku, aditiv za memorijske elemente elektronskih računara (magnetski mjehurići), fluks od staklenih vlakana i aditiv za optičko staklo itd.
15
Lutecij (Lu)
Prah lutecij oksida (mapa podataka)
Kristal itrijum lutecij silikata (mapa podataka)
(1) napraviti neke specijalne legure. Na primjer, lutecij-aluminijeva legura može se koristiti za analizu neutronske aktivacije.
(2) Stabilni lutecijevi nuklidi igraju katalitičku ulogu u krekovanju nafte, alkilaciji, hidrogenaciji i polimerizaciji.
(3) Dodatak itrijum-željeza ili itrijum-aluminijum-granata može poboljšati neka svojstva.
(4) Sirovine za magnetski rezervoar sa mjehurićima.
(5) Kompozitni funkcionalni kristal, aluminijum-itrij-neodimijum-tetraborat dopiran lutecijem, pripada tehničkoj oblasti rasta kristala hlađenjem rastvora soli. Eksperimenti pokazuju da je lutecijem dopiran NYAB kristal superiorniji od NYAB kristala u optičkoj ujednačenosti i laserskim performansama.
(6) Utvrđeno je da lutecij ima potencijalnu primjenu u elektrokromatskim displejima i niskodimenzionalnim molekularnim poluprovodnicima. Osim toga, lutecij se koristi i u tehnologiji energetskih baterija i kao aktivator fosfora.
16
Itrijum (y)
Itrijum se široko koristi, itrijum aluminijum granat se može koristiti kao laserski materijal, itrijum željezni granat se koristi za mikrotalasnu tehnologiju i prenos akustične energije, a itrijum vanadat dopiran evropijem i itrijum oksid dopiran evropijem se koriste kao fosfori za televizore u boji. (mapa podataka)
(1) Aditivi za čelik i obojene legure. Legura FeCr obično sadrži 0,5-4% itrijuma, 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 itrijemom, koje mogu zamijeniti neke srednje jake aluminijske legure i koristiti se u napregnutim komponentama aviona. Dodavanjem male količine rijetkih zemalja bogatih itrijem u Al-Zr leguru može se poboljšati provodljivost te legure; Leguru je usvojila većina tvornica žice u Kini. Dodavanje itrijuma u bakrenu leguru poboljšava provodljivost i mehaničku čvrstoću.
(2) Keramički materijal od silicijum nitrida koji sadrži 6% itrijuma i 2% aluminijuma može se koristiti za razvoj dijelova motora.
(3) Nd:Y:Al:Garnatni laserski snop snage 400 vati 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 i dobru otpornost na visoke temperature i mehaničko habanje.
(5) Visokoitrijumska strukturna legura koja sadrži 90% itrijuma može se koristiti u avijaciji i drugim mjestima koja zahtijevaju nisku gustinu i visoku tačku topljenja.
(6) Visokotemperaturni protonski provodljivi materijal SrZrO3 dopiran itrijumom, koji trenutno privlači veliku pažnju, od velikog je značaja za proizvodnju gorivnih ćelija, elektrolitičkih ćelija i plinskih senzora koji zahtijevaju visoku topljivost vodika. Osim toga, itrij se koristi i kao materijal za prskanje na visokim temperaturama, razrjeđivač za gorivo atomskih reaktora, aditiv za permanentne magnetske materijale i getter u elektroničkoj industriji.
17
Skandijum (Sc)
Metalni skandij (mapa podataka)
U poređenju sa itrijumskim i lantanoidnim elementima, skandij ima posebno mali jonski radijus i posebno slabu alkalnost hidroksida. Stoga, kada se skandij i rijetkozemni elementi pomiješaju, skandij će se prvi taložiti kada se tretira amonijakom (ili izuzetno razrijeđenom alkalijom), tako da se može lako odvojiti od rijetkozemnih elemenata metodom "frakcijskog taloženja". Druga metoda je korištenje polarizacione razgradnje nitrata za odvajanje. Skandij nitrat se najlakše razlaže, čime se postiže svrha odvajanja.
Sc se može dobiti elektrolizom. ScCl3, KCl i LiCl se zajedno tope tokom rafiniranja skandija, a rastopljeni cink se koristi kao katoda za elektrolizu, tako da se skandij taloži na cinkovoj elektrodi, a zatim se cink isparava da bi se dobio skandij. Osim toga, skandij se lako izdvaja prilikom prerade rude za proizvodnju uranijuma, torijuma i lantanoidnih elemenata. Sveobuhvatno izdvajanje povezanog skandija iz rude volframa i kalaja također je jedan od važnih izvora skandija. Skandij je...uglavnom u trovalentnom stanju u spoju, koji se lako oksidira u Sc2O3 na zraku i gubi metalni sjaj te postaje tamno siv.
Glavne upotrebe skandija su:
(1) Skandijum može reagovati s vrućom vodom oslobađajući vodonik, a takođe je rastvorljiv u kiselini, tako da je jako redukciono sredstvo.
(2) Skandijum oksid i hidroksid su samo alkalni, ali se njihov pepeo soli teško hidrolizuje. Skandijum hlorid je bijeli kristal, rastvorljiv u vodi i topljiv na vazduhu. (3) U metalurškoj industriji, skandij se često koristi za izradu legura (aditiva legura) radi poboljšanja čvrstoće, tvrdoće, otpornosti na toplinu i performansi legura. Na primjer, dodavanje male količine skandija u rastopljeno željezo može značajno poboljšati svojstva lijevanog željeza, dok dodavanje male količine skandija aluminijumu može poboljšati njegovu čvrstoću i otpornost na toplinu.
(4) U elektronskoj industriji, skandij se može koristiti u raznim poluprovodničkim uređajima. Na primjer, primjena skandij sulfita u poluprovodnicima privukla je pažnju u zemlji i inostranstvu, a ferit koji sadrži skandij je također obećavajući uračunarska magnetna jezgra.
(5) U hemijskoj industriji, skandijev spoj se koristi kao sredstvo za dehidraciju i dehidraciju alkohola, što je efikasan katalizator za proizvodnju etilena i hlora iz otpadne hlorovodonične kiseline.
(6) U staklarskoj industriji mogu se proizvoditi specijalna stakla koja sadrže skandij.
(7) U industriji električnih izvora svjetlosti, skandij i natrijum lampe napravljene od skandija i natrijuma imaju prednosti visoke efikasnosti i pozitivne boje svjetlosti.
(8) Skandijum postoji u prirodi u obliku 45Sc. Pored toga, postoji devet radioaktivnih izotopa skandija, i to 40~44Sc i 46~49Sc. Među njima, 46Sc, kao traser, koristi se u hemijskoj industriji, metalurgiji i okeanografiji. U medicini, postoje ljudi u inostranstvu koji proučavaju upotrebu 46Sc za liječenje raka.
Vrijeme objave: 04.07.2022.