Šta jeretke zemlje?
Ljudska bića imaju istoriju dugu preko 200 godina od otkrića rijetkih zemalja 1794. Pošto je tada bilo malo rijetkih minerala pronađenih, samo mala količina oksida nerastvorljivih u vodi mogla se dobiti hemijskom metodom. Istorijski gledano, takvi oksidi su se obično nazivali "zemlja", otuda i naziv rijetke zemlje.
U stvari, minerali rijetkih zemalja nisu rijetki u prirodi. Rijetka zemlja nije zemlja, već tipičan metalni element. Njegov aktivni tip je tek drugi nakon alkalnih i zemnoalkalnih metala. Imaju više sadržaja u kori od običnog bakra, cinka, kalaja, kobalta i nikla.
Trenutno se retke zemlje široko koriste u raznim oblastima kao što su elektronika, petrokemija, metalurgija, itd. Skoro svakih 3-5 godina naučnici su u mogućnosti da otkriju nove upotrebe za retke zemlje, a od svakih šest izuma, jedan ne može da uradi. bez retkih zemalja.
Kina je bogata mineralima retkih zemalja i zauzima prvo mesto na tri svetska rangiranja: rezerve, obim proizvodnje i obim izvoza. Istovremeno, Kina je i jedina zemlja koja može obezbijediti svih 17 rijetkih zemnih metala, posebno srednje i teške rijetke zemlje s izuzetno istaknutim vojnim primjenama.
Sastav rijetkih zemnih elemenata
Elementi retkih zemalja sastoje se od lantanidnih elemenata u periodnom sistemu hemijskih elemenata:lantan(La),cerijum(Ce),praseodymium(Pr),neodimijum(Nd), prometijum (Pm),samarijum(Sm),europium(Eu),gadolinij(Bg),terbijum(Tb),disprozijum(Dy),holmijum(ho),erbij(Eh),thulium(Tm),iterbijum(Yb),lutecijum(Lu) i dva elementa blisko povezana sa lantanidom:skandij(Sc) iitrijum(Y).
To se zoveRare Earth, skraćeno kao Rare Earth.
Klasifikacija rijetkih zemljanih elemenata
Klasificirani prema fizičkim i hemijskim svojstvima elemenata:
Lagani elementi retkih zemalja:skandij, itrijum, lantan, cerij, prazeodim, neodim, prometijum, samarijum, europijum
Teški elementi retkih zemalja:gadolinij, terbijum, disprozijum, holmijum, erbijum, tulij, iterbijum, lutecijum
Klasificirano prema mineralnim karakteristikama:
Cerijum grupa:lantan, cerij, prazeodim, neodim, prometijum, samarijum, europijum
grupa itrijuma:gadolinij, terbijum, disprozijum, holmijum, erbijum, tulij, iterbijum, lutecijum, skandij, itrijum
Klasifikacija prema ekstrakcijskom odvajanju:
Lagana rijetka zemlja (P204 ekstrakcija slabe kiselosti): lantan, cerij, prazeodimijum, neodim
Srednje rijetke zemlje (P204 ekstrakcija niske kiselosti):samarijum, europijum, gadolinijum, terbijum, disprozijum
Teška rijetka zemlja (ekstrakcija kiselosti u P204):holmijum, erbijum, tulij, iterbijum, lutecijum, itrijum
Svojstva rijetkih zemnih elemenata
Više od 50 funkcija rijetkih zemnih elemenata povezano je s njihovom jedinstvenom elektronskom strukturom 4f, što ih čini široko korištenim kako u tradicionalnim materijalima tako iu visokotehnološkim poljima novih materijala.
4f elektronska orbita
1. Fizička i hemijska svojstva
★ Ima očigledna metalna svojstva; Srebrno je sive boje, osim prazeodima i neodimijuma, djeluje svijetlo žuto
★ Bogate boje oksida
★ Formirajte stabilna jedinjenja sa nemetalima
★ Metal živahan
★ Lako se oksidira na zraku
2 Optoelektronska svojstva
★ Neispunjeni 4f podsloj, gdje su 4f elektroni zaštićeni vanjskim elektronima, što rezultira različitim spektralnim terminima i nivoima energije
Kada 4f elektroni prelaze, oni mogu apsorbirati ili emitovati zračenje različitih valnih dužina od ultraljubičastog, vidljivog do infracrvenog područja, što ih čini pogodnim kao luminiscentni materijali
★ Dobra provodljivost, sposobna za pripremu rijetkih zemnih metala metodom elektrolize
Uloga 4f elektrona rijetkih zemnih elemenata u novim materijalima
1. Materijali koji koriste 4f elektronske karakteristike
★ 4f raspored spina elektrona:manifestuje se kao jak magnetizam – pogodan za upotrebu kao materijali za trajni magnet, materijali za snimanje MRI, magnetni senzori, supravodiči, itd.
★ 4f orbitalna elektronska tranzicija: manifestuje se kao luminiscentna svojstva – pogodna za upotrebu kao luminiscentni materijali kao što su fosfori, infracrveni laseri, pojačivači vlakana, itd.
Elektronski prelazi u 4f pojasu za vođenje nivoa energije: manifestiraju se kao svojstva bojenja – pogodna za bojenje i dekolorizaciju komponenti vrućih tačaka, pigmenata, keramičkih ulja, stakla itd.
2 je indirektno povezan sa 4f elektronom, koristeći jonski radijus, naboj i hemijska svojstva
★ Nuklearne karakteristike:
Mali poprečni presjek apsorpcije termalnih neutrona – pogodan za upotrebu kao konstrukcijski materijali nuklearnih reaktora, itd.
Veliki poprečni presjek apsorpcije neutrona – pogodan za zaštitne materijale nuklearnih reaktora itd.
★ Jonski radijus, naboj, fizička i hemijska svojstva rijetke zemlje:
Defekti rešetke, sličan jonski radijus, hemijska svojstva, različita naelektrisanja – pogodno za grijanje, katalizator, senzorski element, itd.
Strukturna specifičnost – pogodna za upotrebu kao katodni materijal od legure za pohranu vodika, materijala za mikrovalnu apsorpciju itd.
Elektrooptička i dielektrična svojstva – pogodna za upotrebu kao materijali za modulaciju svjetlosti, prozirna keramika, itd
Vrijeme objave: Jul-06-2023