AЧесто срещана метафора е, че ако петролът е кръвта на индустрията, то редкоземните елементи са витаминът на индустрията.
Редкоземните елементи са съкращение на група метали. Редкоземните елементи (REE) са откривани един след друг от края на 18 век. В периодичната таблица на химичните елементи има 17 вида REE, включително 15 лантанида - лантан (La), церий (Ce), празеодим (Pr), неодим (Nd), прометий (Pm) и т.н. В момента те се използват широко в много области като електроника, нефтохимия и металургия. Почти на всеки 3-5 години учените откриват нови приложения на редкоземните елементи и едно от всеки шест изобретения не може да бъде отделено от редкоземните елементи.
Китай е богат на редкоземни минерали, като е на първо място в три света: първо по запаси от ресурси, представляващи около 23%; първо по добив, представляващ 80% до 90% от световните стоки от редкоземни елементи; първо по обем на продажбите, като 60% до 70% от продуктите от редкоземни елементи се изнасят в чужбина. В същото време Китай е единствената страна, която може да доставя всичките 17 вида редкоземни метали, особено средни и тежки редкоземни метали с изключителна военна употреба. Делът на Китай е завиден.
RЗемята е ценен стратегически ресурс, известен като „индустриален мононатриев глутамат“ и „майка на новите материали“, и се използва широко в най-съвременните науки и технологии, както и във военната промишленост. Според Министерството на промишлеността и информационните технологии, функционални материали като постоянни магнити от редкоземни елементи, луминесценция, съхранение на водород и катализа са се превърнали в незаменими суровини за високотехнологични индустрии, като например производството на модерно оборудване, новата енергия и развиващите се индустрии. Тя се използва широко и в електрониката, нефтохимическата промишленост, металургията, машиностроенето, новата енергия, леката промишленост, опазването на околната среда, селското стопанство и т.н.
Още през 1983 г. Япония въведе стратегическа резервна система за редки минерали, а 83% от местните редкоземни елементи идват от Китай.
Погледнете отново Съединените щати, техните запаси от редкоземни елементи са втори след Китай, но редкоземните им елементи са изцяло леки, които се разделят на тежки редкоземни елементи и леки редкоземни елементи. Тежките редкоземни елементи са много скъпи, а добивът на леки редкоземни елементи е нерентабилен и е превърнат в фалшиви редкоземни елементи от хората в индустрията. 80% от вноса на редкоземни елементи в САЩ идва от Китай.
Другарят Дън Сяопин веднъж каза: „В Близкия изток има петрол, а в Китай има редкоземни елементи.“ Значението на думите му е очевидно. Редкоземните елементи са не само необходимият „мононатриев глутамат“ за 1/5 от високотехнологичните продукти в света, но и мощен коефициент за преговори за Китай на масата за световни преговори в бъдеще. Защитата и научното използване на редкоземните ресурси се превърна в национална стратегия, за която се призовават много хора с високи идеали през последните години, за да се предотврати сляпата продажба и износ на ценни редкоземни ресурси за западните страни. През 1992 г. Дън Сяопин ясно заяви статута на Китай като голяма страна с редкоземни елементи.
Списък с приложения на 17 редкоземни елемента
1 лантанът се използва в сплави и селскостопански филми
Церият се използва широко в автомобилното стъкло
3. Празеодимът се използва широко в керамичните пигменти
Неодимът се използва широко в аерокосмическите материали
5 чинела осигуряват допълнителна енергия за сателитите
Приложение на 6 самария в атомен енергиен реактор
7 лещи за производство на европий и дисплеи с течни кристали
Гадолиний 8 за медицинска магнитно-резонансна томография
9 тербий се използва в регулатора на крилата на самолетите
10 ербий се използва в лазерни далекомери във военните дела
11 диспрозият се използва като източник на светлина за филми и печат
12 холмий се използва за направата на оптични комуникационни устройства
13 Тулий се използва за клинична диагностика и лечение на тумори
14 итербиева добавка за компютърен паметен елемент
Приложение на 15-лутеций в технологията на енергийните батерии
16. Итрийът произвежда жици и компоненти за самолети
Скандият често се използва за производство на сплави
Подробностите са следните:
1
Лантана (LA)
По време на войната в Персийския залив, устройствата за нощно виждане с рядкоземен елемент лантан се превърнаха в основен източник на оборудване за американските танкове. Изображението по-горе показва прах от лантанов хлорид.(Карта на данните)
Лантана се използва широко в пиезоелектрични материали, електротермични материали, термоелектрични материали, магниторезистивни материали, луминесцентни материали (син прах), материали за съхранение на водород, оптично стъкло, лазерни материали, различни сплави и др. Лантана се използва и в катализатори за приготвянето на много органични химични продукти. Учените са нарекли лантана „суперкалций“ заради ефекта му върху културите.
2
Церий (CE)
Церият може да се използва като катализатор, дъгов електрод и специално стъкло. Цериевата сплав е устойчива на висока температура и може да се използва за направата на части за реактивни двигатели.(Карта на данните)
(1) Церият, като добавка към стъклото, може да абсорбира ултравиолетовите и инфрачервените лъчи и се използва широко в автомобилните стъкла. Той не само може да предотврати ултравиолетовите лъчи, но и да намали температурата в автомобила, като по този начин спести електроенергия за климатизация. От 1997 г. насам церий се добавя към всички автомобилни стъкла в Япония. През 1996 г. най-малко 2000 тона церий са използвани в автомобилните стъкла, а в Съединените щати - повече от 1000 тона.
(2) В момента церий се използва в катализатори за пречистване на отработени газове от автомобили, което може ефективно да предотврати изпускането на голямо количество отработени газове от автомобили във въздуха. Потреблението на церий в Съединените щати представлява една трета от общото потребление на редкоземни елементи.
(3) Цериевият сулфид може да се използва в пигменти вместо олово, кадмий и други метали, които са вредни за околната среда и хората. Може да се използва за оцветяване на пластмаси, покрития, мастила и хартия. В момента водещата компания е френската Rhone Planck.
(4) CE: LiSAF лазерната система е твърдотелен лазер, разработен от Съединените щати. Може да се използва за откриване на биологични оръжия и лекарства чрез наблюдение на концентрацията на триптофан. Церият се използва широко в много области. Почти всички приложения на редкоземните елементи съдържат церий. Например, полиращ прах, материали за съхранение на водород, термоелектрически материали, цериево-волфрамови електроди, керамични кондензатори, пиезоелектрична керамика, цериево-силициево-карбидни абразиви, суровини за горивни клетки, бензинови катализатори, някои постоянни магнитни материали, различни легирани стомани и цветни метали.
3
Празеодим (PR)
Празеодимова неодимова сплав
(1) Празеодимът се използва широко в строителната керамика и керамиката за ежедневна употреба. Може да се смесва с керамична глазура за получаване на цветна глазура, а също така може да се използва като подглазурен пигмент. Пигментът е светложълт с чист и елегантен цвят.
(2) Използва се за производство на постоянни магнити. Използването на евтин празеодимов и неодимов метал вместо чист неодимов метал за направата на постоянен магнитен материал, неговата кислородна устойчивост и механични свойства очевидно се подобряват и може да се преработва в магнити с различни форми. Той се използва широко в различни електронни устройства и двигатели.
(3) Използва се в каталитичния крекинг на нефт. Активността, селективността и стабилността на катализатора могат да бъдат подобрени чрез добавяне на обогатен празеодим и неодим към Y зеолитно молекулно сито за приготвяне на катализатор за крекинг на нефт. Китай започва да го използва в промишлеността през 70-те години на миналия век и потреблението му се увеличава.
(4) Празеодимът може да се използва и за абразивно полиране. Освен това, празеодимът се използва широко в областта на оптичните влакна.
4
Неодим (nd)
Защо танк M1 може да бъде открит първи? Танкът е оборудван с лазерен далекомер Nd:YAG, който може да достигне обхват от близо 4000 метра при ясна дневна светлина.(Карта на данните)
С появата на празеодима се появява и неодимът. Появата на неодима активира областта на редкоземните елементи, изигра важна роля в нея и повлия на пазара на редкоземни елементи.
Неодимът се превърна в гореща точка на пазара в продължение на много години поради уникалната си позиция в областта на редкоземните елементи. Най-големият потребител на неодимов метал е постоянният магнит NdFeB. Появата на постоянните магнити NdFeB вдъхна нова жизненост във високотехнологичната област на редкоземните елементи. NdFeB магнитът е наричан „кралят на постоянните магнити“ заради високата си магнитна енергия. Той се използва широко в електрониката, машиностроенето и други индустрии заради отличните си характеристики. Успешното разработване на алфа магнитен спектрометър показва, че магнитните свойства на NdFeB магнитите в Китай са достигнали световно ниво. Неодимът се използва и в цветни метали. Добавянето на 1,5-2,5% неодим към магнезиева или алуминиева сплав може да подобри високотемпературните характеристики, херметичността и устойчивостта на корозия на сплавта. Широко се използва като аерокосмически материали. Освен това, легираният с неодим итриево-алуминиев гранат произвежда късовълнов лазерен лъч, който се използва широко при заваряване и рязане на тънки материали с дебелина под 10 мм в промишлеността. В медицината Nd:YAG лазерът се използва за отстраняване на следи от операция или дезинфекция на рани вместо скалпел. Неодимът се използва също за оцветяване на стъкло и керамични материали, както и като добавка за каучукови изделия.
5
Тролий (Pm)
Тулият е изкуствен радиоактивен елемент, произведен от ядрени реактори (карта с данни)
(1) може да се използва като източник на топлина. Осигурява спомагателна енергия за вакуумно откриване и изкуствени спътници.
(2)Pm147 излъчва нискоенергийни β-лъчи, които могат да се използват за производството на батерии за чинели. Като захранване за инструменти за насочване на ракети и часовници. Този вид батерия е с малки размери и може да се използва непрекъснато в продължение на няколко години. Освен това, прометий се използва и в преносими рентгенови инструменти, за приготвяне на фосфор, за измерване на дебелина и за маяци.
6
Самарий (Sm)
Метален самарий (карта с данни)
Sm е светложълт и е суровина за постоянните Sm-Co магнити, а Sm-Co магнитът е най-ранният редкоземен магнит, използван в индустрията. Има два вида постоянни магнити: SmCo5 система и Sm2Co17 система. В началото на 70-те години на миналия век е изобретена системата SmCo5, а Sm2Co17 системата е изобретена по-късно. Сега търсенето на последната е приоритетно. Чистотата на самарийния оксид, използван в самарий-кобалтовите магнити, не е задължително да бъде твърде висока. Като се има предвид цената, той се използва главно в около 95% от продуктите. Освен това самарийният оксид се използва и в керамични кондензатори и катализатори. Освен това самарийът има ядрени свойства, които могат да се използват като структурни материали, екраниращи материали и контролни материали за атомни енергийни реактори, така че огромната енергия, генерирана от ядреното делене, може да се използва безопасно.
7
Европий (Eu)
Прах от европиев оксид (карта на данните)
Европиевият оксид се използва най-вече за фосфори (карта с данни)
През 1901 г. Юджийн-Антол Демаркей открива нов елемент от „самарий“, наречен европий. Вероятно името му идва от думата „Европа“. Европиевият оксид се използва най-вече за флуоресцентен прах. Eu3+ се използва като активатор на червения фосфор, а Eu2+ се използва като син фосфор. Сега Y2O2S:Eu3+ е най-добрият фосфор по отношение на светлинна ефективност, стабилност на покритието и разходи за рециклиране. Освен това, той се използва широко поради усъвършенстването на технологиите, като например подобряване на светлинната ефективност и контраста. Европиевият оксид се използва и като фосфор със стимулирана емисия за нови рентгенови медицински диагностични системи през последните години. Европиевият оксид може да се използва и за производство на цветни лещи и оптични филтри, за устройства за съхранение на магнитни мехурчета. Той може да покаже своите качества и в контролните материали, екраниращите материали и структурните материали на атомните реактори.
8
Гадолиний (Gd)
Гадолиният и неговите изотопи са най-ефективните абсорбатори на неутрони и могат да се използват като инхибитори на ядрените реактори. (карта с данни)
(1) Неговият водоразтворим парамагнитен комплекс може да подобри NMR сигнала за изображения на човешкото тяло при медицинско лечение.
(2) Неговият серен оксид може да се използва като матрична решетка на осцилоскопна тръба и рентгенов екран със специална яркост.
(3) Гадолиний в гадолиниевия галиев гранат е идеален единичен субстрат за мехурчеста памет.
(4) Може да се използва като твърда магнитна хладилна среда без ограничение на цикъла на Камот.
(5) Използва се като инхибитор за контрол на нивото на верижна реакция в атомните електроцентрали, за да се гарантира безопасността на ядрените реакции.
(6) Използва се като добавка към самариев кобалтов магнит, за да се гарантира, че производителността не се променя с температурата.
9
Тербий (Tb)
Тербиев оксид на прах (карта на данните)
Приложението на тербий се отнася най-вече до областта на високите технологии, която е авангарден проект с интензивно използване на технологии и знания, както и проект със забележителни икономически ползи, с атрактивни перспективи за развитие.
(1) Фосфорите се използват като активатори на зелен прах в трицветни фосфори, като например тербий-активирана фосфатна матрица, тербий-активирана силикатна матрица и тербий-активирана церий-магнезиева алуминатна матрица, които всички излъчват зелена светлина във възбудено състояние.
(2) Магнитооптични материали за съхранение. През последните години тербиевите магнитооптични материали достигнаха мащаба на масово производство. Магнитооптичните дискове, изработени от аморфни филми от Tb-Fe, се използват като елементи за съхранение на компютърна информация, а капацитетът за съхранение се увеличава 10~15 пъти.
(3) Магнитооптичното стъкло, тербий-съдържащото Фарадеево ротационно стъкло, е ключов материал за производството на ротатори, изолатори и пръстеновидни елементи, които се използват широко в лазерните технологии. По-специално, разработването на TerFenol откри ново приложение на Terfenol, който е нов материал, открит през 70-те години на миналия век. Половината от тази сплав се състои от тербий и диспрозий, понякога с холмий, а останалата част е желязо. Сплавта е разработена за първи път от лабораторията Ames в Айова, САЩ. Когато Terfenol се постави в магнитно поле, размерът му се променя повече от този на обикновените магнитни материали, което може да направи възможни някои прецизни механични движения. Тербий-диспрозиевото желязо се използва главно в сонарите първоначално и в момента е широко използвано в много области. От системи за впръскване на гориво, управление на течни клапани, микропозициониране до механични задвижващи механизми, механизми и регулатори на крилата за космически телескопи на самолети.
10
Ди (Ди)
Метален диспрозий (карта на данните)
(1) Като добавка към постоянните магнити NdFeB, добавянето на около 2~3% диспрозий към този магнит може да подобри неговата коерцитивна сила. В миналото търсенето на диспрозий не беше голямо, но с нарастващото търсене на магнити NdFeB, той се превърна в необходим добавъчен елемент, като степента трябва да бъде около 95~99,9%, а търсенето също се увеличи бързо.
(2) Диспрозият се използва като активатор на фосфор. Тривалентният диспрозий е обещаващ активиращ йон за трицветни луминесцентни материали с един луминесцентен център. Състои се главно от две емисионни ленти, едната е емисия на жълта светлина, а другата е емисия на синя светлина. Луминесцентните материали, легирани с диспрозий, могат да се използват като трицветни фосфори.
(3) Диспрозият е необходима метална суровина за получаване на терфенолова сплав в магнитострикционна сплав, която може да осъществява някои прецизни механични движения. (4) Диспрозият може да се използва като магнитооптичен материал за съхранение с висока скорост на запис и чувствителност на четене.
(5) Използвано при производството на диспрозиеви лампи, работното вещество, използвано в диспрозиевите лампи, е диспрозиев йодид, който има предимствата на висока яркост, добър цвят, висока цветна температура, малък размер, стабилна дъга и т.н. и се използва като източник на светлина за филми и печат.
(6) Диспрозият се използва за измерване на енергийния спектър на неутроните или като абсорбатор на неутрони в атомната енергетика, поради голямата си площ на напречното сечение на улавяне на неутрони.
(7)Dy3Al5O12 може да се използва и като магнитно работно вещество за магнитно охлаждане. С развитието на науката и технологиите, областите на приложение на диспрозия непрекъснато ще се разширяват.
11
Холмий (Ho)
Ho-Fe сплав (карта с данни)
В момента областта на приложение на желязото се нуждае от допълнително развитие и потреблението не е много голямо. Наскоро Институтът за изследване на редкоземните елементи в Баотоу, стомана, внедри технология за пречистване чрез висока температура и висок вакуум и разработи метал с висока чистота Qin Ho/>RE>99,9% с ниско съдържание на нередкоземни примеси.
В момента основните приложения на ключалките са:
(1) Като добавка към метал-халогенна лампа, метал-халогенната лампа е вид газоразрядна лампа, разработена на базата на живачна лампа с високо налягане, като нейната характеристика е, че колбата е запълнена с различни редкоземни халиди. В момента се използват главно редкоземни йодиди, които излъчват различни спектрални линии при газови разряди. Работното вещество, използвано в желязната лампа, е хиниодид. В зоната на дъгата може да се получи по-висока концентрация на метални атоми, като по този начин значително се подобрява ефективността на излъчване.
(2) Желязото може да се използва като добавка за записване на желязо или милиарди алуминиев гранат
(3) Алуминиев гранат (Ho:YAG), легиран с хин, може да излъчва 2um лазер, а степента на поглъщане на 2um лазер от човешките тъкани е висока, почти с три порядъка по-висока от тази на Hd:YAG. Следователно, когато се използва Ho:YAG лазер за медицински операции, това не само може да подобри ефективността и точността на операцията, но и да намали площта на термично увреждане. Свободният лъч, генериран от заключващия кристал, може да елиминира мазнините, без да генерира прекомерна топлина. За да се намали термичното увреждане на здравите тъкани, се съобщава, че лечението на глаукома с w-лазер в Съединените щати може да намали болката от операцията. Нивото на 2um лазерен кристал в Китай е достигнало международно ниво, така че е необходимо да се разработи и произведе този вид лазерен кристал.
(4) Малко количество Cr може да се добави и към магнитострикционната сплав Terfenol-D, за да се намали външното поле, необходимо за намагнитване на насищане.
(5) Освен това, влакната, легирани с желязо, могат да се използват за направата на влакнести лазери, влакнести усилватели, влакнести сензори и други оптични комуникационни устройства, които ще играят по-важна роля в днешната бърза оптична комуникация.
12
Ербий (ER)
Прах от ербиев оксид (информационна таблица)
(1) Светлинната емисия на Er3+ при 1550nm е от особено значение, тъй като тази дължина на вълната е разположена при най-ниските загуби на оптични влакна при оптична комуникация. След възбуждане от светлина от 980nm и 1480nm, йонът примамка (Er3+) преминава от основно състояние 4115/2 във високоенергийно състояние 4I13/2. Когато Er3+ във високоенергийно състояние се върне обратно в основно състояние, той излъчва светлина с дължина на вълната 1550nm. Кварцовите влакна могат да предават светлина с различни дължини на вълната. Въпреки това, коефициентът на оптично затихване в диапазона 1550 nm е най-нисък (0,15 dB/km), което е почти долната граница на коефициента на затихване. Следователно, оптичните загуби при оптична комуникация са минимални, когато се използват като сигнална светлина при 1550 nm. По този начин, ако подходящата концентрация на стръв се смеси в подходящата матрица, усилвателят може да компенсира загубите в комуникационната система съгласно лазерния принцип. Следователно, в телекомуникационната мрежа, която трябва да усили оптичния сигнал от 1550 nm, усилвателят с легирани влакна е основно оптично устройство. В момента усилвателят с легирани силициеви влакна е комерсиализиран. Съобщава се, че за да се избегне ненужно поглъщане, количеството легирани влакна в оптичните влакна е десетки до стотици ppm. Бързото развитие на оптичната комуникация ще отвори нови области на приложение.
(2) (2) Освен това, легираният с примамка лазерен кристал и неговите изходни лазери 1730nm и 1550nm са безопасни за човешките очи, имат добри характеристики на пропускане на атмосферни влияния, силно проникване в дим на бойното поле, добра сигурност, не са лесни за откриване от врага и контрастът на излъчване на военни цели е голям. Той е превърнат в преносим лазерен далекомер, който е безопасен за човешките очи при военна употреба.
(3) (3) Er3+ може да се добави към стъклото, за да се получи лазерен материал от рядкоземно стъкло, който е твърд лазерен материал с най-голяма изходна импулсна енергия и най-висока изходна мощност.
(4) Er3+ може да се използва и като активен йон в лазерни материали за преобразуване на редкоземни елементи.
(5) (5) Освен това, стръвта може да се използва и за обезцветяване и оцветяване на стъклени чаши и кристални стъкла.
13
Тулий (TM)
След облъчване в ядрен реактор, тулий произвежда изотоп, който може да излъчва рентгенови лъчи, които могат да се използват като преносим източник на рентгенови лъчи.(Карта на данните)
(1)TM се използва като източник на лъчи на преносим рентгенов апарат. След облъчване в ядрен реактор,TMпроизвежда вид изотоп, който може да излъчва рентгенови лъчи, които могат да се използват за направата на преносим облъчвател на кръв. Този вид радиометър може да преобразува yu-169 вTM-170 под действието на висок и среден лъч и излъчва рентгенови лъчи, за да облъчи кръвта и да намали белите кръвни клетки. Именно тези бели кръвни клетки причиняват отхвърляне на трансплантирани органи, за да се намали ранното отхвърляне на органи.
(2) (2)TMМоже да се използва и в клиничната диагностика и лечение на тумори поради високия си афинитет към туморната тъкан, тежките редкоземни елементи са по-съвместими от леките редкоземни елементи, особено афинитетът на Yu е най-голям.
(3) (3) Рентгеновият сенсибилизатор Laobr:br (син) се използва като активатор във фосфора на екрана за рентгенова сенсибилизация, за да повиши оптичната чувствителност, като по този начин намали излагането и вредата от рентгеновите лъчи върху хората. Дозата на облъчване е 50%, което има важно практическо значение в медицинското приложение.
(4) (4) Метал-халогенната лампа може да се използва като добавка в нов източник на осветление.
(5) (5) Tm3+ може да се добави към стъклото, за да се получи лазерен материал от редкоземни стъкла, който е твърдотелен лазерен материал с най-голям изходен импулс и най-висока изходна мощност. Tm3+ може да се използва и като активиращ йон на лазерни материали за преобразуване на редкоземни елементи в по-висока степен.
14
Итербий (Yb)
Метален итербий (карта с данни)
(1) Като материал за топлоизолиращо покритие. Резултатите показват, че огледалото може очевидно да подобри корозионната устойчивост на електроотложеното цинково покритие, а размерът на зърната на покритието с огледало е по-малък от този на покритието без огледало.
(2) Като магнитостриктивен материал. Този материал има характеристиките на гигантска магнитострикция, т.е. разширяване в магнитно поле. Сплавта е съставена главно от огледална/феритна сплав и диспрозий/феритна сплав, като е добавена известна част от манган, за да се получи гигантска магнитострикция.
(3) Огледален елемент, използван за измерване на налягане. Експериментите показват, че чувствителността на огледалния елемент е висока в калибрирания диапазон на налягане, което открива нов начин за приложение на огледалото при измерване на налягане.
(4) Пломби на основата на смола за кухини на молари, които да заменят сребърната амалгама, често използвана в миналото.
(5) Японски учени успешно завършиха разработването на огледално-легиран вграден линеен вълноводен лазер с ванадиев бат гранат, което е от голямо значение за по-нататъшното развитие на лазерната технология. Освен това, огледалото се използва и за активатор на флуоресцентен прах, радиокерамика, добавка за електронни компютърни паметни елементи (магнитни мехурчета), добавка за стъклени влакна и оптично стъкло и др.
15
Лутеций (Lu)
Лутециев оксид на прах (карта на данните)
Кристал на итриев лутециев силикат (карта с данни)
(1) правят някои специални сплави. Например, лутециево-алуминиева сплав може да се използва за неутронно-активационен анализ.
(2) Стабилните лутециеви нуклиди играят каталитична роля в крекинга, алкилирането, хидрогенирането и полимеризацията на нефт.
(3) Добавянето на итриево-железен или итриево-алуминиев гранат може да подобри някои свойства.
(4) Суровини за магнитен резервоар с мехурчета.
(5) Композитен функционален кристал, легиран с лутеций алуминиев итриев неодимов тетраборат, принадлежи към техническата област на растежа на кристали чрез охлаждане в солен разтвор. Експериментите показват, че легираният с лутеций NYAB кристал превъзхожда NYAB кристала по отношение на оптична еднородност и лазерни характеристики.
(6) Установено е, че лутецият има потенциални приложения в електрохромните дисплеи и нискоразмерните молекулярни полупроводници. Освен това, лутецият се използва и в технологията за енергийни батерии и като активатор на фосфор.
16
Итрий (y)
Итрият се използва широко, итриево-алуминиевият гранат може да се използва като лазерен материал, итриево-железният гранат се използва за микровълнова технология и пренос на акустична енергия, а легираният с европий итриев ванадат и легираният с европий итриев оксид се използват като фосфор за цветни телевизори. (карта с данни)
(1) Добавки за стомана и цветни сплави. Сплавта FeCr обикновено съдържа 0,5-4% итрий, което може да подобри устойчивостта на окисляване и пластичността на тези неръждаеми стомани; Комплексните свойства на сплавта MB26 очевидно се подобряват чрез добавяне на подходящо количество богата на итрий смесена редкоземна металургия, която може да замести някои средно-здрави алуминиеви сплави и да се използва в напрегнатите компоненти на самолети. Добавянето на малко количество богата на итрий редкоземна металургия към сплавта Al-Zr може да подобри проводимостта на тази сплав; Сплавта е възприета от повечето фабрики за тел в Китай. Добавянето на итрий към медната сплав подобрява проводимостта и механичната якост.
(2) Силициево-нитриден керамичен материал, съдържащ 6% итрий и 2% алуминий, може да се използва за разработване на части за двигатели.
(3) Лазерният лъч Nd:Y:Al:Garnet с мощност 400 вата се използва за пробиване, рязане и заваряване на големи компоненти.
(4) Екранът на електронния микроскоп, съставен от монокристал Y-Al гранат, има висока флуоресцентна яркост, ниско поглъщане на разсеяна светлина и добра устойчивост на високи температури и механично износване.
(5) Високоитриевата структурна сплав, съдържаща 90% итрий, може да се използва в авиацията и други места, изискващи ниска плътност и висока точка на топене.
(6) Високотемпературен протонопроводим материал SrZrO3, легиран с итрий, който привлича голямо внимание в момента, е от голямо значение за производството на горивни клетки, електролитни клетки и газови сензори, изискващи висока разтворимост на водород. Освен това, итрият се използва и като високотемпературен пръскащ материал, разредител за гориво за атомни реактори, добавка за постоянни магнитни материали и геттер в електронната промишленост.
17
Скандий (Sc)
Метален скандий (карта на данните)
В сравнение с итриевите и лантанидните елементи, скандият има особено малък йонен радиус и особено слаба алкалност на хидроксида. Следователно, когато скандий и редкоземни елементи се смесят, скандият ще се утаи пръв при третиране с амоняк (или изключително разредена основа), така че може лесно да се отдели от редкоземните елементи чрез метода на „фракционно утаяване“. Друг метод е използването на поляризационно разлагане на нитрати за разделяне. Скандиевият нитрат е най-лесният за разлагане, като по този начин се постига целта на разделяне.
Sc може да се получи чрез електролиза. ScCl3, KCl и LiCl се стопяват съвместно по време на рафинирането на скандий, а разтопеният цинк се използва като катод за електролиза, така че скандият се утаява върху цинковия електрод, след което цинкът се изпарява, за да се получи скандий. Освен това, скандият се извлича лесно при преработката на руда за производство на уранови, торийни и лантанидни елементи. Цялостното извличане на свързания скандий от волфрамова и калаена руда също е един от важните източници на скандий. Скандият е...предимно в тривалентно състояние в съединението, което лесно се окислява до Sc2O3 на въздух и губи металния си блясък, превръщайки се в тъмносив цвят.
Основните приложения на скандия са:
(1) Скандият може да реагира с гореща вода, за да освободи водород, а също така е разтворим в киселина, така че е силен редуктор.
(2) Скандиевият оксид и хидроксид са само алкални, но солевата им пепел трудно може да се хидролизира. Скандиевият хлорид е бял кристал, разтворим във вода и разтопяващ се на въздух. (3) В металургичната промишленост скандият често се използва за направата на сплави (добавки към сплави), за да се подобри якостта, твърдостта, топлоустойчивостта и характеристиките на сплавите. Например, добавянето на малко количество скандий към разтопено желязо може значително да подобри свойствата на чугуна, докато добавянето на малко количество скандий към алуминий може да подобри неговата якост и топлоустойчивост.
(4) В електронната индустрия скандият може да се използва в различни полупроводникови устройства. Например, приложението на скандиев сулфит в полупроводниците е привлякло внимание в страната и чужбина, а феритът, съдържащ скандий, също е обещаващ.компютърни магнитни ядра.
(5) В химическата промишленост скандиевото съединение се използва като агент за дехидрогениране и дехидратация на алкохоли, който е ефикасен катализатор за производството на етилен и хлор от отпадъчна солна киселина.
(6) В стъкларската промишленост могат да се произвеждат специални стъкла, съдържащи скандий.
(7) В индустрията за електрически източници на светлина, скандиевите и натриевите лампи, изработени от скандий и натрий, имат предимствата на висока ефективност и положителен цвят на светлината.
(8) Скандият съществува в природата под формата на 45Sc. Освен това, има девет радиоактивни изотопа на скандия, а именно 40~44Sc и 46~49Sc. Сред тях 46Sc, като трасер, се използва в химическата промишленост, металургията и океанографията. В медицината има хора в чужбина, които изучават използването на 46Sc за лечение на рак.
Време на публикуване: 04 юли 2022 г.