welke magische toepassingen hebben zeldzame aardelementen? (ⅲ) —— over de toepassing van lichte zeldzame aardelementen

er zijn 17 zeldzame aardelementen, die zijn verdeeld in 'lichte zeldzame aarde' en 'zware zeldzame aarde' volgens atoomaantal en atomaire massa: onder hen hebben lichte zeldzame aardelementen een lager atoomnummer, kleinere atoommassa en grote opslag, inclusief lantanum, cerium, praseodymium, neodymium, nodmium, promethium, samarium en europium;

zware zeldzame aardelementen hebben een hoger atoomnummer, grotere atoommassa en lagere reserves, waaronder gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium, lutetium en yttrium.

volgens het zeldzame aardselement van de zure extractiescheiding worden zeldzame aardelementen verdeeld in:

licht zeldzame aarde (zwakke zure extractie) - lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium;

tussenliggende zeldzame aarde (lage zure extractie) - samarium, europium, gadolinium, terbium en dysprosium;

zware zeldzame aardes (middelgrote zure extractie) - holmium, europium, erbium, thulium, ytterbium, lutetium, yttrium.

over het algemeen worden lichte zeldzame aardes veel gebruikt in metallurgie, keramiek, de chemische industrie, elektronica, medische behandeling, supergeleiding en andere gebieden; zware zeldzame aarde wordt veel gebruikt in fosforen, optisch glas, laserkristallen, elektrische lichtbronnen, keramische glazuren, druk- en kleurstofindustrie, katalysatoren, enz.

het volgende is een inleiding tot de toepassingen van individuele zeldzame aardelementen.

1. toepassing van lanthanum (lǎng in het chinees)

lanthanum, elementsymbool la wordt uitgesproken in het chinees. atoomgewicht is 138.9055.

lanthanum kan worden gemaakt in hoogwaardig optisch glas. het toevoegen van lanthanumoxide aan optisch glas kan 'de brekingsindex verhogen' en 'de dispersiesnelheid verminderen'. de op deze manier gemaakt optische instrumentlens kan de kijkhoek uitbreiden, de beeldvervorming verminderen en de resolutie verbeteren. lanthanum is ook onmisbaar in de lasermaterialen van vandaag.

lanthanum is de beste in elektronische communicatiematerialen. momenteel is het beste elektronenemissiemateriaal lab6 en heeft lanthanum uitstekende toepassingen in veel elektronische communicatiematerialen. lanthanum speelt een uitstekende rol in functioneel keramiek. het toevoegen van 'lanthanumoxide' aan bariumtitanaat (batio3) condensator keramiek kan bijvoorbeeld de stabiliteit van de condensator aanzienlijk verbeteren en honderden keren de levensduur vergroten. het toevoegen van lanthanumoxide aan 'stralingsbestendig keramiek' en 'elektro-optisch keramiek' kan bijvoorbeeld de prestaties aanzienlijk verbeteren.

lanthanum is een uitstekende katalysator in petrochemicaliën. de 'kraken' en 'polymerisatie' -technologieën van moleculen zijn heel gebruikelijk in petrochemicaliën, maar katalysatoren zijn onmisbaar. het toevoegen van zeldzame aardelementen 'scandium' en 'lanthanum-rijke zeldzame aarde' aan de katalysator verdubbelt de kraakefficiëntie. als dan de katalysator wordt gemaakt tot een 'moleculaire zeefatalysator' met 'goede permeabiliteit' en 'groot contactgebied', wordt het katalytische effect verdubbeld.

lanthanum nikkellegering (lani5) is een uitstekend waterstofopslagmateriaal. waterstofopslagmaterialen helpen bij 'waterstofopslag', 'waterstoftransport' en 'waterstofgebruik', maar zuiver de waterstof uit waterstofmengsels.

2. toepassing van cerium

cerium, elementsymbool ce, uitgesproken als in het chinees. atoomgewicht is 140.1.

cerium, als een glasadditief, kan ultraviolette en infraroodstralen absorberen, die nu veel wordt gebruikt in autoglas. het is niet alleen effectiever om ultraviolette stralen te voorkomen, maar ook om de temperatuur in de auto te verlagen, waardoor elektriciteit wordt bespaard voor airconditioning.

cerium wordt gebruikt in automatische uitlaatzuiveringskatalysatoren, die effectief de vervuiling van de auto -uitlaat kunnen voorkomen.

cerium sulfide presteert uitstekend in pigmenten en kleurstoffen. cerium vervangt de vorige toxische materialen, zoals lood en cadmium, en heeft een goede prestatie in pigmenten en kleurstoffen. het wordt nu op grote schaal gebruikt in de kleur van kunststoffen, inkten en papier en wordt ook op grote schaal gebruikt op het gebied van coatings.

het toepassingsveld van cerium is zeer breed, en bijna alle zeldzame aardingstoepassingsvelden bevatten cerium, zoals zeldzame aardpolijsten en slijpmaterialen, zeldzame waterstofopslagmaterialen van de aarde, zeldzame aardetische glazen materialen van de aarde, zeldzame aardsthermo -elektrische materialen, zeldzame aardbraakmiddelen, elektrodenmaterialen, zeldzame aardkerkeramische materialen, zeldzame aardmagetische materialen, zeldzame aardse aarde, enz.

3. toepassing van praseodymium

praseodymium, elementsymbool pr, wordt uitgesproken als pǔ in het chinees. atomisch gewicht is 140.90765.

praseodymium wordt in het algemeen gebruikt in 'gemengd licht zeldzame aarde' en wordt veel gebruikt in polijstmaterialen, slijpmaterialen, waterstofopslagmaterialen, optische glasmaterialen, thermo -elektrische materialen, elektrodematerialen, speciale keramische materialen, kraakmaterialen, permanente magnetische materialen en legeringsstalen materialen, enz.

het is vermeldenswaard dat praseodymium alleen wordt gebruikt in 'keramische glazuren', en de kleur na het schieten is puur en elegant lichtgeel; daarom kan het ook worden gebruikt in keramische glazuren, pigmenten, kleurstoffen, coatings, enz. natuurlijk zullen andere zeldzame aardelementen ook verschillende sinterende kleuren hebben.

4. toepassing van neodymium

neodymium, elementsymbool nd, wordt uitgesproken als nǚ in het chinees. atomisch gewicht is 144.2.

neodymium wordt meestal gebruikt in ndfeb permanente magneetmaterialen. ndfeb permanente magneten staan ​​bekend als de hedendaagse 'king of permanente magnets', en hun uitstekende permanente magnetische eigenschappen worden veel gebruikt in elektronica, machines en andere industrieën. als 'light rare earth' neodymium vervangt, is het permanente magnetische effect niet veel anders, maar de kosten worden sterk verlaagd.

neodymium wordt ook gebruikt in niet-ferrometaalmaterialen. het toevoegen van 1,5 tot 2,5% neodymium aan magnesium- of aluminiumlegeringen kan de prestaties van hoge temperatuur, luchtdichtheid en corrosieweerstand van de legering verbeteren. dergelijke materialen worden veel gebruikt als ruimtevaartmaterialen.

neodymium-gedoteerde yttrium aluminium granaat produceert korte-golf laserstralen, die veel worden gebruikt in de industrie voor het lassen en snijden van dunne materialen met een dikte van minder dan 10 mm. na verbeterd kan deze laser op medisch veld worden gebruikt.

neodymium wordt ook gebruikt voor het kleuren van glas en keramische materialen en als additief voor rubberproducten.

5. toepassing van promethium

het symbool van promethium is pm, uitgesproken als pǒ in het chinees. atomisch gewicht is 147.

het belangrijkste toepassingsgebied van promethium is radioluminescentie. aangezien promethium een ​​product is van de spontane splijting van uranium en een zeshoekige eenheidscel heeft, zijn de fysische en chemische eigenschappen ervan vergelijkbaar met die van neodymium en ruthenium.

achtentwintig promethium-isotopen zijn ontdekt, waaronder promethium-147 kunnen low-energy β-stralen uitzenden, gebruikt om atoombatterijen ter grootte van een pil te maken met een levensduur van 5 jaar. het kan worden gebruikt in kunstmatige satellieten, gehoorapparaten en verschillende militaire en civiele instrumenten en meters.

aangezien promethium-147 β-stralen met lage energie kan uitstoten en zinksulfide koud licht uitstralen onder de werking van stralen, kunnen de twee stoffen worden gemengd om 'radioluminescerend poeder' te maken voor nachtobservatie van instrumenten en meters, en kan ook worden gemaakt in 'nachtschijnende parels'.

evenzo kan de lage energie-radioactieve bron van promethium-147 worden omgezet in een warmtebron om hulpsenergie te bieden voor vacuümdetectie, kunstmatige satellieten, enz.

6. toepassing van samarium

samarium, elementsymbool sm, wordt uitgesproken als shān in het chinees. atoomgewicht is 150,36.

samarium is lichtgeel en de atomen hebben de kenmerken van 'groot magnetisch moment' en 'grote absorptie -energie'.

de eerste en tweede generatie permanente magneten zijn onafscheidelijk van samarium cobalt en de permanente magneten van de derde generatie zijn 'neodymium iron boron'. het wordt nu gevonden dat permanente magneten van 'samariumijzeren' van lage kosten, betere weerstand op hoge temperatuur en corrosieweerstand zijn.

samarium-gedoteerde calciumfluoride kan gepulseerde lasers uitvoeren, en samariumoxide en samariumfluoride kunnen worden gemaakt in laserfilterfilms '. samarium gedoteerd in 'garnet' -kristallen kan worden gemaakt in infraroodfilters.

samarium gadolinium-verrijkte producten kunnen worden gemaakt tot 'isolatiekeramiek'.

samariumoxide kan methaan polymeriseren in ethaan en ethyleen; samarium diiodide kan acetaldehyde verminderen tot ethanol.

samarium heeft een sterke absorptie -energie voor neutronen en kan worden gebruikt als een neutronenabsorber in kernreactoren. na bestraling verandert samarium in 'samarium-isotoop', die low-energy beta-stralen en gammastralen kan uitzenden, en kan worden gebruikt in 'lokale radiotherapie' en 'afbeelding volgen' in de geneeskunde.

7. toepassing van europium

europium, elementsymbool eu, wordt uitgesproken als yǒu in het chinees, en het atoomgewicht is 151.964.

het grootste kenmerk van europium is dat het elektronische 'energieniveau' gemakkelijk is geëxciteerd en de elektronen van het 'lage energieniveau' naar het 'hoge energieniveau' zullen springen. en wanneer de elektronen terugkeren van het 'hoge energieniveau' naar het 'lage energieniveau', zullen ze licht uitzenden. natuurlijk is de frequentie van licht die wordt uitgestoten door atomen van verschillende stoffen ook anders. nu hebben de 'zeldzame earth tri-color fluorescent lamp' en 'rare earth halide lamp' gedoteerd met europium de vorige 'hogedruk kwiklamp' vervangen.

yttriumoxide gedoteerd met (europium) presenteert een zeer helder en perfect rood spectrum; materialen gedoteerd met (europium) presenteren een zeer helder en perfect blauw spectrum; gedopeerde materialen presenteren een zeer helder en perfect groen spectrum. momenteel gebruikt de kleurbron van het kleurscherm van tv-sets en flatscreen-tv's nu meestal dit type materiaal om 'excitatiefosforen' te maken om 'kleureenheden' te vormen, en gebruikt vervolgens verschillende intensiteiten van elektronische excitatie om verschillende kleuren weer te geven.

doping europiumoxide kan worden gebruikt om gekleurde lenzen en optische filters te maken. de reden waarom het het licht van een bepaalde frequentie kan filteren, is dat het de doorgang van het licht van een bepaalde frequentie blokkeert of het licht van een bepaalde frequentie omzet in het licht van andere frequenties.

doping europium in luminescerende materialen kan de frequentie van het licht op de juiste manier omzetten; het omzetten van infraroodlicht in zichtbaar licht kan de lichtgevende efficiëntie verbeteren en kan ook worden gebruikt voor 'nachtzicht'; als zichtbaar licht wordt omgezet in infraroodlicht, kan dit worden gebruikt voor infraroodidentificatie; als de frequentie van het licht op de juiste manier wordt omgezet, kan de conversie -efficiëntie van zonnecellen ook worden verbeterd. als het onderzoek en de ontwikkeling op dit gebied verder worden verdiept, zijn de gerelateerde toepassingen veelbelovend.

europium wordt op grote schaal geassocieerd met 'lichtemitterende apparaten' en 'lichtfrequentie-conversie-apparaten'.

8. toepassing van gadolinium

gadolinium, elementsymbool gd, wordt uitgesproken als gá in het chinees. het atoomgewicht is 157,25.

gadolinium gebruikt in legeringen, de legeringen die gadolinium bevatten, hebben antioxiderende eigenschappen bij hogere temperaturen.

gadolinium gebruikt in thermische isolatie keramiek, thermische isolatiekeramiek gedoteerd met gadoliniumoxide hebben uitstekende prestaties en worden vaak gebruikt als thermische isolatiematerialen in luchtvaart, auto en andere industrieën. gadoliniumoxide kan ook worden gebruikt in andere materialen om de warmtebestendigheid te verbeteren.

het wordt ook gebruikt in permanente magnetische materialen. zoals we allemaal weten, kunnen samarium en lanthanum zowel deelnemen aan permanente magnetische materialen, en permanente magneten gedoteerd met gadolinium hebben een hogere hittebestendigheid.

wat optisch glas betreft, heeft optisch glas gedoteerd met gadoliniumoxide een hoge brekingsindex, lage dispersie en een goede weerstand van hoge temperatuur en wordt vaak gebruikt in geavanceerde optische lenzen. evenzo kan dit krachtige optische materiaal de prestaties van gewone lenzen verbeteren door middel van de methode van 'dampcoating'.

gebruikt in 'luminescente fosforen', gadolinium toegevoegd terwijl doping europium de luminescente fosforen helpt om uitstekende prestaties te bereiken, die worden gebruikt in geavanceerde displays.

voor microgolftoepassingen wordt gadolinium gebruikt om gadolinium yttrium granaat (gd: y3al5o12) te maken, een gadoliniumlegering voor magnetronapparatuur. deze gadoliniumlegering wordt gemaakt door twee of meer metalen elementen te mengen en te smelten, en het product van het mengsel zal verschillende eigenschappen hebben van de vorige verschillende metaalvormen. gadolinium yttrium granaat wordt gebruikt in magnetronapparatuur en andere velden.

en het wordt ook gebruikt in 'magneto-optische effectmaterialen' en 'magnetische koelingstechnologie'.

kathode -emissiematerialen gemaakt door gadolinium en lanthanum yttrium molybdeen samen zijn gemakkelijk te verwerken, hebben goede emissie -effecten en stabiele prestaties en kunnen worden gebruikt op het gebied van magnetronen.

het toevoegen van gadolinium aan uraniumbrandstofstaven in 'neutronenabsorptiematerialen' kan de kernsplitsing regelen.

gadolinium heeft een sterk vermogen om röntgenfoto's te absorberen en kan worden gebruikt voor 'stralingsbeveiligingsmaterialen', 'medische beeldmaterialen' en andere röntgenabsorptiematerialen.