welke magische toepassingen hebben zeldzame aardelementen? (ⅰ) - - overzicht van toepassingen met zeldzame aardelementen

zeldzame aardes zijn onmisbare materialen voor nieuwe technologieën en nieuwe materialen. ze staan ​​algemeen bekend als 'industrieel goud' en zijn belangrijke strategische middelen. dit artikel is bedoeld om lezers te helpen het prachtige gebruik van zeldzame aardelementen te begrijpen.

i. hoeveel soorten metalen elementen zijn opgenomen in zeldzame aarde?

wat zijn zeldzame aardes? 'zeldzaam' betekent zeldzaam; 'aarde' wordt meestal gebruikt om te verwijzen naar vaste oxiden die onoplosbaar zijn in water, zoals aluminiumoxide, klei en magnesiumoxide, pyophyllite genoemd; zeldzame aarde verwijst naar bepaalde metaaloxiden. om precies te zijn, zeldzame aarde is een algemene term voor 17 metalen elementen in het periodiek systeem, waaronder 'scandium', 'yttrium' en 'lanthanide -elementen'. de oxiden van deze 17 zeldzame aardelementen worden altijd gemengd.

rare earth elements: scandium, yttrium en lanthanide -serie in totaal 17 elementen

zeldzame aardelementen bevinden zich in de derde kolom van het periodiek systeem, namelijk scandium (sc), yttrium (y) en lanthanum (la).

lanthanum staat echter voor 'lanthanide', een groep van 15 elementen: lanthanum (la), cerium (ce), praseodymium (pr), neodymium (nd), promethium (pm),

samarium (sm), europium (eu), gadolinium (gd), terbium (tb), dysprosium (dy),

holmium (ho), erbium (er), thulium (tm), ytterbium (yb), lutetium (lu).

daarom zijn er in totaal 17 zeldzame aardelementen, waarvan degenen met actieve eigenschappen en lichte atoommassa 'licht zeldzame aardelementen' worden genoemd, in totaal 8:

lanthanum (la), cerium (ce), praseodymium (pr), neodymium (nd),

promethium (pm), samarium (sm), europium (eu), gadolinium (gd).

er zijn zeven elementen met zwaardere atoommassa's, bekend als 'zware zeldzame aardelementen':

terbium (tb), dyprosium (dy), holmium (ho), erbium (er),

thulium (tm), ytterbium (yb), lutetium (lu).

introductie van enkele 'zeldzame aarde -eigenschappen'

zeldzame aardelementen hebben veel speciale eigenschappen, waarvan een paar hieronder worden geïntroduceerd.

1. over het algemeen zijn zeldzame aardelementen actiever dan 'aluminium'.

ze reageren met zuurstof om oxiden te vormen, reageren met waterstof om hydriden te vormen, verbindingen te vormen met veel niet-metalen elementen en reageren met veel zuren en basen om 'zeldzame aardezouten' te vormen;

2. als het 'atoomnummer' afneemt, neemt de 'activiteit' toe; naarmate het 'atoomnummer' toeneemt, neemt de 'metalliciteit' af.

3. legeringen van 'lanthanide -elementen' en 'overgangsmetalen' zijn belangrijke waterstofopslagmaterialen, zoals lani5.

het heeft een sterke waterstofopslagcapaciteit onder verschillende drukatmosferen en kan waterstof afgeven door de druk te verminderen.

4. zeldzame aardmetalen en hun oxiden, hydroxiden en carbonaten zijn oorspronkelijk onoplosbaar in water. toch kunnen ze reageren met zoutzuur om 'zeldzame aardchloriden' te produceren, die gemakkelijk oplosbaar zijn in water, en hoe hoger de temperatuur, hoe groter de oplosbaarheid.

5. raar aarde metalen, hun oxiden en hydroxiden reageren met zwavelzuur om 'zeldzame aardsulfaten' te vormen, en hun oplosbaarheid in water heeft ook een sterke regelmaat.

6.'rare earth sulfates 'kan' complexe zouten 'vormen met' alkalische aardmetalen sulfaten '. de oplosbaarheid van deze complexe zouten varieert sterk en ze zijn gemakkelijk te scheiden.

de bovenstaande oplosbaarheidseigenschappen zullen worden gebruikt in de scheiding- en extractietechnologie van zeldzame aardelementen.

7. raar earde -elementen zijn relatief actief, die gemakkelijk kunnen fuseren met andere kristallen, waardoor de kristalstructuur klein en dicht is.

8. de atoomstructuur van zeldzame aardelementen is vrij speciaal en heeft meerdere 'energieniveaus'. hoe weten we dit fenomeen? wanneer zeldzame aardelementen worden verlicht met een bepaald licht om hun spectra te observeren, kan worden gevonden dat er meer dan één spectrum is, wat aantoont dat de atomen van zeldzame aardelementen meerdere "energieniveaus" hebben.

9. er zijn ongeveer 30.000 absorptiespectra van alle zeldzame aardelementenatomen of -ionen, die allemaal 'smal-band spectra' zijn van infrarood tot ultraviolet. aangezien de frequentie van het absorptiespectrum ook de frequentie is van het excitatie-emissiespectrum, kunnen zeldzame aardelementen speciaal licht uitstoten wanneer bestraald met excitatielicht. om deze reden zijn zeldzame aardes een enorme schat aan luminescerende materialen geworden, waaruit veel nieuwe luminescente materialen kunnen worden ontdekt. bovendien hebben zeldzame aardelementen met een lage luminescentie, sterk luminescentievermogen, hoge luminescentie -efficiëntie en pure lichtkleur.

wat zijn het gebruik van zeldzame aardes?

zeldzame aardelementen staan ​​bekend als 'industrieel goud' en 'industriële vitamines', wat betekent dat ze belangrijk en praktisch zijn en overal in de industrie zijn. wanneer ze in een materiaal worden gebruikt, zullen ze de prestaties en productie -efficiëntie op magische wijze verbeteren, wetenschappelijke en technologische inhoud vergroten en technologische vooruitgang van dat materiaal bevorderen. meer specifiek kunnen moderne hightech-producten niet zonder de deelname van zeldzame aardes. het volgende is een samenvatting van de toepassing van zeldzame aardes op verschillende gebieden.

1.utage in de metallurgische industrie

'rare earth ferrosilicon-legering' en 'zeldzame aardse silicium-magnesiumlegering' worden gebruikt als sferoïde middelen in gietijzer, die de stripvormige 'ijzer-koolstofkristallen' in 'bollen' kunnen transformeren, waardoor 'ductiel ijzer' wordt, wat de verwerkingsprestaties en mechanische eigenschappen van gietijzer aanzienlijk verbetert. het speelt een grote rol in de industrie van de productie -industrie.

het toevoegen van zeldzame aardmetalen aan niet-ferromegeringen, zoals magnesium, aluminium, koper, zink en nikkel, kan de fysische en chemische eigenschappen van de legeringen bij kamer en hoge temperaturen verbeteren.

2. tapplicatie in sterke magnetische materialen

de bekende 'koning van permanente magneten' is de 'ndfebeb'-legering, waarin rubidium een ​​zeldzaam aardelement is. sterke permanente magneten hebben een breed scala aan gebruik, zoals in 'permanente magneetmotoren', 'magnetische resonantie -beeldvorming' en 'elektrische componenten'.

3.usatie in de petrochemische industrie

in de petrochemische industrie zijn moleculaire 'kraken' en 'polymerisatie' heel gebruikelijk, maar ze vereisen allemaal het gebruik van katalysatoren. het toevoegen van zeldzame aardelementen aan de katalysator kan de efficiëntie verdubbelen; het maken van de katalysator in een "moleculaire zeefkatalysator" met "goede permeabiliteit" en "groot contactgebied" kunnen het katalytische effect verdubbelen.

bij chemisch printen en verven kan het gebruik van zeldzame aardes verven stabiel en helder maken.

4.sage in glazen keramiek

'special optical glass' kan worden gemaakt door zeldzame aardelementen toe te voegen, waarvan sommige infraroodstralen kunnen passeren, ultraviolette stralen kunnen absorberen, warmte, zuur en alkali kunnen weerstaan ​​of röntgenfoto's kunnen blokkeren. deze 'hoogwaardige optische glazen' worden veel gebruikt in civiele hightech.

high-power 'laser crystals' moeten zeldzame aardelementen bevatten. dit type laser kan worden gebruikt in de mechanische verwerking, scalpels, enz.

het toevoegen van zeldzame aardes aan keramische glazuren en porseleinen glazuren kan niet alleen de gesinterde producten verschillende kleuren en glans laten presenteren, maar ook de breuk van het glazuur verminderen. fijnkorrelige zeldzame aardoxiden kunnen veel worden gebruikt als polijstmiddelen voor verschillende soorten glas.

5.sage voor optische vezelcommunicatie

door zeldzame aardes toe te voegen aan optische vezelmaterialen, kunnen signalen met minder verlies door de vezel reizen en kunnen ze verder reizen.

door zeldzame aardes in optische vezels te doperen en ze met led -lichten te bestralen, kunnen de gedoteerde zeldzame aardelementen worden gestimuleerd om licht uit te stoten. dit principe kan worden gebruikt om een ​​'relaisversterker' te maken voor optische vezelsignaaltransmissie, die we "pomplicht" noemen. 'pump light' kan ook worden gebruikt om krachtige lasers te maken.

6.sage voor elektrochrome display

hightech dunne-filmschermen gebruiken over het algemeen "fosforen die verschillende kleuren vertonen", en deze fosforen vereisen de deelname van verschillende zeldzame aardelementen.

7. gebruikt voor radioactiviteit

zware zeldzame aardelementen kunnen in het algemeen neutronen absorberen en veranderen in overeenkomstige isotopen, zodat ze kunnen deelnemen aan 'uranium -grondstoffen' en de splijtingspercentage kunnen regelen. die isotopen zijn ook radioactief en hebben lagere energie, zodat ze kunnen worden gebruikt in 'lokale chemotherapie' en 'radioactieve display tracking' op medisch veld.

8.bus in de landbouw

onderzoeksresultaten tonen aan dat het toevoegen van een kleine hoeveelheid zeldzame aarde aan de bodem de kieming van de zaad kan bevorderen, de zaadkiemingssnelheid kan verhogen en de groei van zaailingen kan bevorderen; het kan het plantenchlorofylgehalte vergroten, de fotosynthese verbeteren, de ontwikkeling van wortels bevorderen en de absorptie van de wortelvoedingsstoffen verhogen; het kan de ziektebestendigheid, koude resistentie en droogteweerstand van gewassen verbeteren; het spuiten van fruit met een geschikte hoeveelheid zeldzame aardmengsel kan de kwaliteit van de vruchten verbeteren. de reden is dat het licht dat wordt uitgestoten door zeldzame aardelementen onder zonlicht gunstig is voor plantengroei.

zeldzame aardaanbruikgebied consumptieverhouding