ABěžnou metaforou je, že pokud je ropa krví průmyslu, pak jsou vzácné zeminy vitamínem průmyslu.
Vzácné zeminy jsou zkratkou pro skupinu kovů. Prvky vzácných zemin (REE) byly objevovány jeden po druhém od konce 18. století. V periodické tabulce chemických prvků existuje 17 druhů REE, včetně 15 lanthanoidů – lanthan (La), cer (Ce), praseodym (Pr), neodym (Nd), promethium (Pm) atd. V současné době se široce používají v mnoha oblastech, jako je elektronika, petrochemie a metalurgie. Téměř každé 3–5 let vědci objeví nová využití vzácných zemin a jeden ze šesti vynálezů nelze od vzácných zemin oddělit.
Čína je bohatá na minerály vzácných zemin a zaujímá první místo ve třech světových žebříčcích: první místo v zásobách zdrojů, které představují přibližně 23 %; první místo v produkci, která představuje 80 % až 90 % světové produkce komodit vzácných zemin; první místo v objemu prodeje, přičemž 60 % až 70 % produktů vzácných zemin se vyváží do zahraničí. Zároveň je Čína jedinou zemí, která může dodat všech 17 druhů kovů vzácných zemin, zejména střední a těžké kovy vzácných zemin s vynikajícím vojenským využitím. Podíl Číny je záviděníhodný.
RZemě je cenným strategickým zdrojem, známým jako „průmyslový glutaman sodný“ a „matka nových materiálů“, a je široce používán ve špičkové vědě a technologii a vojenském průmyslu. Podle Ministerstva průmyslu a informačních technologií se funkční materiály, jako jsou permanentní magnety ze vzácných zemin, luminiscence, skladování vodíku a katalýza, staly nepostradatelnými surovinami pro high-tech odvětví, jako je výroba pokročilých zařízení, nová energie a rozvíjející se odvětví. Je také široce používán v elektronice, petrochemickém průmyslu, metalurgii, strojírenství, nové energii, lehkém průmyslu, ochraně životního prostředí, zemědělství atd.
Již v roce 1983 zavedlo Japonsko systém strategických rezerv pro vzácné minerály a 83 % jeho domácích vzácných zemin pocházelo z Číny.
Podívejte se znovu na Spojené státy, jejich zásoby vzácných zemin jsou druhé nejvýše hned po Číně, ale jejich vzácné zeminy jsou všechny lehké, které se dělí na těžké vzácné zeminy a lehké vzácné zeminy. Těžké vzácné zeminy jsou velmi drahé a těžit lehké vzácné zeminy je neekonomické, a proto lidé v tomto odvětví z nich vyrábějí falešné vzácné zeminy. 80 % dovozu vzácných zemin do USA pochází z Číny.
Soudruh Teng Siao-pching kdysi řekl: „Na Blízkém východě je ropa a v Číně jsou vzácné zeminy.“ Důsledek jeho slov je zřejmý. Vzácné zeminy nejsou jen nezbytným „glutamanem sodným“ pro 1/5 high-tech produktů na světě, ale také silným argumentem pro Čínu u světového jednacího stolu v budoucnu. Ochrana a vědecké využití zdrojů vzácných zemin se v posledních letech stalo národní strategií, po které požaduje mnoho lidí s vysokými ideály, aby se zabránilo slepému prodeji a vývozu vzácných zdrojů vzácných zemin do západních zemí. V roce 1992 Teng Siao-pching jasně prohlásil status Číny jako velké země vzácných zemin.
Seznam použití 17 vzácných zemin
1 lanthan se používá ve slitinových materiálech a zemědělských filmech
Cer se široce používá v automobilovém skle
3 praseodym se široce používá v keramických pigmentech
Neodym se široce používá v leteckých materiálech
5 činelů poskytuje pomocnou energii pro satelity
Aplikace 6 samaria v atomovém reaktoru
7 čoček a displejů z tekutých krystalů vyrábějících europium
Gadolinium 8 pro lékařské zobrazování magnetickou rezonancí
9 terbium se používá v regulátoru křídel letadel
10 erbium se používá v laserových dálkoměrech ve vojenských záležitostech
11 dysprosium se používá jako zdroj světla pro film a tisk
12 holmium se používá k výrobě optických komunikačních zařízení
13 Thulium se používá pro klinickou diagnostiku a léčbu nádorů
14 ytterbium jako přísada pro paměťový prvek počítače
Aplikace 15-lutecia v technologii energetických baterií
16 yttrium vyrábí dráty a komponenty leteckých sil
Skandium se často používá k výrobě slitin
Podrobnosti jsou následující:
1
Lanthan (LA)
Během války v Perském zálivu se noční vidění s lanthanem, prvkem vzácných zemin, stalo drtivým zdrojem pro americké tanky. Obrázek nahoře ukazuje prášek chloridu lanthanitého.()Datová mapa)
Lanthan se široce používá v piezoelektrických materiálech, elektrotermických materiálech, termoelektrických materiálech, magnetorezistivních materiálech, luminiscenčních materiálech (modrý prášek), materiálech pro ukládání vodíku, optickém skle, laserových materiálech, různých slitinových materiálech atd. Lantan se také používá v katalyzátorech pro přípravu mnoha organických chemických produktů. Vědci lanthan pojmenovali „super vápník“ pro jeho vliv na plodiny.
2
Cer (CE)
Cer lze použít jako katalyzátor, obloukovou elektrodu a speciální sklo. Slitina ceru je odolná vůči vysokým teplotám a lze ji použít k výrobě součástí tryskového pohonu.()Datová mapa)
(1) Cer, jakožto přísada do skla, dokáže absorbovat ultrafialové a infračervené záření a hojně se používá v automobilovém skle. Dokáže nejen zabránit ultrafialovému záření, ale také snížit teplotu uvnitř vozu, čímž se šetří elektřina potřebná na klimatizaci. Od roku 1997 se cer přidává do veškerého automobilového skla v Japonsku. V roce 1996 bylo v automobilovém skle použito nejméně 2000 tun ceriu a ve Spojených státech více než 1000 tun.
(2) V současné době se cer používá v katalyzátorech pro čištění výfukových plynů automobilů, které mohou účinně zabránit vypouštění velkého množství výfukových plynů z automobilů do ovzduší. Spotřeba ceru ve Spojených státech představuje jednu třetinu celkové spotřeby kovů vzácných zemin.
(3) Sulfid ceričitý lze použít v pigmentech namísto olova, kadmia a dalších kovů, které jsou škodlivé pro životní prostředí a lidi. Lze jej použít k barvení plastů, nátěrů, inkoustů a papírenského průmyslu. V současné době je přední společností francouzská Rhone Planck.
(4) CE: LiSAF laserový systém je laser v pevné fázi vyvinutý ve Spojených státech. Může být použit k detekci biologických zbraní a léčiv monitorováním koncentrace tryptofanu. Cer se široce používá v mnoha oblastech. Téměř všechny aplikace vzácných zemin obsahují cer. Například lešticí prášek, materiály pro ukládání vodíku, termoelektrické materiály, cer-wolframové elektrody, keramické kondenzátory, piezoelektrická keramika, cer-karbid křemíkové abrazivní materiály, suroviny pro palivové články, benzínové katalyzátory, některé permanentní magnetické materiály, různé legované oceli a neželezné kovy.
3
Praseodym (PR)
Slitina praseodymu a neodymu
(1) Praseodym se široce používá ve stavební keramice a keramice denní potřeby. Lze jej smíchat s keramickou glazurou za účelem vytvoření barevné glazury a lze jej také použít jako podglazurní pigment. Pigment je světle žlutý s čistou a elegantní barvou.
(2) Používá se k výrobě permanentních magnetů. Použitím levného praseodymu a neodymu místo čistého neodymu k výrobě permanentního magnetického materiálu se zjevně zlepšuje jeho odolnost vůči kyslíku a mechanické vlastnosti a lze jej zpracovat do magnetů různých tvarů. Je široce používán v různých elektronických zařízeních a motorech.
(3) Používá se při katalytickém krakování ropy. Aktivitu, selektivitu a stabilitu katalyzátoru lze zlepšit přidáním obohaceného praseodymu a neodymu do molekulárního síta zeolitu Y za účelem přípravy katalyzátoru pro krakování ropy. Čína začala s průmyslovým používáním v 70. letech 20. století a spotřeba stále roste.
(4) Praseodym lze také použít k abrazivnímu leštění. Kromě toho se praseodym široce používá v oblasti optických vláken.
4
Neodym (nd)
Proč lze tank M1 najít jako první? Tank je vybaven laserovým dálkoměrem Nd:YAG, který za jasného denního světla dosahuje téměř 4000 metrů.()Datová mapa)
S objevením praseodymu se objevil i neodym. Příchod neodymu aktivoval oblast vzácných zemin, hrál v ní důležitou roli a ovlivnil trh s těmito kovy.
Neodym se díky svému jedinečnému postavení v oblasti vzácných zemin stal po mnoho let žádaným materiálem na trhu. Největším uživatelem neodymu je permanentní magnet NdFeB. Příchod permanentních magnetů NdFeB vnesl novou vitalitu do high-tech oblasti vzácných zemin. Magnet NdFeB je kvůli své vysoké magnetické energii nazýván „králem permanentních magnetů“. Pro svůj vynikající výkon se široce používá v elektronice, strojírenství a dalších průmyslových odvětvích. Úspěšný vývoj alfa magnetického spektrometru naznačuje, že magnetické vlastnosti magnetů NdFeB v Číně dosáhly světové úrovně. Neodym se používá také v neželezných materiálech. Přidání 1,5–2,5 % neodymu do hořčíkové nebo hliníkové slitiny může zlepšit výkon při vysokých teplotách, vzduchotěsnost a odolnost slitiny proti korozi. Široce se používá jako letecký materiál. Kromě toho neodymem dopovaný yttrium-hliníkový granát vytváří krátkovlnný laserový paprsek, který se v průmyslu široce používá při svařování a řezání tenkých materiálů o tloušťce pod 10 mm. V lékařství se Nd:YAG laser používá k odstraňování chirurgických ran nebo dezinfekci místo skalpelu. Neodym se také používá k barvení skla a keramických materiálů a jako přísada do pryžových výrobků.
5
Trollium (Pm)
Thulium je umělý radioaktivní prvek produkovaný jadernými reaktory (datová mapa)
(1) lze použít jako zdroj tepla. Poskytuje pomocnou energii pro detekci vakua a umělou družici.
(2)Pm147 emituje nízkoenergetické β-záření, které lze použít k výrobě činelových baterií. Slouží jako zdroj energie pro naváděcí přístroje a hodiny raket. Tento typ baterie má malé rozměry a lze jej používat nepřetržitě po dobu několika let. Promethium se navíc používá také v přenosných rentgenových přístrojích, pro přípravu fosforu, měření tloušťky a v majákových lampách.
6
Samarium (Sm)
Kovové samarium (datová mapa)
Sm je světle žlutá barva a je surovinou pro permanentní magnety Sm-Co. Magnet Sm-Co je nejstarší magnet ze vzácných zemin používaný v průmyslu. Existují dva druhy permanentních magnetů: systém SmCo5 a systém Sm2Co17. Systém SmCo5 byl vynalezen na začátku 70. let 20. století a systém Sm2Co17 byl vynalezen později. Nyní se upřednostňuje poptávka po druhém z nich. Čistota oxidu samaria používaného v samarium-kobaltových magnetech nemusí být příliš vysoká. Vzhledem k ceně se používá hlavně v asi 95 % produktů. Oxid samaria se navíc používá také v keramických kondenzátorech a katalyzátorech. Samarium má navíc jaderné vlastnosti, které lze použít jako konstrukční materiál, stínící materiál a řídicí materiál pro atomové reaktory, takže lze bezpečně využívat obrovské množství energie generované jaderným štěpením.
7
Europium (Eu)
Prášek oxidu europia (datová mapa)
Oxid europia se používá nejčastěji pro výrobu fosforů (datová mapa)
V roce 1901 objevil Eugene-Antole Demarcay nový prvek ze „samaria“, nazvaný europium. Jeho název je pravděpodobně odvozen od slova Evropa. Oxid europia se používá především pro fluorescenční prášek. Eu3+ se používá jako aktivátor červeného fosforu a Eu2+ jako modrý fosfor. V současnosti je Y2O2S:Eu3+ nejlepším fosforem z hlediska světelné účinnosti, stability povlaku a nákladů na recyklaci. Kromě toho se široce používá díky zdokonalení technologií, jako je zlepšení světelné účinnosti a kontrastu. Oxid europia se v posledních letech také používá jako stimulovaný emisní fosfor pro nové rentgenové lékařské diagnostické systémy. Oxid europia lze také použít k výrobě barevných čoček a optických filtrů, pro magnetická bublinková paměťová zařízení. Může se také ukázat jako vhodný v řídicích materiálech, stínícím materiálu a konstrukčním materiálu atomových reaktorů.
8
Gadolinium (Gd)
Gadolinium a jeho izotopy jsou nejúčinnějšími absorbéry neutronů a lze je použít jako inhibitory jaderných reaktorů. (datová mapa)
(1) Jeho ve vodě rozpustný paramagnetický komplex může zlepšit signál NMR zobrazování lidského těla při lékařském ošetření.
(2) Jeho oxid síry lze použít jako maticovou mřížku osciloskopické trubice a rentgenové clony se speciálním jasem.
(3) Gadolinium v gadoliniovém galliovém granátu je ideálním samostatným substrátem pro bublinkovou paměť.
(4) Lze jej použít jako pevné magnetické chladicí médium bez omezení Camotovým cyklem.
(5) Používá se jako inhibitor k regulaci úrovně řetězové reakce v jaderných elektrárnách, aby byla zajištěna bezpečnost jaderných reakcí.
(6) Používá se jako přísada do samarium-kobaltového magnetu, aby se zajistilo, že se výkon nemění s teplotou.
9
Terbium (Tb)
Prášek oxidu terbičitého (datová mapa)
Aplikace terbia se týká především oblasti high-tech, což je špičkový projekt s vysokou technologickou a znalostní náročností, stejně jako projekt s pozoruhodnými ekonomickými přínosy a atraktivními rozvojovými vyhlídkami.
(1) Fosfory se používají jako aktivátory zeleného prášku v trikolórových fosforech, jako je například terbiem aktivovaná fosfátová matrice, terbiem aktivovaná silikátová matrice a terbiem aktivovaná hlinitanová matrice ceričito-hořečnatá, které všechny v excitovaném stavu emitují zelené světlo.
(2) Magnetooptické paměťové materiály. V posledních letech dosáhly terbiové magnetooptické materiály rozsahu hromadné výroby. Magnetooptické disky vyrobené z amorfních filmů Tb-Fe se používají jako paměťové prvky pro počítače a jejich paměťová kapacita se zvyšuje 10–15krát.
(3) Magnetooptické sklo, rotační sklo Faraday s obsahem terbia, je klíčovým materiálem pro výrobu rotátorů, izolátorů a anulatorů, které se široce používají v laserové technologii. Zejména vývoj terfenolu otevřel nové možnosti uplatnění terfenolu, což je nový materiál objevený v 70. letech 20. století. Polovina této slitiny se skládá z terbia a dysprosia, někdy s holmiem, a zbytek tvoří železo. Slitina byla poprvé vyvinuta v laboratoři Ames v Iowě v USA. Když je terfenol umístěn do magnetického pole, jeho velikost se mění více než u běžných magnetických materiálů, což umožňuje přesné mechanické pohyby. Terbium-dysprosium-železo se zpočátku používá hlavně v sonarech a v současnosti se široce používá v mnoha oblastech. Od systémů vstřikování paliva, řízení kapalinových ventilů, mikropolohování až po mechanické aktuátory, mechanismy a regulátory křídel pro kosmické teleskopy letadel.
10
Dy (Dy)
Kovové dysprosium (datová mapa)
(1) Jako přísada do permanentních magnetů NdFeB může přidání asi 2~3 % dysprosia do tohoto magnetu zlepšit jeho koercitivní sílu. V minulosti nebyla poptávka po dysprosiu velká, ale s rostoucí poptávkou po magnetech NdFeB se stalo nezbytným aditivním prvkem a jeho stupeň musí být asi 95~99,9 %, a poptávka také prudce vzrostla.
(2) Dysprosium se používá jako aktivátor fosforu. Trojmocné dysprosium je slibný aktivační ion pro tříbarevné luminiscenční materiály s jedním luminiscenčním centrem. Skládá se hlavně ze dvou emisních pásů, jeden vyzařuje žluté světlo a druhý modré světlo. Luminiscenční materiály dopované dysprosiem lze použít jako tříbarevné fosfory.
(3) Dysprosium je nezbytnou kovovou surovinou pro přípravu slitiny terfenolu v magnetostrikční slitině, která dokáže realizovat některé přesné činnosti mechanického pohybu. (4) Dysprosium lze použít jako magnetooptický paměťový materiál s vysokou rychlostí záznamu a citlivostí čtení.
(5) Používá se při výrobě dysprosiových výbojek a jako pracovní látka v nich je použit jodid dysprosia, který má výhody vysokého jasu, dobré barvy, vysoké teploty chromatičnosti, malých rozměrů, stabilního oblouku atd. a používá se jako zdroj světla pro filmy a tisk.
(6) Dysprosium se používá k měření energetického spektra neutronů nebo jako absorbér neutronů v jaderném energetickém průmyslu kvůli jeho velké ploše průřezu pro záchyt neutronů.
(7)Dy3Al5O12 lze také použít jako magnetickou pracovní látku pro magnetické chlazení. S rozvojem vědy a techniky se oblasti použití dysprosia budou neustále rozšiřovat a prohlubovat.
11
Holmium (Ho)
Slitina Ho-Fe (datová mapa)
V současné době je třeba dále rozvíjet oblast použití železa a spotřeba není příliš velká. Nedávno Výzkumný ústav vzácných zemin v Baotou Steel zavedl technologii čištění vysokoteplotní a vysokovakuovou destilací a vyvinul vysoce čistý kov Qin Ho/>RE> 99,9 % s nízkým obsahem nečistot z nevzácných zemin.
V současné době jsou hlavní využití zámků:
(1) Jako přísada do halogenových výbojek s kovem je halogenová výbojka druhem plynové výbojky, která je vyvinuta na základě vysokotlaké rtuťové výbojky a její charakteristikou je, že baňka je naplněna různými halogenidy vzácných zemin. V současné době se používají hlavně jodidy vzácných zemin, které při výbojích plynu emitují různé spektrální čáry. Pracovní látkou používanou v železných výbojkách je jodid cinnaminu. V zóně oblouku lze dosáhnout vyšší koncentrace atomů kovu, čímž se výrazně zlepší účinnost záření.
(2) Železo lze použít jako přísadu pro záznam železa nebo miliard hliníkových granátů
(3) Khin-dopovaný hliníkový granát (Ho:YAG) může emitovat 2µm laser a míra absorpce 2µm laseru lidskými tkáněmi je vysoká, téměř o tři řády vyšší než u Hd:YAG. Proto při použití Ho:YAG laseru pro lékařské operace může nejen zlepšit efektivitu a přesnost operace, ale také zmenšit oblast tepelného poškození. Volný paprsek generovaný krystalem zámku dokáže eliminovat tuk bez generování nadměrného tepla. Aby se snížilo tepelné poškození zdravých tkání, uvádí se, že léčba glaukomu pomocí w-laseru ve Spojených státech může snížit bolest při operaci. Úroveň 2µm laserového krystalu v Číně dosáhla mezinárodní úrovně, proto je nutné tento druh laserového krystalu vyvíjet a vyrábět.
(4) Do magnetostrikční slitiny Terfenol-D lze také přidat malé množství Cr, aby se snížilo vnější pole potřebné pro saturační magnetizaci.
(5) Kromě toho lze vlákno dopované železem použít k výrobě vláknových laserů, vláknových zesilovačů, vláknových senzorů a dalších optických komunikačních zařízení, která budou hrát důležitější roli v dnešní rychlé optické komunikaci.
12
Erbium (ER)
Prášek oxidu erbia (informační tabulka)
(1) Emise světla Er3+ při 1550 nm má zvláštní význam, protože tato vlnová délka se nachází na nejnižší ztrátě optického vlákna v optické komunikaci. Po excitaci světlem o vlnových délkách 980 nm a 1480 nm přechází návnadový ion (Er3+) ze základního stavu 4115/2 do vysokoenergetického stavu 4I13/2. Když se Er3+ z vysokoenergetického stavu vrátí zpět do základního stavu, emituje světlo o vlnové délce 1550 nm. Křemenné vlákno může propouštět světlo různých vlnových délek. Optický útlum v pásmu 1550 nm je však nejnižší (0,15 dB/km), což je téměř spodní limit útlumu. Optická ztráta v komunikaci s optickými vlákny je proto minimální, pokud se používá jako signální světlo při 1550 nm. Pokud je tedy do vhodné matrice smíchána vhodná koncentrace návnady, může zesilovač kompenzovat ztráty v komunikačním systému podle laserového principu. Proto je v telekomunikační síti, která potřebuje zesílit optický signál o vlnové délce 1550 nm, zesilovač s vlákny dopovanými návnadami nezbytným optickým zařízením. V současné době je zesilovač s vlákny dopovanými oxidem křemičitým komerčně dostupný. Uvádí se, že aby se zabránilo zbytečné absorpci, množství dopovaného materiálu v optických vláknech je desítky až stovky ppm. Rychlý rozvoj komunikace s optickými vlákny otevírá nové oblasti použití.
(2) (2) Kromě toho je laserový krystal dopovaný návnadou a jeho výstupní lasery 1730nm a 1550nm bezpečné pro lidské oči, mají dobrý atmosférický přenos, silnou pronikavost do bojového kouře, dobrou bezpečnost, nepřítel je nesnadno detekuje a kontrast záření vojenských cílů je velký. Byl vyroben jako přenosný laserový dálkoměr, který je bezpečný pro lidské oči při vojenském použití.
(3) (3) Er3+ lze přidat do skla za účelem výroby laserového materiálu na bázi skla vzácných zemin, což je pevný laserový materiál s největší výstupní pulzní energií a nejvyšším výstupním výkonem.
(4) Er3+ lze také použít jako aktivní iont v laserových materiálech pro upkonverzi kovů vzácných zemin.
(5) (5) Kromě toho lze návnadu použít také k odbarvování a barvení skleněných a křišťálových sklenic.
13
Thulium (TM)
Po ozáření v jaderném reaktoru produkuje thulium izotop, který může emitovat rentgenové záření, a lze ho použít jako přenosný zdroj rentgenového záření.()Datová mapa)
(1)TM se používá jako zdroj paprsku přenosného rentgenového přístroje. Po ozáření v jaderném reaktoru,TMprodukuje druh izotopu, který může emitovat rentgenové záření, jež lze použít k výrobě přenosného ozařovače krve. Tento typ radiometru dokáže přeměnit yu-169 naTM-170 působením vysokého a středního paprsku a ozařováním rentgenového záření ozáří krev a sníží počet bílých krvinek. Právě tyto bílé krvinky způsobují odmítnutí transplantovaných orgánů, aby se snížilo jejich předčasné odmítnutí.
(2) (2)TMMůže být také použit v klinické diagnostice a léčbě nádorů díky své vysoké afinitě k nádorové tkáni, těžké kovy vzácných zemin jsou kompatibilnější než lehké kovy vzácných zemin, zejména afinita Yu je největší.
(3) (3) Rentgenový senzibilizátor Laobr: br (modrý) se používá jako aktivátor ve fosforu rentgenové senzibilizační clony ke zvýšení optické citlivosti, čímž se snižuje expozice a poškození člověka rentgenovým zářením. Dávka záření je 50 %, což má důležitý praktický význam v lékařských aplikacích.
(4) (4) Halogenidová výbojka může být použita jako přísada do nového zdroje osvětlení.
(5) (5) Tm3+ lze přidat do skla za účelem výroby laserového materiálu na bázi skla vzácných zemin, což je laserový materiál v pevné fázi s největším výstupním pulzem a nejvyšším výstupním výkonem. Tm3+ lze také použít jako aktivační ion laserových materiálů pro upkonverzi kovů vzácných zemin.
14
Ytterbium (Yb)
Ytterbium (datová mapa)
(1) Jako tepelně stínící povlakový materiál. Výsledky ukazují, že zrcadlo může zjevně zlepšit odolnost elektrolyticky naneseného zinkového povlaku proti korozi a velikost zrna povlaku se zrcadlem je menší než u povlaku bez zrcadla.
(2) Jako magnetostrikční materiál. Tento materiál má vlastnosti obrovské magnetostrikce, tj. roztažnosti v magnetickém poli. Slitina se skládá převážně ze zrcadlové/feritové slitiny a dysprosium/feritové slitiny a pro vytvoření obrovské magnetostrikce je přidán určitý podíl manganu.
(3) Zrcadlový prvek používaný pro měření tlaku. Experimenty ukazují, že citlivost zrcadlového prvku je v kalibrovaném rozsahu tlaku vysoká, což otevírá nové možnosti použití zrcadla v měření tlaku.
(4) Pryskyřičné výplně pro kavity molárů, které nahrazují dříve běžně používaný stříbrný amalgám.
(5) Japonští vědci úspěšně dokončili přípravu laserového vlnovodu s vestavěným zrcadlem a vanadovým bahtem dopovaným granátem, což má velký význam pro další rozvoj laserové technologie. Zrcadlo se navíc používá také jako aktivátor fluorescenčního prášku, radiokeramika, přísada do paměťových prvků elektronických počítačů (magnetické bubliny), tavidlo do skleněných vláken a přísada do optického skla atd.
15
Lutecium (Lu)
Prášek oxidu lutecia (datová mapa)
Krystal křemičitanu yttrium lutecia (mapa dat)
(1) vyrábět některé speciální slitiny. Například luteciová hliníková slitina může být použita pro neutronovou aktivační analýzu.
(2) Stabilní luteciové nuklidy hrají katalytickou roli v krakování ropy, alkylaci, hydrogenaci a polymeraci.
(3) Přidání yttrium-železa nebo yttrium-hlinitého granátu může zlepšit některé vlastnosti.
(4) Suroviny pro magnetický bublinový zásobník.
(5) Kompozitní funkční krystal, tetraborát hlinito-yttrium-neodymový dopovaný luteciem, patří do technické oblasti růstu krystalů ochlazováním solným roztokem. Experimenty ukazují, že krystal NYAB dopovaný luteciem je lepší než krystal NYAB v optické uniformitě a laserovém výkonu.
(6) Bylo zjištěno, že lutecium má potenciální využití v elektrochromatických displejích a nízkorozměrných molekulárních polovodičích. Kromě toho se lutecium používá také v technologii energetických baterií a jako aktivátor fosforu.
16
Yttrium (y)
Yttrium se široce používá, yttriovo-hlinitý granát lze použít jako laserový materiál, yttriovo-železitý granát se používá pro mikrovlnnou technologii a přenos akustické energie a europiem dopovaný vanadičnan yttria a europiem dopovaný oxid yttria se používají jako fosfory pro barevné televizory. (datová mapa)
(1) Přísady pro ocel a neželezné slitiny. Slitina FeCr obvykle obsahuje 0,5–4 % yttria, které může zvýšit odolnost proti oxidaci a tažnost těchto nerezových ocelí. Komplexní vlastnosti slitiny MB26 se zjevně zlepšují přidáním správného množství směsi vzácných zemin bohaté na yttrium, která může nahradit některé středně pevné hliníkové slitiny a být použita v namáhaných součástech letadel. Přidáním malého množství vzácných zemin bohatých na yttrium do slitiny Al-Zr lze zlepšit vodivost této slitiny. Tuto slitinu používá většina továren na výrobu drátů v Číně. Přidání yttria do slitiny mědi zlepšuje vodivost a mechanickou pevnost.
(2) Keramický materiál z nitridu křemíku obsahující 6 % yttria a 2 % hliníku lze použít k vývoji součástí motoru.
(3) Laserový paprsek Nd:Y:Al:Granát s výkonem 400 wattů se používá k vrtání, řezání a svařování velkých součástí.
(4) Stítko elektronového mikroskopu vyrobené z monokrystalu granátu Y-Al má vysoký fluorescenční jas, nízkou absorpci rozptýleného světla a dobrou odolnost proti vysokým teplotám a mechanickému opotřebení.
(5) Konstrukční slitina s vysokým obsahem yttria obsahující 90 % yttria může být použita v letectví a na dalších místech vyžadujících nízkou hustotu a vysoký bod tání.
(6) Yttriem dopovaný vysokoteplotní protonový vodivý materiál SrZrO3, který v současné době přitahuje velkou pozornost, má velký význam pro výrobu palivových článků, elektrolytických článků a plynových senzorů vyžadujících vysokou rozpustnost vodíku. Kromě toho se yttrium používá také jako vysokoteplotní stříkací materiál, ředidlo pro palivo pro atomové reaktory, přísada do permanentních magnetických materiálů a getr v elektronickém průmyslu.
17
Skandium (Sc)
Kovový skandium (datová mapa)
Ve srovnání s prvky yttria a lanthanoidů má skandium obzvláště malý iontový poloměr a obzvláště slabou zásaditost hydroxidu. Proto při smíchání skandia a prvků vzácných zemin se skandium při zpracování amoniakem (nebo extrémně zředěnou zásadou) nejprve vysráží, takže jej lze od prvků vzácných zemin snadno oddělit metodou „frakčního srážení“. Další metodou je použití polarizačního rozkladu dusičnanů pro separaci. Dusičnan skandia se rozkládá nejsnadněji, čímž se dosahuje účelu separace.
Sc lze získat elektrolýzou. ScCl3, KCl a LiCl se společně taví během rafinace skandia a roztavený zinek se používá jako katoda pro elektrolýzu, takže skandium se vysráží na zinkové elektrodě a poté se zinek odpaří za účelem získání skandia. Skandium se navíc snadno získává při zpracování rudy na výrobu uranu, thoria a lanthanoidů. Komplexní získávání souvisejícího skandia z wolframové a cínové rudy je také jedním z důležitých zdrojů skandia. Skandium je...ve sloučenině převážně v trojmocném stavu, která se na vzduchu snadno oxiduje na Sc2O3 a ztrácí svůj kovový lesk a mění se na tmavě šedou.
Hlavní využití skandia je:
(1) Skandium může reagovat s horkou vodou za uvolnění vodíku a je také rozpustné v kyselinách, takže je silným redukčním činidlem.
(2) Oxid a hydroxid skandia jsou pouze alkalické, ale jejich solný popel lze jen stěží hydrolyzovat. Chlorid skandia je bílý krystal, rozpustný ve vodě a rozplývající se na vzduchu. (3) V metalurgickém průmyslu se skandium často používá k výrobě slitin (přísady do slitin) za účelem zlepšení pevnosti, tvrdosti, tepelné odolnosti a vlastností slitin. Například přidání malého množství skandia do roztaveného železa může výrazně zlepšit vlastnosti litiny, zatímco přidání malého množství skandia do hliníku může zlepšit jeho pevnost a tepelnou odolnost.
(4) V elektronickém průmyslu lze skandium použít v různých polovodičových součástkách. Například použití siřičitanu skandia v polovodičích přitahuje pozornost doma i v zahraničí a skandium obsahující ferit je také slibné.počítačová magnetická jádra.
(5) V chemickém průmyslu se sloučenina skandia používá jako činidlo pro dehydrogenaci a dehydrataci alkoholů, což je účinný katalyzátor pro výrobu ethylenu a chloru z odpadní kyseliny chlorovodíkové.
(6) Ve sklářském průmyslu lze vyrábět speciální skla obsahující skandium.
(7) V průmyslu elektrických světelných zdrojů mají skandiové a sodíkové výbojky vyrobené ze skandia a sodíku výhody vysoké účinnosti a pozitivní barvy světla.
(8) Skandium se v přírodě vyskytuje ve formě 45Sc. Kromě toho existuje devět radioaktivních izotopů skandia, a to 40~44Sc a 46~49Sc. Mezi nimi se 46Sc jako stopovací látka používá v chemickém průmyslu, metalurgii a oceánografii. V medicíně existují lidé v zahraničí, kteří studují použití 46Sc k léčbě rakoviny.
Čas zveřejnění: 4. července 2022