co jevzácných zemin?
Historie lidských bytostí je více než 200 let od objevu vzácných zemin v roce 1794. Protože v té době bylo nalezeno jen málo minerálů vzácných zemin, bylo možné chemickou metodou získat pouze malé množství ve vodě nerozpustných oxidů. Historicky byly tyto oxidy obvykle nazývány „země“, odtud název vzácných zemin.
Ve skutečnosti nejsou minerály vzácných zemin v přírodě vzácné. Vzácná zemina není zemina, ale typický kovový prvek. Jeho aktivní typ je pouze na druhém místě po alkalických kovech a kovech alkalických zemin. Mají více obsahu v kůře než běžná měď, zinek, cín, kobalt a nikl.
V současné době jsou vzácné zeminy široce používány v různých oblastech, jako je elektronika, petrochemie, metalurgie atd. Téměř každých 3-5 let jsou vědci schopni objevit nové možnosti využití vzácných zemin a z každých šesti vynálezů jeden nedokáže bez vzácných zemin.
Čína je bohatá na minerály vzácných zemin a je na prvním místě ve třech světových žebříčcích: zásoby, rozsah produkce a objem exportu. Čína je zároveň jedinou zemí, která může poskytnout všech 17 kovů vzácných zemin, zejména střední a těžké vzácné zeminy, s mimořádně významnými vojenskými aplikacemi.
Složení prvků vzácných zemin
Prvky vzácných zemin se skládají z prvků lanthanoidů v periodické tabulce chemických prvků:lanthanu(Los Angeles),cer(ce),praseodym(pr),neodym(Nd), promethium (Pm),samarium(Sm),europium(Eu),gadolinium(Gd),terbium(Tb),dysprosium(Dy),holmium(hoj),erbium(Ehm),thulium(Tm),ytterbium(Yb),lutecium(Lu) a dva prvky úzce související s lanthanoidem:skandium(Sc) ayttrium(Y).
Říká se tomuVzácná země, zkráceně Rare Earth.
Klasifikace prvků vzácných zemin
Klasifikovány podle fyzikálních a chemických vlastností prvků:
Lehké prvky vzácných zemin:skandium, yttrium, lanthan, cer, praseodym, neodym, promethium, samarium, europium
Těžké prvky vzácných zemin:gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium, lutecium
Klasifikováno podle minerálních vlastností:
Cerová skupina:lanthan, cer, praseodym, neodym, promethium, samarium, europium
Skupina yttria:gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium, lutecium, skandium, yttrium
Klasifikace extrakční separací:
Lehké vzácné zeminy (P204 extrakce slabou kyselostí): lanthan, cer, praseodym, neodym
Střední vzácné zeminy (P204 extrakce s nízkou kyselostí):samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium
Těžké vzácné zeminy (extrakce kyselosti v P204):holmium, erbium, thulium, ytterbium, lutecium, yttrium
Vlastnosti prvků vzácných zemin
Více než 50 funkcí prvků vzácných zemin souvisí s jejich jedinečnou elektronickou strukturou 4f, díky čemuž jsou široce používány jak v tradičních materiálech, tak v oblastech nových high-tech materiálů.
4f oběžná dráha elektronů
1. Fyzikální a chemické vlastnosti
★ Má zjevné kovové vlastnosti; Je stříbrně šedá, kromě praseodymu a neodymu se jeví jako světle žlutá
★ Bohaté oxidové barvy
★ Vytvářejte stabilní sloučeniny s nekovy
★ Kovově živé
★ Snadno oxiduje na vzduchu
2 Optoelektronické vlastnosti
★ Nevyplněná podvrstva 4f, kde jsou elektrony 4f odstíněny vnějšími elektrony, což má za následek různé spektrální členy a energetické hladiny
Při přechodu elektronů 4f mohou absorbovat nebo emitovat záření různých vlnových délek od ultrafialového, viditelného až po infračervené oblasti, což je činí vhodnými jako luminiscenční materiály
★ Dobrá vodivost, schopnost připravovat kovy vzácných zemin metodou elektrolýzy
Role 4f elektronů prvků vzácných zemin v nových materiálech
1.Materiály využívající elektronické prvky 4f
★ Uspořádání elektronového spinu 4f:projevuje se jako silný magnetismus – vhodné pro použití jako materiály s permanentními magnety, zobrazovací materiály MRI, magnetické senzory, supravodiče atd.
★ 4f orbitální elektronový přechod: projevuje se jako luminiscenční vlastnosti – vhodné pro použití jako luminiscenční materiály jako fosfor, infračervené lasery, vláknové zesilovače atd.
Elektronické přechody ve vodícím pásmu úrovně energie 4f: projevují se jako barvicí vlastnosti – vhodné pro barvení a odbarvování komponent hot spot, pigmentů, keramických olejů, skla atd.
2 nepřímo souvisí s elektronem 4f pomocí iontového poloměru, náboje a chemických vlastností
★ Jaderné vlastnosti:
Malý absorpční průřez tepelných neutronů – vhodné pro použití jako konstrukční materiály jaderných reaktorů apod.
Velký absorpční průřez neutronů – vhodný pro stínění materiálů jaderných reaktorů apod
★ Iontový poloměr vzácných zemin, náboj, fyzikální a chemické vlastnosti:
Poruchy mřížky, podobný iontový poloměr, chemické vlastnosti, různé náboje – vhodné pro ohřev, katalyzátor, čidlo atd.
Strukturní specifičnost – vhodné pro použití jako slitinové katodové materiály pro skladování vodíku, mikrovlnné absorpční materiály atd
Elektrooptické a dielektrické vlastnosti – vhodné pro použití jako materiály modulující světlo, průhledná keramika atd
Čas odeslání: Červenec-06-2023