que usos mágicos os elementos de terras raras têm? (ⅲ) - - sobre a aplicação de elementos leves de terras raras

existem 17 elementos de terras raras, que são divididas em 'terra rara' leve 'e' pesada terra rara ', de acordo com o número atômico e a massa atômica: entre eles, elementos leves de terras raras têm menor número atômico, menor massa atômica e grande armazenamento, incluindo lantânio, cério, praseodímio, neodmio, promethium, samarium e europium;

os elementos pesados ​​de terras raras têm maior número atômico, maior massa atômica e reservas mais baixas, incluindo gadolínio, terbio, disprósio, holmio, erbio, túmulo, itterbio, lutetio e yttrium.

de acordo com o processo de separação de extração de elementos de terras raras, os elementos de terras raras são divididas em:

terras raras leves (extração de ácido fraco) - lantanum, cério, praseodímio, neodímio;

terra rara intermediária (extração de baixa ácido) - samário, europium, gadolínio, terbio e disprósio;

terras raras pesadas (extração de ácido médio) - holmio, europium, erbio, tíulio, ytterbio, lutetium, yttrium.

de um modo geral, as terras raras leves são amplamente utilizadas em metalurgia, cerâmica, indústria química, eletrônica, tratamento médico, supercondutividade e outros campos; terra rara pesada é amplamente utilizada em fósforos, vidro óptico, cristais a laser, fontes de luz elétrica, esmaltes de cerâmica, indústria de impressão e tingimento, catalisadores, etc.

a seguir, é apresentada uma introdução às aplicações de elementos individuais de terras raras.

1. aplicação de lanthanum (lǎng em chinês)

lanthanum, o símbolo do elemento la é pronunciado em chinês. o peso atômico é 138.9055.

o lantano pode ser transformado em vidro óptico de alto grau. a adição de óxido de lantânio ao vidro óptico pode "aumentar significativamente o índice de refração" e "reduzir a taxa de dispersão". a lente do instrumento óptico fabricado dessa maneira pode expandir o ângulo de visualização, reduzir a distorção da imagem e melhorar a resolução. o lanthanum também é indispensável nos materiais a laser de hoje.

lanthanum é o melhor em materiais de comunicação eletrônica. atualmente, o melhor material de emissão de elétrons é o lab6 e o ​​lanthanum possui excelentes aplicações em muitos materiais de comunicação eletrônica. lanthanum desempenha um excelente papel na cerâmica funcional. por exemplo, a adição de "óxido de lantânio" ao capacitor de titanato de bário (batio3) cerâmica pode melhorar significativamente a estabilidade do capacitor e aumentar sua vida útil em centenas de vezes. por exemplo, adicionar óxido de lantânio a 'cerâmica à prova de radiação' e 'cerâmica eletro-óptica' pode melhorar bastante o desempenho.

lanthanum é um excelente catalisador em petroquímicos. as tecnologias de 'rachaduras' e 'polimerização' das moléculas são muito comuns em petroquímicos, mas os catalisadores são indispensáveis. adicionar elementos de terras raras 'escândio' e 'terra rara rica em lantânio' ao catalisador dobra a eficiência de rachaduras. se o catalisador for transformado em um 'catalisador de peneira molecular' com 'boa permeabilidade' e 'grande área de contato', o efeito catalítico será dobrado.

a liga de níquel lanthanum (lani5) é um excelente material de armazenamento de hidrogênio. os materiais de armazenamento de hidrogênio ajudam com 'armazenamento de hidrogênio', 'transporte de hidrogênio' e 'uso de hidrogênio', mas purifica o hidrogênio das misturas de hidrogênio.

2. aplicação de cério

cério, símbolo do elemento ce, pronunciado em chinês. o peso atômico é 140.1.

o cério, como aditivo de vidro, pode absorver raios ultravioleta e infravermelho, que agora é amplamente utilizado em vidro de automóvel. é mais eficaz não apenas para evitar raios ultravioleta, mas também reduzir a temperatura dentro do carro, economizando eletricidade para o ar condicionado.

o cério é usado em catalisadores de purificação de escape de automóveis, que podem efetivamente impedir a poluição do escape de automóveis.

o sulfeto de cério tem um desempenho excelente em pigmentos e corantes. o cerium substitui os materiais tóxicos anteriores, como chumbo e cádmio, e tem um bom desempenho em pigmentos e corantes. agora é amplamente utilizado na coloração de plásticos, tintas e papel e também é amplamente utilizado no campo dos revestimentos.

o campo de aplicação do cério é muito largo e quase todos os campos de aplicação de terras raras contêm cério, como materiais de polimento e trituração de terras raras, materiais de armazenamento de hidrogênio de terras raras, materiais de vidro óptico de terras raras, materiais termoelétricos de terras raras, agentes de cracking de terras raras, materiais de eletrodos, materiais raros de materiais de terras de terra raras, materiais de aço alojado de terras raras, etc. etc.

3. aplicação de praseodímio

praseodymium, símbolo do elemento pr, é pronunciado pǔ em chinês. o peso atômico é 140.90765.

o praseodímio é geralmente usado em 'terra raridade da luz mista' e é amplamente utilizada em materiais de polimento, materiais de moagem, materiais de armazenamento de hidrogênio, materiais de vidro óptico, materiais termoelétricos, materiais de eletrodo, materiais de cerâmica especiais, materiais de agente de rachaduras, materiais magnéticos permanentes e materiais de aço de liga, etc.

vale ressaltar que a praseodímio é usada sozinha nos 'esmaltes de cerâmica', e a cor após o disparo é pura e elegante amarelo claro; portanto, também pode ser usado em esmaltes de cerâmica, pigmentos, corantes, revestimentos, etc. é claro que outros elementos de terras raras também terão diferentes cores de sinterização.

4. aplicação de neodímio

o neodímio, símbolo do elemento, é pronunciado nǚ em chinês. o peso atômico é 144,2.

o neodímio é usado principalmente em materiais de ímã permanente ndfeb. os ímãs permanentes do ndfeb são conhecidos como o 'rei dos ímãs permanentes' contemporâneos, e suas excelentes propriedades magnéticas permanentes são amplamente utilizadas em eletrônicos, máquinas e outras indústrias. se a 'terra rara da luz' substitui o neodímio, seu efeito magnético permanente não é muito diferente, mas o custo é bastante reduzido.

o neodímio também é usado em materiais de metal não ferrosos. a adição de 1,5 a 2,5% de neodímio a ligas de magnésio ou alumínio pode melhorar o desempenho de alta temperatura, o aperto do ar e a resistência à corrosão da liga. tais materiais são amplamente utilizados como materiais aeroespaciais.

a granada de alumínio do depiada com neodímio produz vigas a laser de ondas curtas, que são amplamente utilizadas na indústria para soldagem e corte de materiais finos com uma espessura inferior a 10 mm. depois de melhorar, esse laser pode ser usado no campo médico.

o neodímio também é usado para colorir materiais de vidro e cerâmica e como aditivo para produtos de borracha.

5. aplicação de promethium

o símbolo do promeético é pm, pronunciado como pǒ em chinês. o peso atômico é 147.

a principal área de aplicação do promequi é a radioluminescência. como o promeênio é um produto da fissão espontânea de urânio e possui uma célula unitária hexagonal, suas propriedades físicas e químicas são semelhantes às de neodímio e rutênio.

foram descobertos vinte e oito isótopos de promeétium, entre os quais o prométio-147 pode emitir raios β de baixa energia, usados ​​para fazer baterias atômicas do tamanho de uma pílula com uma vida útil de 5 anos. pode ser usado em satélites artificiais, aparelhos auditivos e vários instrumentos e medidores militares e civis.

como o promethium-147 pode emitir raios β de baixa energia e o sulfeto de zinco emitirá luz fria sob a ação dos raios, as duas substâncias podem ser misturadas para fazer 'radioluminescente em pó para observação noturna de instrumentos e medidores e também pode ser transformada em' pérolas que iluminam noturnas '.

da mesma forma, a fonte radioativa de baixa energia do proméshium-147 pode ser convertida em uma fonte de calor para fornecer energia auxiliar para detecção de vácuo, satélites artificiais, etc.

6. aplicação do samário

o samarium, símbolo do elemento sm, é pronunciado como shān em chinês. o peso atômico é 150,36.

o samário é amarelo claro e seus átomos têm as características de 'grande momento magnético' e 'grande energia de absorção'.

os ímãs permanentes de primeira e segunda geração são inseparáveis ​​do cobalto samarium, e os ímãs permanentes de terceira geração são 'boron de ferro de neodímio'. verificou-se agora que os ímãs permanentes de 'nitrogênio de ferro samarium' são de baixo custo, melhor resistência de alta temperatura e resistência à corrosão.

o fluoreto de cálcio dopado com samarium pode emitir lasers pulsados, e o óxido de samário e o fluoreto de samário podem ser transformados em 'filmes de filtro' a laser. o samarium dopado em cristais de 'granada' pode ser transformado em filtros infravermelhos.

os produtos enriquecidos com samarium gadolínio podem ser transformados em 'cerâmica isolante' de alto desempenho.

o óxido de samário pode polimerizar o metano em etano e etileno; o diiodeto de samário pode reduzir o acetaldeído ao etanol.

o samário possui forte energia de absorção para nêutrons e pode ser usado como absorvedor de nêutrons em reatores nucleares. após a irradiação, o samário se transforma em 'isótopo de samário', que pode emitir raios beta de baixa energia e raios gama e pode ser usado em 'radioterapia local' e 'rastreamento de imagem' na medicina.

7. aplicação do europium

o europium, símbolo do elemento ue, é pronunciado yǒu em chinês e seu peso atômico é 151.964.

a maior característica do europium é que seu 'nível de energia' eletrônico é facilmente excitado e os elétrons saltarão do 'nível de baixo nível de energia' para o 'alto nível de energia'. e quando os elétrons retornarem do 'alto nível de energia' ao 'nível de baixo nível de energia', eles emitem luz. obviamente, a frequência de luz emitida por átomos de diferentes substâncias também é diferente. agora, a 'lâmpada fluorescente de tri-color rare-terra' e a 'lâmpada de haloga de terra rara' dopada pelo europium substituíram a 'lâmpada de mercúrio de alta pressão' anterior.

o óxido de yttria dopado com (europium) apresenta um espectro vermelho muito brilhante e perfeito; os materiais dopados com (europium) apresentam um espectro azul muito brilhante e perfeito; os materiais dopados apresentam um espectro verde muito brilhante e perfeito. atualmente, a fonte de cores da tela de exibição colorida de aparelhos de tv e tvs de tela plana agora usa principalmente esse tipo de material para fazer 'fósforos de excitação' para formar 'unidades de cores' e, em seguida, usa diferentes intensidades de excitação eletrônica para exibir várias cores.

o óxido de doping europium pode ser usado para fazer lentes coloridas e filtros ópticos. a razão pela qual ele pode filtrar a luz de uma certa frequência é que ele bloqueia a passagem da luz de uma certa frequência ou converte a luz de uma certa frequência em luz de outras frequências.

doping europium em materiais luminescentes pode converter adequadamente a frequência da luz; a conversão da luz infravermelha em luz visível pode melhorar a eficiência luminosa e também pode ser usada para 'visão noturna'; se a luz visível for convertida em luz infravermelha, ela poderá ser usada para identificação infravermelha; se a frequência da luz for convertida adequadamente, a eficiência de conversão das células solares também poderá ser melhorada. se a pesquisa e o desenvolvimento nessa área forem aprofundados, as aplicações relacionadas serão promissoras.

o europium está amplamente associado a 'dispositivos emissores de luz' e 'dispositivos de conversão de frequência de luz'.

8. aplicação de gadolínio

gadolinium, símbolo do elemento gd, é pronunciado gá em chinês. seu peso atômico é 157,25.

o gadolínio utilizado em ligas, as ligas que contêm gadolínio têm propriedades antioxidantes a temperaturas mais altas.

o gadolínio usado na cerâmica de isolamento térmico, cerâmica de isolamento térmico dopada com óxido de gadolínio tem excelente desempenho e é frequentemente usado como materiais de isolamento térmico em aviação, automóvel e outras indústrias. o óxido de gadolínio também pode ser usado em outros materiais para melhorar a resistência ao calor.

também é usado em materiais magnéticos permanentes. como todos sabemos, o samário e o lantano podem participar de materiais magnéticos permanentes, e os ímãs permanentes dopados com gadolínio apresentam maior resistência ao calor.

quanto ao vidro óptico, o vidro óptico dopado com óxido de gadolínio possui um alto índice de refração, baixa dispersão e boa resistência de alta temperatura, e é frequentemente usada em lentes ópticas avançadas. da mesma forma, esse material óptico de alto desempenho pode melhorar o desempenho das lentes comuns através do método de 'revestimento de vapor'.

utilizado em 'fósforos luminescentes', o gadolínio adicionado enquanto o doping europium ajuda os fósforos luminescentes a obter excelentes desempenhos, que são usados ​​em exibições avançadas.

para aplicações de microondas, o gadolínio é usado para fazer granada de gadolínio yttrium (gd: y3al5o12), que é uma liga de gadolínio para equipamentos de microondas. essa liga de gadolínio é feita misturando e derretendo dois ou mais elementos metálicos, e o produto da mistura terá propriedades diferentes das várias formas de metal anteriores. gadolinium yttrium garnet é usado em equipamentos de microondas e outros campos.

e também é usado em 'materiais de efeito magneto-óptico' e 'tecnologia de refrigeração magnética'.

os materiais de emissão de cátodo fabricados por gadolínio e lanthanum yttrium molibdênio são fáceis de processar, têm bons efeitos de emissão e desempenho estável e podem ser usados ​​no campo dos magnetrons.

a adição de gadolínio às barras de combustível de urânio em 'materiais de absorção de nêutrons' pode controlar a taxa de fissão nuclear.

o gadolínio tem uma forte capacidade de absorver raios-x e pode ser usado para 'materiais de proteção contra radiação', 'materiais de imagem médica' e outros materiais de absorção de raios-x.