que usos mágicos os elementos de terras raras têm? (ⅰ) - - visão geral das aplicações de elementos de terras raras

terras raras são materiais indispensáveis ​​para novas tecnologias e novos materiais. eles são comumente conhecidos como 'ouro industrial' e são importantes recursos estratégicos. este artigo tem como objetivo ajudar os leitores a entender os maravilhosos usos de elementos de terras raras.

i. quantos tipos de elementos de metal estão incluídos na terra rara?

o que são terras raras? 'raro' significa raro; 'terra' é geralmente usado para se referir a óxidos sólidos que são insolúveis em água, como óxido de alumínio, chamados argila e óxido de magnésio, chamados pirofilita; terra rara refere -se a certos óxidos metálicos. para ser preciso, a terra rara é um termo geral para 17 elementos metálicos na tabela periódica, incluindo 'scandium', 'yttrium' e 'elementos lanthanide'. os óxidos desses 17 elementos de terras raras são sempre misturadas.

elementos de terras raras: scandium, yttrium e lanthanide series a total de 17 elementos

os elementos de terras raras estão localizadas na terceira coluna da tabela periódica, a saber, escândio (sc), yttrium (y) e lanthanum (la).

no entanto, lanthanum significa 'lanthanide', que é um grupo de 15 elementos: lanthanum (la), cerium (ce), praseodímio (pr), neodímio (nd), promethium (pm),

samário (sm), europium (ue), gadolínio (gd), terbium (tb), dysprosium (dy),

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

portanto, existem 17 elementos de terras raras no total, dos quais aqueles com propriedades ativos e massa atômica da luz são chamadas de 'elementos de terras raras leves', um total de 8:

lanthanum (la), cerium (ce), praseodímio (pr), neodímio (nd),

promésimo (pm), samário (sm), europium (ue), gadolínio (gd).

existem sete elementos com massas atômicas mais pesadas, conhecidas como 'elementos pesados ​​de terras raras':

terbio (tb), dysprosium (dy), holmium (ho), erbium (er),

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

apresentando algumas 'propriedades de terras raras'

os elementos de terras raras têm muitas propriedades especiais, algumas das quais são introduzidas abaixo.

1. de um modo geral, os elementos de terras raras são mais ativas que o 'alumínio'.

eles reagem com oxigênio para formar óxidos, reagir com hidrogênio para formar hidretos, formar compostos com muitos elementos não metálicos e reagir com muitos ácidos e bases para formar 'sais de terras raras';

2. como o 'número atômico' diminui, a 'atividade' aumenta; à medida que o 'número atômico' aumenta, a 'metalicidade' diminui.

3. as ligas de 'elementos de lantanídeo' e 'metais de transição' são importantes materiais de armazenamento de hidrogênio, como o lani5.

possui uma forte capacidade de armazenamento de hidrogênio sob várias atmosferas de pressão e pode liberar hidrogênio, reduzindo a pressão.

4. metais de terras raras e seus óxidos, hidróxidos e carbonatos são originalmente insolúveis em água. ainda assim, eles podem reagir com o ácido clorídrico para produzir 'cloretos de terras raras', que são facilmente solúveis em água, e quanto maior a temperatura, maior a solubilidade.

5. metais terrestres, seus óxidos e hidróxidos reagem com ácido sulfúrico para formar 'sulfatos de terras raras', e sua solubilidade na água também tem uma forte regularidade.

6. 'sulfatos de terra' rare 'podem formar' sais complexos 'com' sulfatos de metal da terra alcalina '. a solubilidade desses sais complexos varia muito e eles são fáceis de separar.

as características de solubilidade acima serão usadas na tecnologia de separação e extração de elementos de terras raras.

7. os elementos terrestres são relativamente ativos, o que pode se fundir facilmente com outros cristais, tornando a estrutura cristalina pequena e densa.

8. a estrutura atômica dos elementos de terras raras é bastante especial e possui vários 'níveis de energia'. como conhecemos esse fenômeno? quando os elementos de terras raras são iluminadas com uma certa luz para observar seus espectros, pode -se descobrir que há mais de um espectro, o que mostra que os átomos dos elementos de terras raras têm vários "níveis de energia".

9. existem cerca de 30.000 espectros de absorção de todos os átomos ou íons de elementos de terras raras, todos "espectros de banda estreita" do infravermelho ao ultravioleta. como a frequência do espectro de absorção também é a frequência do espectro de emissão de excitação, os elementos de terras raras podem emitir luz especial quando irradiadas com luz de excitação. por esse motivo, as terras raras se tornaram um enorme tesouro de materiais luminescentes, dos quais muitos novos materiais luminescentes podem ser descobertos. além disso, os elementos de terras raras têm condições de baixa luminescência, forte capacidade de luminescência, alta eficiência de luminescência e cor leve pura.

quais são os usos de terras raras?

os elementos de terras raras são conhecidas como 'ouro industrial' e 'vitaminas industriais', o que significa que elas são importantes e práticas e estão em toda parte da indústria. quando são usados ​​em um material, eles melhorarão magicamente a eficiência de desempenho e produção, aumentarão o conteúdo científico e tecnológico e promoverão o progresso tecnológico desse material. mais especificamente, os produtos modernos de alta tecnologia não podem ficar sem a participação de terras raras. a seguir, é apresentado um resumo da aplicação de terras raras em vários campos.

1. uso na indústria metalúrgica

a liga de 'ferrosilicon da terra rara' e a 'liga de silício de silício de terras raras' são usadas como agentes esferoidizantes em ferro fundido, que podem transformar os 'cristais de ferro-carbono em forma de tira em' esferas ', tornando-se' ferro dúctil ', o que melhora bastante o desempenho do processamento e as propriedades mecânicas de ferro fundido. ele desempenha um papel enorme na indústria de fabricação de máquinas.

a adição de metais de terras raras a ligas não ferrosas, como magnésio, alumínio, cobre, zinco e níquel, pode melhorar as propriedades físicas e químicas das ligas na sala e altas temperaturas.

2. aplicação em materiais magnéticos fortes

o conhecido 'rei dos ímãs permanentes' é a liga 'ndfeb', na qual o rubídio é um elemento de terra raro. ímãs permanentes fortes têm uma ampla gama de usos, como em 'motores de ímã permanente', 'ressonância magnética' e 'componentes elétricos'.

3.usage na indústria petroquímica

na indústria petroquímica, os 'cracking' e a 'polimerização' moleculares são muito comuns, mas todos exigem o uso de catalisadores. adicionar elementos de terras raras ao catalisador pode dobrar a eficiência; tornar o catalisador em um "catalisador de peneira molecular" com "boa permeabilidade" e "grande área de contato" pode dobrar o efeito catalítico.

na impressão química e tingimento, o uso de terras raras pode tornar o tingimento estável e brilhante.

4. uso em cerâmica de vidro

o 'vidro óptico especial' pode ser feito adicionando elementos de terras raras, alguns dos quais podem passar por raios infravermelhos, absorver raios ultravioleta, resistir ao calor, ácido e álcali ou em raios x de bloqueio. esses 'vidros ópticos de alto grau' são amplamente utilizados em alta tecnologia civil.

'cristais de laser' de alta potência devem conter elementos de terras raras. esse tipo de laser pode ser usado no processamento mecânico, bisturis, etc.

a adição de terras raras a esmaltes de cerâmica e esmaltes de porcelana pode não apenas fazer com que os produtos sinterizados apresentem cores e brilho diferentes, mas também reduzem a quebra do esmalte. os óxidos de terras raras de grão fino podem ser amplamente utilizadas como agentes de polimento para vários tipos de vidro.

5. uso para comunicação de fibra óptica

ao adicionar terras raras a materiais de fibra óptica, os sinais podem percorrer a fibra com menos perda e podem viajar mais longe.

ao dopar terras raras em fibras ópticas e irradiá -las com luzes led, os elementos dopados de terras raras podem ser estimuladas a emitir luz. esse princípio pode ser usado para fazer um 'amplificador de relé' para transmissão de sinal de fibra óptica, que chamamos de "luz da bomba". a 'luz da bomba' também pode ser usada para fazer lasers de alta potência.

6. uso para exibição eletrocrômica

os monitores de filme fino de alta tecnologia geralmente usam "fósforos que exibem cores diferentes", e esses fósforos requerem a participação de diferentes elementos de terras raras.

7. usado para a radioatividade

os elementos pesados ​​de terras raras geralmente podem absorver nêutrons e se transformar em isótopos correspondentes, para que possam participar de 'matérias -primas de urânio' e controlar a taxa de fissão. esses isótopos também são radioativos e têm menor energia, para que possam ser usados ​​em 'quimioterapia local' e 'rastreamento de exibição radioativa' no campo médico.

8. usagem na agricultura

os resultados da pesquisa mostram que a adição de uma pequena quantidade de terra rara ao solo pode promover a germinação de sementes, aumentar a taxa de germinação de sementes e promover o crescimento das mudas; pode aumentar o teor de clorofila da planta, aprimorar a fotossíntese, promover o desenvolvimento radicular e aumentar a absorção de nutrientes radiculares; pode melhorar a resistência à doença, a resistência ao frio e a resistência à seca das culturas; a pulverização de frutas com uma quantidade apropriada de mistura de terras raras pode melhorar a qualidade dos frutos. a razão é que a luz emitida por elementos de terras raras sob a luz solar é benéfica para o crescimento das plantas.

índice de consumo de área de aplicação de terras raras