重稀土的重稀土元素

如题所述

第1个回答  2016-05-27

heavyrare-earth elements
原子序数从64~71,加上39号元素,钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)、钇(Y)称为重稀土元素,又称钇组(yttriumgroup)。
稀土在地壳中的含量并不稀少,这组元素的克拉克值达0.0236%,其中铈组元素为0.01592%,钇组元素为0.0077%;比常见元素铜(0.01%),锌(0.005%),锡(0.004%),铅(0.0016%),镍(0.008%),钴(0.003%)等都多。
下面我们就具体谈谈各种稀土元素的时机应用,以便更好的区别轻稀土和重稀土: 钕元素的到来活跃了稀土领域,在稀土领域中扮演着重要角色,并且左右着稀土市场。金属钕的最大用户是钕铁硼永磁材料。钕铁硼永磁体的问世,为稀土高科技领域注入了新的生机与活力。钕铁硼磁体磁能积高,被称作当代永磁之王,以其优异的性能广泛用于电子、机械等行业。阿尔法磁谱仪的研制成功,标志着我国钕铁硼磁体的各项磁性能已跨入世界一流水平。钕还应用于有色金属材料。在镁或铝合金中添加1.5~2.5%钕,可提高合金的高性能、气密性和耐腐蚀性,广泛用作航空航天材料。另外,掺钕的钇铝石榴石产生短波激光束,在工业上广泛用于厚度在10mm以下薄型材料的焊接和切削。在医疗上,掺钕钇铝石榴石激光器代替手术刀用于摘除手术或消毒创伤口。钕也用于玻璃和陶瓷材料的着色以及橡胶制品的添加剂。随着科学技术的发展,稀土科技领域的拓展和延伸,钕元素将会有更广阔的利用空间。
钷(Pm):钷为核反应堆生产的人造放射性元素,主要用途如下:1,可作热源。为真空探测和人造卫星提供辅助能量。2,Pm147放出能量低的β射线,用于制造钷电池。作为导弹制导仪器及钟表的电源。此种电池体积小,能连续使用数年之久。此外,钷还用于便携式X-射线仪、制备荧光粉、度量厚度以及航标灯中。 氧化铕大部分用于荧光粉。Eu3+用于红色荧光粉的激活剂,Eu2+用于蓝色荧光粉。现在Y2O2S:Eu3+是发光效率、涂敷稳定性、回收成本等最好的荧光粉。再加上对提高发光效率和对比度等技术的改进,故正在被广泛应用。氧化铕还用于新型X射线医疗诊断系统的受激发射荧光粉。氧化铕还可用于制造有色镜片和光学滤光片,用于磁泡贮存器件,在原子反应堆的控制材料、屏敝材料和结构材料中也能一展身手。
钆(Gd):1,其水溶性顺磁络合物在医疗上可提高人体的核磁共振(NMR)成像信号。2,其硫氧化物可用作特殊亮度的示波管和x射线荧光屏的基质栅网。3,在钆镓石榴石中的钆对于磁泡记忆存储器是理想的单基片。4,在无Camot循环限制时,可用作固态磁致冷介质。5,用作控制核电站的连锁反应级别的抑制剂,以保证核反应的安全。6,用作钐钴磁体的添加剂,以保证性能不随度而变化。另外,氧化钆与镧一起使用,有助于玻璃化区域的变化和提高玻璃的热稳定性。氧化钆还可用于制造电容器、x射线增感屏。在世界上目前正在努力开发钆及其合金在磁致冷方面的应用,现已取得突破性进展,室下采用超导磁体、金属钆或其合金为致冷介质的磁冰箱已经问世。 1,制造某些特殊合金。例如镥铝合金可用于中子活化分析。2,稳定的镥核素在石油裂化、烷基化、氢化和聚合反应中起催化作用。3,钇铁或钇铝石榴石的添加元素,改善某些性能。4,磁泡贮存器的原料。5,一种复合功能晶体掺镥四硼酸铝钇钕,属于盐溶液冷却生长晶体的技术领域,实验证明,掺镥NYAB晶体在光学均匀性和激光性能方面均优于NYAB晶体。6,经国外有关部门研究发现,镥在电致变色显示和低维分子半导体中具有潜在的用途。此外,镥还用于能源电池技术以及荧光粉的激活剂等。
钇(Y):1,钢铁及有色合金的添加剂。FeCr合金通常含0.5-4%钇,钇能够增强这些不锈钢的抗氧化性和延展性;MB26合金中添加适量的富钇混合稀土后,合金的综合性能得到明显的改善,可以替代部分中强铝合金用于飞机的受力构件上;在Al-Zr合金中加入少量富钇稀土,可提高合金导电率;该合金已为国内大多数电线厂采用;在铜合金中加入钇,提高了导电性和机械强度。2,含钇6%和铝2%的氮化硅陶瓷材料,可用来研制发动机部件。3,用功率400瓦的钕钇铝石榴石激光束来对大型构件进行钻孔、切削和焊接等机械加工。4,由Y-Al石榴石单晶片构成的电子显微镜荧光屏,荧光亮度高,对散射光的吸收低,抗高和抗机械磨损性能好。5,含钇达90%的高钇结构合金,可以应用于航空和其它要求低密度和高熔点的场合。6,倍受人们关注的掺钇SrZrO3高质子传导材料,对燃料电池、电解池和要求氢溶解度高的气敏元件的生产具有重要的意义。此外,钇还用于耐高喷涂材料、原子能反应堆燃料的稀释剂、永磁材料添加剂以及电子工业中作吸气剂等。 1,在冶金工业中,钪常用于制造合金(合金的添加剂),以改善合金的强度、硬度和耐热和性能。如,在铁水中加入少量的钪,可显著改善铸铁的性能,少量的钪加入铝中,可改善其强度和耐热性。2,在电子工业中,钪可用作各种半导体器件,如钪的亚硫酸盐在半导体中的应用已引起了国内外的注意,含钪的铁氧体在计算机磁芯中也颇有前途。3,在化学工业上,用钪化合物作酒精脱氢及脱水剂,生产乙烯和用废盐酸生产氯时的高效催化剂。4,在玻璃工业中,可以制造含钪的特种玻璃。5,在电光源工业中,含钪和钠制成的钪钠灯,具有效率高和光色正的优点。6,自然界中钪均以45Sc形式存在,另外,钪还有9种放射性同位素,即40~44Sc和46~49Sc。其中,46Sc作为示踪剂,已在化工、冶金及海洋学等方面使用。7,在医学上,国外还有人研究用46Sc来医治癌症。
信息、生物、新材料、新能源、空间和海洋被当代科学家推为六大新科技群,人们之所以重视稀土、研究稀土、开发稀土、就是为稀土元素在这六大科技群中都有其施展本领的天地。然而稀土元素毕竟还是一组尚不被人们完全认识的元素,这就需要下大力气去研究、认识它们,从而去撑握它们,使它们对人类有更大的贡献,稀土元素必将在高科技的发展中焕发出勃勃生机。