Lijst met 17 toepassingen van zeldzame aardmetalen (met foto's)

AEen veelgebruikte metafoor is dat, als olie het bloed van de industrie is, zeldzame aardmetalen de vitamine van de industrie zijn.

Zeldzame aardmetalen (REE) zijn de afkorting van een groep metalen. Zeldzame aardmetalen (REE) zijn sinds het einde van de 18e eeuw één voor één ontdekt. ​​Er zijn 17 soorten zeldzame aardmetalen, waaronder 15 lanthaniden in het periodiek systeem van chemische elementen: lanthaan (La), cerium (Ce), praseodymium (Pr), neodymium (Nd), promethium (Pm), enzovoort. Tegenwoordig wordt het op grote schaal gebruikt in vele sectoren, zoals elektronica, petrochemie en metallurgie. Bijna elke 3-5 jaar ontdekken wetenschappers nieuwe toepassingen voor zeldzame aardmetalen, en één op de zes uitvindingen kan niet los worden gezien van zeldzame aardmetalen.

China is rijk aan zeldzame aardmetalen en staat op de eerste plaats in drie werelden: het land staat op de eerste plaats in grondstoffenreserves, goed voor ongeveer 23%; het land heeft de grootste productie, goed voor 80% tot 90% van de zeldzame aardmetalen wereldwijd; en het land heeft een groot verkoopvolume, met 60% tot 70% van de zeldzame aardmetalen die naar het buitenland worden geëxporteerd. Tegelijkertijd is China het enige land dat alle 17 soorten zeldzame aardmetalen kan leveren, met name middelzware en zware zeldzame aardmetalen met uitstekende militaire toepassingen. China's aandeel is benijdenswaardig.

RAarde is een waardevolle strategische hulpbron, bekend als "industrieel mononatriumglutamaat" en "moeder van nieuwe materialen", en wordt veel gebruikt in geavanceerde wetenschap en technologie en de militaire industrie. Volgens het Ministerie van Industrie en Informatietechnologie zijn functionele materialen zoals zeldzame-aarde-permanente magneten, luminescentie, waterstofopslag en -katalyse onmisbare grondstoffen geworden voor hightechindustrieën zoals geavanceerde apparatuurproductie, nieuwe energie en opkomende industrieën. Het wordt ook veel gebruikt in de elektronica, petrochemische industrie, metallurgie, machinebouw, nieuwe energie, lichte industrie, milieubescherming, landbouw, enzovoort.

Al in 1983 introduceerde Japan een strategisch reservesysteem voor zeldzame mineralen, en 83% van de Japanse zeldzame aardmetalen kwam uit China.

Kijk nog eens naar de Verenigde Staten: hun reserves aan zeldzame aardmetalen zijn na die van China de grootste, maar hun zeldzame aardmetalen zijn allemaal lichte zeldzame aardmetalen, die onderverdeeld worden in zware zeldzame aardmetalen en lichte zeldzame aardmetalen. Zware zeldzame aardmetalen zijn erg duur en lichte zeldzame aardmetalen zijn oneconomisch om te delven. Mensen in de industrie hebben er nep-zeldzame aardmetalen van gemaakt. 80% van de Amerikaanse import van zeldzame aardmetalen komt uit China.

Kameraad Deng Xiaoping zei ooit: "Er is olie in het Midden-Oosten en zeldzame aardmetalen in China." De implicatie van zijn woorden spreekt voor zich. Zeldzame aardmetalen zijn niet alleen de noodzakelijke "MSG" voor 1/5 van de hightechproducten ter wereld, maar ook een krachtig onderhandelingsinstrument voor China aan de wereldonderhandelingstafel in de toekomst. Bescherm en gebruik zeldzame aardmetalen op wetenschappelijke wijze. Het is de afgelopen jaren een nationale strategie geworden, waar veel mensen met verheven idealen voor pleiten, om te voorkomen dat kostbare zeldzame aardmetalen blindelings worden verkocht en geëxporteerd naar westerse landen. In 1992 benadrukte Deng Xiaoping duidelijk de status van China als een belangrijk land voor zeldzame aardmetalen.

Lijst met toepassingen van 17 zeldzame aarden

1 Lanthaan wordt gebruikt in legeringsmaterialen en landbouwfolies

Cerium wordt veel gebruikt in autoglas

3 praseodymium wordt veel gebruikt in keramische pigmenten

Neodymium wordt veel gebruikt in materialen voor de lucht- en ruimtevaart

5 cimbalen zorgen voor extra energie voor satellieten

Toepassing van 6 Samarium in een atoomenergiereactor

7 europium-productielenzen en lcd-schermen

Gadolinium 8 voor medische magnetische resonantiebeeldvorming

9 terbium wordt gebruikt in vliegtuigvleugelregelaars

10 erbium wordt gebruikt in laser-afstandsmeters in militaire zaken

11 dysprosium wordt gebruikt als lichtbron voor film en drukwerk

12 holmium wordt gebruikt om optische communicatieapparaten te maken

13 thulium wordt gebruikt voor klinische diagnose en behandeling van tumoren

14 ytterbium additief voor computergeheugenelement

Toepassing van 15 lutetium in energiebatterijtechnologie

16 yttrium maakt draden en vliegtuigkrachtcomponenten

Scandium wordt vaak gebruikt om legeringen te maken

De details zijn als volgt:

1

Lanthaan (LA)

Tijdens de Golfoorlog werd het nachtzichtapparaat met het zeldzame aardelement lanthaan de belangrijkste bron van Amerikaanse tanks. De bovenstaande afbeelding toont lanthaanchloridepoeder(Gegevenskaart)

Lanthaan wordt veel gebruikt in piëzo-elektrische materialen, elektrothermische materialen, thermo-elektrische materialen, magnetoresistieve materialen, luminescerende materialen (blauw poeder), waterstofopslagmaterialen, optisch glas, lasermaterialen, verschillende legeringsmaterialen, enz. Lanthaan wordt ook gebruikt in katalysatoren voor de bereiding van veel organische chemische producten. Wetenschappers hebben lanthaan "supercalcium" genoemd vanwege het effect ervan op gewassen.

2

Cerium (CE)

Cerium kan worden gebruikt als katalysator, boogelektrode en speciaal glas. Ceriumlegering is bestand tegen hoge temperaturen en kan worden gebruikt voor de productie van onderdelen voor straalaandrijvingen.(Gegevenskaart)

(1) Cerium, als glasadditief, kan ultraviolette en infrarode straling absorberen en wordt al veel gebruikt in autoglas. Het kan niet alleen ultraviolette straling tegenhouden, maar ook de temperatuur in de auto verlagen, waardoor elektriciteit voor de airconditioning wordt bespaard. Sinds 1997 wordt ceriumoxide aan alle autoglas in Japan toegevoegd. In 1996 werd minstens 2000 ton ceriumoxide gebruikt in autoglas, en meer dan 1000 ton in de Verenigde Staten.

(2) Momenteel wordt cerium gebruikt in katalysatoren voor de zuivering van uitlaatgassen van auto's, die effectief kunnen voorkomen dat grote hoeveelheden uitlaatgassen van auto's in de lucht terechtkomen. Het verbruik van cerium in de Verenigde Staten is goed voor een derde van het totale verbruik van zeldzame aardmetalen.

(3) Ceriumsulfide kan in pigmenten worden gebruikt ter vervanging van lood, cadmium en andere metalen die schadelijk zijn voor het milieu en de mens. Het kan worden gebruikt voor het kleuren van kunststoffen, coatings, inkt en papier. Het toonaangevende bedrijf is momenteel het Franse Rhône Planck.

(4) CE: Het LiSAF-lasersysteem is een vastestoflaser, ontwikkeld in de Verenigde Staten. Het kan worden gebruikt om biologische wapens en medicijnen te detecteren door de tryptofaanconcentratie te controleren. Cerium wordt veel gebruikt in diverse sectoren. Bijna alle toepassingen van zeldzame aardmetalen bevatten cerium, zoals polijstpoeder, materialen voor waterstofopslag, thermo-elektrische materialen, ceriumwolfraamelektroden, keramische condensatoren, piëzo-elektrische keramiek, ceriumsiliciumcarbide-schuurmiddelen, grondstoffen voor brandstofcellen, benzinekatalysatoren, sommige permanent magnetische materialen, diverse gelegeerde staalsoorten en non-ferrometalen.

3

Praseodymium (PR)

Praseodymium neodymium legering

(1) Praseodymium wordt veel gebruikt in bouwkeramiek en keramiek voor dagelijks gebruik. Het kan worden gemengd met keramisch glazuur om kleurglazuur te maken en kan ook worden gebruikt als onderglazuurpigment. Het pigment is lichtgeel met een zuivere en elegante kleur.

(2) Het wordt gebruikt om permanente magneten te vervaardigen. Door goedkoop praseodymium en neodymiummetaal te gebruiken in plaats van zuiver neodymiummetaal om permanent magneetmateriaal te maken, worden de zuurstofbestendigheid en mechanische eigenschappen duidelijk verbeterd en kan het worden verwerkt tot magneten van verschillende vormen. Het wordt veel gebruikt in verschillende elektronische apparaten en motoren.

(3) Gebruikt bij het katalytisch kraken van aardolie. De activiteit, selectiviteit en stabiliteit van de katalysator kunnen worden verbeterd door het toevoegen van verrijkt praseodymium en neodymium aan de Y-zeolietmoleculaire zeef om katalysatoren voor het kraken van aardolie te bereiden. China begon in de jaren zeventig met industrieel gebruik en de consumptie neemt toe.

(4) Praseodymium kan ook worden gebruikt voor schurend polijsten. Daarnaast wordt praseodymium veel gebruikt in de optische vezelindustrie.

4

Neodymium (zd)

Waarom kan de M1-tank als eerste worden gevonden? De tank is uitgerust met een Nd:YAG-laser-afstandsmeter, die bij helder daglicht een bereik van bijna 4000 meter kan bereiken(Gegevenskaart)

Met de komst van praseodymium ontstond neodymium. De komst van neodymium activeerde de zeldzame-aardesector, speelde een belangrijke rol in de zeldzame-aardesector en beïnvloedde de markt voor zeldzame-aarde.

Neodymium is al jaren een hot spot op de markt vanwege zijn unieke positie in de zeldzame aardmetalensector. De grootste gebruiker van neodymiummetaal is NdFeB, een permanent magneetmateriaal. De komst van NdFeB permanente magneten heeft de hightechsector voor zeldzame aardmetalen nieuw leven ingeblazen. De NdFeB magneet wordt "de koning onder de permanente magneten" genoemd vanwege zijn hoge magnetische energieproduct. Het wordt veel gebruikt in de elektronica-, machine- en andere industrieën vanwege zijn uitstekende prestaties. De succesvolle ontwikkeling van de Alpha Magnetic Spectrometer geeft aan dat de magnetische eigenschappen van NdFeB magneten in China wereldklasse hebben bereikt. Neodymium wordt ook gebruikt in non-ferrometalen. Door 1,5-2,5% neodymium toe te voegen aan een magnesium- of aluminiumlegering kunnen de prestaties bij hoge temperaturen, de luchtdichtheid en de corrosiebestendigheid van de legering worden verbeterd. Het wordt veel gebruikt als materiaal voor de lucht- en ruimtevaart. Daarnaast produceert neodymium-gedoteerd yttrium-aluminiumgranaat een kortegolflaserstraal, die veel wordt gebruikt bij het lassen en snijden van dunne materialen met een dikte van minder dan 10 mm in de industrie. Bij medische behandelingen wordt de Nd:YAG-laser gebruikt om chirurgische ingrepen te verwijderen of wonden te desinfecteren in plaats van een scalpel. Neodymium wordt ook gebruikt voor het kleuren van glas en keramische materialen en als additief voor rubberproducten.

5

Trollium (Pm)

Thulium is een kunstmatig radioactief element geproduceerd door kernreactoren (datakaart)

(1) kan worden gebruikt als warmtebron. Levert hulpenergie voor vacuümdetectie en kunstmatige satellieten.

(2) Pm147 zendt β-straling met lage energie uit, die kan worden gebruikt voor de productie van cimbaalbatterijen. Het wordt ook gebruikt als voeding voor raketgeleidingsinstrumenten en klokken. Dit type batterij is klein en kan jarenlang continu worden gebruikt. Daarnaast wordt promethium ook gebruikt in draagbare röntgeninstrumenten, de bereiding van fosfor, diktemetingen en bakenlampen.

6

Samarium (Sm)

Metaalsamarium (datakaart)

Sm is lichtgeel en is de grondstof voor een Sm-Co permanente magneet. De Sm-Co magneet is de eerste zeldzame-aarde magneet die in de industrie werd gebruikt. Er zijn twee soorten permanente magneten: het SmCo5-systeem en het Sm2Co17-systeem. Begin jaren 70 werd het SmCo5-systeem uitgevonden en later het Sm2Co17-systeem. Nu krijgt de vraag naar het laatste systeem prioriteit. De zuiverheid van samariumoxide dat in samariumkobaltmagneten wordt gebruikt, hoeft niet te hoog te zijn. Gezien de kosten wordt voornamelijk ongeveer 95% van de producten gebruikt. Daarnaast wordt samariumoxide ook gebruikt in keramische condensatoren en katalysatoren. Bovendien heeft samarium nucleaire eigenschappen, waardoor het kan worden gebruikt als structuurmaterialen, afschermingsmaterialen en controlematerialen voor kernreactoren, zodat de enorme hoeveelheid energie die door kernsplijting wordt opgewekt, veilig kan worden gebruikt.

7

Europium (Eu)

Europiumoxidepoeder (gegevenskaart)

Europiumoxide wordt vooral gebruikt voor fosfor (datakaart)

In 1901 ontdekte Eugene-Antole Demarcay een nieuw element uit "samarium", genaamd Europium. Dit element is waarschijnlijk vernoemd naar het woord Europa. Europiumoxide wordt vooral gebruikt voor fluorescentiepoeder. Eu3+ wordt gebruikt als activator van rode fosfor en Eu2+ als blauwe fosfor. Y2O2S:Eu3+ is nu de beste fosfor qua lichtrendement, coatingstabiliteit en recyclingkosten. Bovendien wordt het veel gebruikt vanwege de verbeterde technologieën, zoals het verbeteren van lichtrendement en contrast. Europiumoxide is de laatste jaren ook gebruikt als gestimuleerde emissiefosfor voor nieuwe medische röntgendiagnosesystemen. Europiumoxide kan ook worden gebruikt voor de productie van gekleurde lenzen en optische filters, voor magnetische bubbelopslagapparaten. Het kan ook zijn talenten tonen in de controlematerialen, afschermingsmaterialen en structurele materialen van atoomreactoren.

8

Gadolinium (Gd)

Gadolinium en zijn isotopen zijn de meest effectieve neutronenabsorbeerders en kunnen worden gebruikt als remmers van kernreactoren. (gegevenskaart)

(1) Het in water oplosbare paramagnetische complex kan het NMR-beeldsignaal van het menselijk lichaam verbeteren bij medische behandelingen.

(2) Het zwaveloxide kan worden gebruikt als matrixrooster van oscilloscoopbuis en röntgenscherm met speciale helderheid.

(3) Gadolinium in Gadolinium Gallium Granaat is een ideaal enkel substraat voor bubbelgeheugen.

(4) Het kan worden gebruikt als vast magnetisch koelmedium zonder beperkingen in de Camot-cyclus.

(5) Het wordt gebruikt als remmer om het niveau van kettingreacties in kerncentrales te controleren en zo de veiligheid van kernreacties te garanderen.

(6) Het wordt gebruikt als additief van samariumkobaltmagneet om ervoor te zorgen dat de prestaties niet veranderen met de temperatuur.

9

Terbium (Tb)

Terbiumoxidepoeder (datakaart)

De toepassing van terbium vindt vooral plaats in het hightechgebied, een grensverleggend project met veel technologie en kennis, en een project met opmerkelijke economische voordelen, met aantrekkelijke ontwikkelingsperspectieven.

(1) Fosforen worden gebruikt als activatoren van groen poeder in driekleurige fosforen, zoals terbium-geactiveerde fosfaatmatrix, terbium-geactiveerde silicaatmatrix en terbium-geactiveerde cerium-magnesium-aluminaatmatrix, die allemaal groen licht uitstralen in de aangeslagen toestand.

(2) Magneto-optische opslagmaterialen. De afgelopen jaren hebben terbium magneto-optische materialen massaproductie bereikt. Magneto-optische schijven van amorfe Tb-Fe-films worden gebruikt als computeropslagelementen, en de opslagcapaciteit wordt 10 tot 15 keer vergroot.

(3) Magneto-optisch glas, terbiumhoudend Faraday-rotatieglas, is het belangrijkste materiaal voor de productie van rotatoren, isolatoren en annulatoren die veel worden gebruikt in lasertechnologie. Met name de ontwikkeling van Terfenol heeft een nieuwe toepassing mogelijk gemaakt voor Terfenol, een nieuw materiaal dat in de jaren 70 werd ontdekt. ​​De helft van deze legering bestaat uit terbium en dysprosium, soms met holmium, en de rest is ijzer. De legering werd voor het eerst ontwikkeld door Ames Laboratory in Iowa, VS. Wanneer Terfenol in een magnetisch veld wordt geplaatst, verandert de grootte ervan meer dan bij gewone magnetische materialen, waardoor nauwkeurige mechanische bewegingen mogelijk zijn. Terbium-dysprosiumijzer werd aanvankelijk voornamelijk gebruikt in sonarsystemen en wordt tegenwoordig op veel gebieden gebruikt, van brandstofinjectiesystemen, vloeistofklepregeling en micropositionering tot mechanische actuatoren, mechanismen en vleugelregelaars voor ruimtetelescopen in vliegtuigen en ruimtevaartuigen.

10

Dy (Dy)

Metaaldysprosium (datakaart)

(1) Als additief aan permanente NdFeB-magneten kan het toevoegen van ongeveer 2-3% dysprosium aan deze magneet de coërcitiekracht verbeteren. In het verleden was de vraag naar dysprosium niet groot, maar met de toenemende vraag naar NdFeB-magneten werd het een noodzakelijk additief element. De gehaltes moeten ongeveer 95-99,9% zijn, en de vraag nam ook snel toe.

(2) Dysprosium wordt gebruikt als activator van fosfor. Driewaardig dysprosium is een veelbelovend activerend ion voor driekleurige luminescerende materialen met één luminescerend centrum. Het bestaat voornamelijk uit twee emissiebanden: één voor gele lichtemissie en één voor blauwe lichtemissie. De met dysprosium gedoteerde luminescerende materialen kunnen worden gebruikt als driekleurige fosfor.

(3) Dysprosium is een noodzakelijke metaalgrondstof voor het bereiden van Terfenol-legering in magnetostrictieve legeringen, waarmee een aantal precieze activiteiten van mechanische bewegingen kunnen worden gerealiseerd. (4) Dysprosiummetaal kan worden gebruikt als magneto-optisch opslagmateriaal met een hoge opnamesnelheid en leesgevoeligheid.

(5) De werkzame stof die in dysprosiumlampen wordt gebruikt, is dysprosiumjodide. Dit heeft de voordelen van een hoge helderheid, goede kleur, hoge kleurtemperatuur, klein formaat, stabiele boog, enzovoort. Het is gebruikt als lichtbron voor film en drukwerk.

(6) Dysprosium wordt gebruikt om het neutronenenergiespectrum te meten of als neutronenabsorbeerder in de atoomenergiesector vanwege zijn grote neutronenvangstdoorsnede.

(7)Dy3Al5O12 kan ook worden gebruikt als magnetische werkstof voor magnetische koeling. Met de ontwikkeling van wetenschap en technologie zullen de toepassingsgebieden van dysprosium voortdurend worden uitgebreid.

11

Holmium (Ho)

Ho-Fe-legering (datakaart)

Momenteel moet het toepassingsgebied van ijzer verder worden ontwikkeld en is de consumptie niet erg groot. Onlangs heeft het Rare Earth Research Institute van Baotou Steel zuiveringstechnologie met hoge temperatuur en hoge vacuümdestillatie geïmplementeerd en een metaal met een hoge zuiverheidsgraad Qin Ho/>RE>99,9% ontwikkeld met een laag gehalte aan niet-zeldzame aardmetalen.

De belangrijkste toepassingen van sloten zijn momenteel:

(1) Als additief voor metaalhalogeenlampen is een metaalhalogeenlamp een soort gasontladingslamp, ontwikkeld op basis van een hogedrukkwiklamp. Kenmerkend is dat de lamp gevuld is met verschillende zeldzame-aardehalogeniden. Momenteel worden voornamelijk zeldzame-aardejodiden gebruikt, die verschillende spectraallijnen uitzenden bij gasontladingen. De werkzame stof in de ijzerlamp is chinodide. Hierdoor kan een hogere concentratie metaalatomen in de boogzone worden bereikt, waardoor de stralingsefficiëntie aanzienlijk wordt verbeterd.

(2) IJzer kan worden gebruikt als additief voor het opnemen van ijzer of miljard aluminiumgranaat

(3) Khin-gedopeerd aluminiumgranaat (Ho:YAG) kan een laser van 2 μm uitzenden, en de absorptiesnelheid van een 2 μm-laser door menselijk weefsel is hoog, bijna drie ordes van grootte hoger dan die van een Hd:YAG. Daarom kan het gebruik van een Ho:YAG-laser voor medische ingrepen niet alleen de efficiëntie en nauwkeurigheid van de operatie verbeteren, maar ook het gebied met thermische schade verkleinen. De vrije straal die door het slotkristal wordt gegenereerd, kan vet verwijderen zonder overmatige hitte te genereren. Om thermische schade aan gezond weefsel te verminderen, is gemeld dat w-laserbehandeling van glaucoom in de Verenigde Staten de pijn van een operatie kan verminderen. Het niveau van 2 μm-laserkristallen in China heeft een internationaal niveau bereikt, dus het is noodzakelijk om dit soort laserkristallen te ontwikkelen en te produceren.

(4) Een kleine hoeveelheid Cr kan ook worden toegevoegd aan de magnetostrictieve legering Terfenol-D om het externe veld dat nodig is voor verzadigingsmagnetisatie te verminderen.

(5) Bovendien kan met ijzer gedoteerde vezel worden gebruikt om vezellasers, vezelversterkers, vezelsensoren en andere optische communicatieapparaten te maken, die een belangrijkere rol zullen spelen in de snelle optische vezelcommunicatie van vandaag de dag.

12

Erbium (ER)

Erbiumoxidepoeder (informatiekaart)

(1) De lichtemissie van Er3+ bij 1550 nm is van bijzonder belang, omdat deze golflengte zich bevindt bij het laagste verlies van optische vezels in optische glasvezelcommunicatie. Na te zijn geëxciteerd door licht van 980 nm en 1480 nm, gaat het ion (Er3+) over van de grondtoestand 4115/2 naar de hoogenergetische toestand 4113/2. Wanneer Er3+ in de hoogenergetische toestand terugkeert naar de grondtoestand, zendt het licht van 1550 nm uit. Kwartsvezel kan licht van verschillende golflengten doorlaten. De optische demping van de 1550 nm-band is echter het laagst (0,15 dB / km), wat bijna de onderste dempingsgrens is. Daarom is het optische verlies van optische vezelcommunicatie minimaal wanneer het wordt gebruikt als signaallicht bij 1550 nm. Op deze manier kan de versterker, als de juiste concentratie bait in de juiste matrix wordt gemengd, het verlies in het communicatiesysteem compenseren volgens het laserprincipe. Daarom is in het telecommunicatienetwerk dat het optische signaal van 1550 nm moet versterken, de bait-gedoteerde vezelversterker een essentieel optisch apparaat. Momenteel is de bait-gedoteerde silicavezelversterker op de markt gebracht. Naar verluidt is de gedoteerde hoeveelheid in optische vezel tientallen tot honderden ppm om nutteloze absorptie te voorkomen. De snelle ontwikkeling van optische vezelcommunicatie zal nieuwe toepassingsgebieden openen.

(2) (2) Bovendien zijn het met aas gedoteerde laserkristal en de 1730nm en 1550nm laseruitgangen veilig voor het menselijk oog, hebben ze een goede atmosferische transmissie, dringen ze sterk door in rook op het slagveld, zijn ze veilig, worden ze niet gemakkelijk gedetecteerd door de vijand en hebben ze een groot contrast met de straling van militaire doelen. Het is ontwikkeld als draagbare laserafstandsmeter die veilig is voor het menselijk oog bij militair gebruik.

(3) (3) Er3 + kan aan glas worden toegevoegd om lasermateriaal van zeldzame aardeglas te maken, het vaste lasermateriaal met de grootste uitgangspulsenergie en het hoogste uitgangsvermogen.

(4) Er3 + kan ook worden gebruikt als een actief ion in materialen voor het opwaarderen van zeldzame aarde-lasers.

(5) (5) Daarnaast kan het lokaas ook gebruikt worden voor het ontkleuren en kleuren van glazen en kristalglas.

13

Thulium (TM)

Na bestraling in een kernreactor produceert thulium een ​​isotoop die röntgenstraling kan uitzenden, die kan worden gebruikt als draagbare röntgenbron(Gegevenskaart)

(1)TM wordt gebruikt als stralingsbron in draagbare röntgenapparatuur. Na bestraling in een kernreactor,TMproduceert een soort isotoop die röntgenstraling kan uitzenden, wat gebruikt kan worden voor draagbare bloedbestralers. Dit soort radiometer kan yu-169 omzetten inTM-170 onder invloed van hoge en middelhoge straling, en stralen röntgenstraling uit om het bloed te bestralen en het aantal witte bloedcellen te verminderen. Het zijn deze witte bloedcellen die afstoting van orgaantransplantaties veroorzaken, om zo de vroegtijdige afstoting van organen te verminderen.

(2) (2)TMkan ook worden gebruikt bij klinische diagnose en behandeling van tumoren vanwege de hoge affiniteit met tumorweefsel; zware zeldzame aardmetalen zijn compatibeler dan lichte zeldzame aardmetalen, vooral de affiniteit van Yu is het grootst.

(3) (3) De röntgensensibilisator Laobr: br (blauw) wordt gebruikt als activator in de fosfor van het röntgensensibilisatiescherm om de optische gevoeligheid te verbeteren en zo de blootstelling en schade van röntgenstraling voor mensen te verminderen. De stralingsdosis is 50%, wat van groot praktisch belang is bij medische toepassingen.

(4) (4) De metaalhalidelamp kan als additief in een nieuwe lichtbron worden gebruikt.

(5) (5) Tm3+ kan worden toegevoegd aan glas om zeldzame-aardeglaslasermateriaal te maken, het vaste-toestandlasermateriaal met de grootste uitgangspuls en het hoogste uitgangsvermogen. Tm3+ kan ook worden gebruikt als activeringsion van zeldzame-aarde-upconversielasermaterialen.

14

Ytterbium (Yb)

Ytterbiummetaal (datakaart)

(1) Als thermisch afschermend coatingmateriaal. De resultaten tonen aan dat spiegel de corrosiebestendigheid van elektrolytisch afgezette zinkcoatings duidelijk kan verbeteren, en de korrelgrootte van coating met spiegel is kleiner dan die van coating zonder spiegel.

(2) Als magnetostrictief materiaal. Dit materiaal heeft de kenmerken van reuzenmagnetostrictie, dat wil zeggen expansie in een magnetisch veld. De legering bestaat voornamelijk uit spiegel-/ferrietlegering en dysprosium-/ferrietlegering, en er wordt een bepaald percentage mangaan toegevoegd om reuzenmagnetostrictie te produceren.

(3) Spiegelelement gebruikt voor drukmeting. Experimenten tonen aan dat de gevoeligheid van het spiegelelement hoog is in het gekalibreerde drukbereik, wat nieuwe mogelijkheden biedt voor de toepassing van de spiegel bij drukmeting.

(4) Vullingen op basis van kunsthars voor gaatjes in kiezen ter vervanging van het vroeger veelgebruikte zilveramalgaam.

(5) Japanse wetenschappers hebben met succes de ontwikkeling van een spiegelgedoteerde vanadiumbaht-granaat ingebedde lijngolfgeleiderlaser afgerond, wat van groot belang is voor de verdere ontwikkeling van de lasertechnologie. Daarnaast wordt de spiegel ook gebruikt voor fluorescerende poederactivatoren, radiokeramiek, additief voor elektronische computergeheugenelementen (magnetische bellen), glasvezelflux en additief voor optisch glas, enz.

15

Lutetium (Lu)

Lutetiumoxidepoeder (gegevenskaart)

Yttrium lutetiumsilicaatkristal (datakaart)

(1) enkele speciale legeringen maken. Zo kan lutetium-aluminiumlegering worden gebruikt voor neutronenactiveringsanalyse.

(2) Stabiele lutetium-nucliden spelen een katalytische rol bij het kraken, alkyleren, hydrogeneren en polymeriseren van aardolie.

(3) De toevoeging van yttrium-ijzer of yttrium-aluminium-granaat kan sommige eigenschappen verbeteren.

(4) Grondstoffen voor het magnetische bubbelreservoir.

(5) Een samengesteld functioneel kristal, lutetium-gedoteerd aluminium-yttrium-neodymiumtetraboraat, behoort tot het technische gebied van kristalgroei in zoutoplossingkoeling. Experimenten tonen aan dat lutetium-gedoteerd NYAB-kristal superieur is aan NYAB-kristal wat betreft optische uniformiteit en laserprestaties.

(6) Er is gebleken dat lutetium potentiële toepassingen heeft in elektrochromische displays en laagdimensionale moleculaire halfgeleiders. Daarnaast wordt lutetium ook gebruikt in de energiebatterijtechnologie en als activator van fosfor.

16

Yttrium (y)

Yttrium wordt veel gebruikt. Yttrium-aluminium-granaat kan worden gebruikt als lasermateriaal. Yttrium-ijzer-granaat wordt gebruikt voor microgolftechnologie en akoestische energieoverdracht. Met europium gedoteerd yttriumvanadaat en met europium gedoteerd yttriumoxide worden gebruikt als fosfor voor kleurentelevisies. (gegevenskaart)

(1) Additieven voor staal en non-ferro legeringen. FeCr-legeringen bevatten doorgaans 0,5-4% yttrium, wat de oxidatiebestendigheid en ductiliteit van deze roestvaste staalsoorten kan verbeteren. De algehele eigenschappen van de MB26-legering worden duidelijk verbeterd door de toevoeging van een geschikte hoeveelheid yttriumrijke gemengde zeldzame aarden. Deze kunnen sommige middelsterke aluminiumlegeringen vervangen en worden gebruikt in de belaste componenten van vliegtuigen. Door een kleine hoeveelheid yttriumrijke zeldzame aarden toe te voegen aan een Al-Zr-legering, kan de geleidbaarheid van die legering worden verbeterd. De legering wordt al gebruikt door de meeste draadfabrieken in China. De toevoeging van yttrium aan een koperlegering verbetert de geleidbaarheid en mechanische sterkte.

(2) Keramisch materiaal van siliciumnitride dat 6% yttrium en 2% aluminium bevat, kan worden gebruikt om motoronderdelen te ontwikkelen.

(3) De Nd:Y:Al:Granaatlaserstraal met een vermogen van 400 watt wordt gebruikt om grote componenten te boren, snijden en lassen.

(4) Het elektronenmicroscoopscherm, samengesteld uit Y-Al-granaatkristal, heeft een hoge fluorescentiehelderheid, een lage absorptie van verstrooid licht en een goede hoge temperatuurbestendigheid en mechanische slijtvastheid.

(5) Een structurele legering met een hoog yttriumgehalte, die 90% yttrium bevat, kan worden gebruikt in de luchtvaart en andere plaatsen waar een lage dichtheid en een hoog smeltpunt vereist zijn.

(6) Yttrium-gedoteerd SrZrO3-protongeleidend materiaal met hoge temperatuur, dat momenteel veel aandacht trekt, is van groot belang voor de productie van brandstofcellen, elektrolytische cellen en gassensoren die een hoge waterstofoplosbaarheid vereisen. Daarnaast wordt yttrium ook gebruikt als sproeimateriaal voor hoge temperaturen, als verdunningsmiddel voor kernreactorbrandstof, als additief voor permanente magnetische materialen en als getter in de elektronica-industrie.

17

Scandium (Sc)

Metaalscandium (gegevenskaart)

Vergeleken met yttrium en lanthanide-elementen heeft scandium een ​​bijzonder kleine ionenradius en een bijzonder zwakke alkaliniteit van hydroxide. Wanneer scandium en zeldzame aardmetalen met elkaar worden gemengd, zal scandium daarom eerst neerslaan bij behandeling met ammoniak (of extreem verdunde alkali), waardoor het gemakkelijk van zeldzame aardmetalen kan worden gescheiden met behulp van "fractionele precipitatie". Een andere methode is het gebruik van polarisatiedecompositie van nitraat voor de scheiding. Scandiumnitraat is het gemakkelijkst te ontbinden, waardoor het doel van de scheiding wordt bereikt.

Sc kan worden verkregen door elektrolyse. ScCl3, KCl en LiCl worden samengesmolten tijdens de raffinage van scandium, en het gesmolten zink wordt gebruikt als kathode voor elektrolyse, waardoor scandium neerslaat op de zinkelektrode, waarna het zink wordt verdampt om scandium te verkrijgen. Bovendien kan scandium gemakkelijk worden gewonnen bij de verwerking van erts tot uranium, thorium en lanthanide-elementen. De uitgebreide winning van geassocieerd scandium uit wolfraam en tinerts is ook een van de belangrijke bronnen van scandium. Scandium wordt malleen in driewaardige toestand in de verbinding, die in de lucht gemakkelijk oxideert tot Sc2O3 en daarbij zijn metaalachtige glans verliest en donkergrijs wordt.　

De belangrijkste toepassingen van scandium zijn:

(1) Scandium kan reageren met heet water waarbij waterstof vrijkomt, en is ook oplosbaar in zuur, waardoor het een sterk reductiemiddel is.

(2) Scandiumoxide en -hydroxide zijn slechts alkalisch, maar de zoutas ervan kan nauwelijks gehydrolyseerd worden. Scandiumchloride is een wit kristal, oplosbaar in water en hygroscopisch in de lucht.　(3) In de metallurgische industrie wordt scandium vaak gebruikt om legeringen (additieven van legeringen) te maken om de sterkte, hardheid, hittebestendigheid en prestaties van legeringen te verbeteren. Zo kan het toevoegen van een kleine hoeveelheid scandium aan gesmolten ijzer de eigenschappen van gietijzer aanzienlijk verbeteren, terwijl het toevoegen van een kleine hoeveelheid scandium aan aluminium de sterkte en hittebestendigheid ervan kan verbeteren.

(4) In de elektronische industrie kan scandium worden gebruikt als diverse halfgeleidercomponenten. Zo heeft de toepassing van scandiumsulfiet in halfgeleiders in binnen- en buitenland de aandacht getrokken, en ook ferriet met scandium is veelbelovend inmagnetische kernen van computers.　

(5) In de chemische industrie wordt scandiumverbinding gebruikt als een middel voor dehydrogenering en dehydratie van alcoholen, wat een efficiënte katalysator is voor de productie van etheen en chloor uit afvalzoutzuur.　

(6) In de glasindustrie kunnen speciale glazen worden vervaardigd die scandium bevatten.　

(7) In de elektrische lichtbronindustrie hebben scandium- en natriumlampen, gemaakt van scandium en natrium, de voordelen van een hoge efficiëntie en een positieve lichtkleur.　

(8) Scandium komt in de natuur voor in de vorm van 45Sc. Daarnaast zijn er negen radioactieve isotopen van scandium, namelijk 40-44Sc en 46-49Sc. 46Sc is, als tracer, gebruikt in de chemische industrie, de metallurgie en de oceanografie. In de geneeskunde zijn er mensen in het buitenland die onderzoek doen naar het gebruik van 46Sc voor de behandeling van kanker.