ABežnou metaforou je, že ak je ropa krvou priemyslu, potom sú vzácne zeminy vitamínom priemyslu.
Vzácne zeminy sú skratkou pre skupinu kovov. Prvky vzácnych zemín (REE) boli objavované jeden po druhom od konca 18. storočia. V periodickej tabuľke chemických prvkov existuje 17 druhov REE vrátane 15 lantanoidov – lantán (La), cér (Ce), prazeodým (Pr), neodým (Nd), promethium (Pm) atď. V súčasnosti sa vzácne zeminy široko používajú v mnohých oblastiach, ako je elektronika, petrochémia a metalurgia. Takmer každé 3 až 5 rokov vedci objavia nové využitie vzácnych zemín a jeden zo šiestich vynálezov nemožno oddeliť od vzácnych zemín.
Čína je bohatá na minerály vzácnych zemín a je na prvom mieste v troch svetových rebríčkoch: na prvom mieste v zásobách zdrojov, čo predstavuje približne 23 %; na prvom mieste v produkcii, ktorá predstavuje 80 % až 90 % svetových komodít vzácnych zemín; na prvom mieste v objeme predaja, pričom 60 % až 70 % produktov vzácnych zemín sa vyváža do zahraničia. Zároveň je Čína jedinou krajinou, ktorá dokáže dodať všetkých 17 druhov kovov vzácnych zemín, najmä stredné a ťažké kovy vzácnych zemín s vynikajúcim vojenským využitím. Podiel Číny je závideniahodný.
RZem je cenným strategickým zdrojom, známym ako „priemyselný glutaman sodný“ a „matka nových materiálov“ a široko sa používa v najmodernejšej vede a technike a vo vojenskom priemysle. Podľa Ministerstva priemyslu a informačných technológií sa funkčné materiály, ako sú permanentné magnety zo vzácnych zemín, luminiscencia, skladovanie vodíka a katalýza, stali nevyhnutnými surovinami pre high-tech odvetvia, ako je výroba pokročilých zariadení, nová energia a rozvíjajúce sa odvetvia. Široko sa používa aj v elektronike, petrochemickom priemysle, hutníctve, strojárstve, novej energii, ľahkom priemysle, ochrane životného prostredia, poľnohospodárstve atď.
Už v roku 1983 Japonsko zaviedlo systém strategických rezerv pre vzácne minerály a 83 % jeho domácich vzácnych zemín pochádzalo z Číny.
Pozrite sa znova na Spojené štáty, ich zásoby vzácnych zemín sú druhé hneď po Číne, ale ich vzácne zeminy sú všetky ľahké vzácne zeminy, ktoré sa delia na ťažké vzácne zeminy a ľahké vzácne zeminy. Ťažké vzácne zeminy sú veľmi drahé a ťažba ľahkých vzácnych zemín je neekonomická, a preto ľudia v tomto odvetví premenili tieto vzácne zeminy na falošné. 80 % dovozu vzácnych zemín do USA pochádza z Číny.
Súdruh Teng Siao-pching raz povedal: „Na Blízkom východe je ropa a v Číne sú vzácne zeminy.“ Dôsledok jeho slov je zrejmý. Vzácne zeminy nie sú len nevyhnutným „glutamanom sodným“ pre 1/5 high-tech produktov na svete, ale aj silným argumentom Číny pri svetových rokovaniach v budúcnosti. Ochrana a vedecké využívanie zdrojov vzácnych zemín sa v posledných rokoch stalo národnou stratégiou, ktorú požaduje mnoho ľudí s vysokými ideálmi, aby sa zabránilo slepému predaju a vývozu vzácnych zdrojov vzácnych zemín do západných krajín. V roku 1992 Teng Siao-pching jasne uviedol, že Čína je veľkou krajinou vzácnych zemín.
Zoznam použití 17 vzácnych zemín
1 lantán sa používa v zliatinových materiáloch a poľnohospodárskych fóliách
Cér sa hojne používa v automobilovom skle
3 prazeodým sa široko používa v keramických pigmentoch
Neodým sa široko používa v leteckých materiáloch
5 činelov poskytuje pomocnú energiu pre satelity
Aplikácia 6 samária v atómovom reaktore
7 šošoviek a displejov z tekutých kryštálov na výrobu európia
Gadolínium 8 pre lekárske zobrazovanie magnetickou rezonanciou
9 terbium sa používa v regulátore krídel lietadiel
10 erbium sa používa v laserových diaľkomeroch vo vojenských záležitostiach
11 dysprosium sa používa ako zdroj svetla pre filmy a tlač
12 holmium sa používa na výrobu optických komunikačných zariadení
13 túlium sa používa na klinickú diagnostiku a liečbu nádorov
14 yterbiová prísada pre pamäťový prvok počítača
Aplikácia 15-lutécia v technológii energetických batérií
16 ytrium sa používa na výrobu drôtov a komponentov leteckých síl
Škandium sa často používa na výrobu zliatin
Podrobnosti sú nasledovné:
1
Lantán (LA)
Počas vojny v Perzskom zálive sa nočné videnie s lantánom, prvkom vzácnych zemín, stalo hlavným zdrojom pre americké tanky. Obrázok vyššie zobrazuje prášok chloridu lantánitého.()Mapa údajov)
Lantan sa široko používa v piezoelektrických materiáloch, elektrotermických materiáloch, termoelektrických materiáloch, magnetorezitívnych materiáloch, luminiscenčných materiáloch (modrý prášok), materiáloch na ukladanie vodíka, optickom skle, laserových materiáloch, rôznych zliatinových materiáloch atď. Lantan sa tiež používa v katalyzátoroch na prípravu mnohých organických chemických produktov. Vedci ho pre jeho vplyv na plodiny nazvali „supervápnik“.
2
Cér (CE)
Cér sa môže použiť ako katalyzátor, oblúková elektróda a špeciálne sklo. Zliatina céru je odolná voči vysokému teplu a môže sa použiť na výrobu častí prúdového pohonu.()Mapa údajov)
(1) Cér ako prísada do skla dokáže absorbovať ultrafialové a infračervené žiarenie a hojne sa používa v automobilovom skle. Dokáže nielen zabrániť ultrafialovému žiareniu, ale aj znížiť teplotu vo vnútri auta, čím sa šetrí elektrina na klimatizáciu. Od roku 1997 sa cér pridáva do všetkého automobilového skla v Japonsku. V roku 1996 sa v automobilovom skle použilo najmenej 2 000 ton céru a v Spojených štátoch viac ako 1 000 ton.
(2) V súčasnosti sa cér používa v katalyzátoroch na čistenie výfukových plynov automobilov, ktoré môžu účinne zabrániť vypúšťaniu veľkého množstva výfukových plynov z automobilov do ovzdušia. Spotreba céru v Spojených štátoch predstavuje jednu tretinu celkovej spotreby vzácnych zemín.
(3) Sulfid céru sa môže používať v pigmentoch namiesto olova, kadmia a iných kovov, ktoré sú škodlivé pre životné prostredie a ľudí. Môže sa použiť na farbenie plastov, náterov, atramentov a papierenského priemyslu. V súčasnosti je vedúcou spoločnosťou francúzska spoločnosť Rhone Planck.
(4) CE: LiSAF laserový systém je laser v pevnej fáze vyvinutý v Spojených štátoch. Môže sa použiť na detekciu biologických zbraní a liekov monitorovaním koncentrácie tryptofánu. Cér sa široko používa v mnohých oblastiach. Takmer všetky aplikácie vzácnych zemín obsahujú cér. Napríklad leštiaci prášok, materiály na ukladanie vodíka, termoelektrické materiály, cérovo-volfrámové elektródy, keramické kondenzátory, piezoelektrická keramika, cérovo-kremíkové abrazíva, suroviny pre palivové články, benzínové katalyzátory, niektoré permanentné magnetické materiály, rôzne legované ocele a neželezné kovy.
3
Prazeodým (PR)
Zliatina prazeodýmu a neodýmu
(1) Prazeodým sa široko používa v stavebnej keramike a keramike na každodenné použitie. Môže sa zmiešať s keramickou glazúrou na výrobu farebnej glazúry a môže sa použiť aj ako podglazurový pigment. Pigment je svetložltý s čistou a elegantnou farbou.
(2) Používa sa na výrobu permanentných magnetov. Použitím lacného prazeodýmu a neodýmu namiesto čistého neodýmu na výrobu permanentného magnetického materiálu sa zjavne zlepšuje jeho odolnosť voči kyslíku a mechanické vlastnosti a možno ho spracovať na magnety rôznych tvarov. Široko sa používa v rôznych elektronických zariadeniach a motoroch.
(3) Používa sa pri katalytickom krakovaní ropy. Aktivitu, selektivitu a stabilitu katalyzátora je možné zlepšiť pridaním obohateného prazeodýmu a neodýmu do molekulového sita Y zeolitu na prípravu katalyzátora na krakovanie ropy. Čína ho začala priemyselne používať v 70. rokoch 20. storočia a spotreba sa zvyšuje.
(4) Prazeodým sa môže použiť aj na abrazívne leštenie. Okrem toho sa prazeodým široko používa v oblasti optických vlákien.
4
Neodým (nd)
Prečo je možné tank M1 nájsť ako prvý? Tank je vybavený laserovým diaľkomerom Nd:YAG, ktorý za jasného denného svetla dokáže merať vzdialenosť takmer 4000 metrov.()Mapa údajov)
S objavením praseodymu vznikol aj neodým. Príchod neodýmu aktivoval oblasť vzácnych zemín, zohral dôležitú úlohu v tejto oblasti a ovplyvnil trh s nimi.
Neodým sa vďaka svojej jedinečnej pozícii v oblasti vzácnych zemín stal horúcim bodom na trhu už mnoho rokov. Najväčším používateľom neodýmového kovu je materiál s permanentnou magnetickou energiou NdFeB. Príchod permanentných magnetov NdFeB vniesol novú vitalitu do oblasti high-tech vzácnych zemín. Magnet NdFeB sa kvôli svojej vysokej magnetickej energii nazýva „kráľom permanentných magnetov“. Vďaka svojmu vynikajúcemu výkonu sa široko používa v elektronike, strojárstve a iných odvetviach. Úspešný vývoj alfa magnetického spektrometra naznačuje, že magnetické vlastnosti magnetov NdFeB v Číne dosiahli svetovú úroveň. Neodým sa používa aj v neželezných materiáloch. Pridanie 1,5 – 2,5 % neodýmu do horčíkovej alebo hliníkovej zliatiny môže zlepšiť výkon pri vysokých teplotách, vzduchotesnosť a odolnosť zliatiny proti korózii. Široko sa používa ako letecký materiál. Okrem toho neodýmom dopovaný ytriovo-hliníkový granát vytvára krátkovlnný laserový lúč, ktorý sa v priemysle široko používa pri zváraní a rezaní tenkých materiálov s hrúbkou menšou ako 10 mm. V medicíne sa Nd:YAG laser používa na odstraňovanie pooperačných ran alebo dezinfekciu rán namiesto skalpela. Neodým sa tiež používa na farbenie skla a keramických materiálov a ako prísada do gumových výrobkov.
5
Trollium (Pm)
Túlium je umelý rádioaktívny prvok produkovaný jadrovými reaktormi (mapa údajov)
(1) môže byť použitý ako zdroj tepla. Poskytuje pomocnú energiu pre detekciu vákua a umelú družicu.
(2)Pm147 vyžaruje nízkoenergetické β-lúče, ktoré sa môžu použiť na výrobu batérií do činelov. Používa sa ako zdroj energie pre navádzacie prístroje a hodiny rakiet. Tento typ batérie má malú veľkosť a môže sa používať nepretržite niekoľko rokov. Okrem toho sa promethium používa aj v prenosných röntgenových prístrojoch, na prípravu fosforu, na meranie hrúbky a v majákoch.
6
Samárium (Sm)
Kovové samárium (mapa údajov)
Sm je svetložltý materiál a je surovinou pre permanentné magnety Sm-Co. Magnet Sm-Co je najstarší magnet zo vzácnych zemín používaný v priemysle. Existujú dva druhy permanentných magnetov: systém SmCo5 a systém Sm2Co17. Začiatkom 70. rokov 20. storočia bol vynájdený systém SmCo5 a neskôr systém Sm2Co17. Teraz sa uprednostňuje dopyt po druhom. Čistota oxidu samária použitého v samárium-kobaltových magnetoch nemusí byť príliš vysoká. Vzhľadom na cenu sa používa hlavne v približne 95 % produktov. Okrem toho sa oxid samária používa aj v keramických kondenzátoroch a katalyzátoroch. Okrem toho má samárium jadrové vlastnosti, ktoré možno použiť ako konštrukčný materiál, tieniaci materiál a riadiaci materiál pre atómové reaktory, takže obrovské množstvo energie generovanej jadrovým štiepením sa môže bezpečne využívať.
7
Európium (Eu)
Prášok oxidu európia (dátová mapa)
Oxid európia sa používa najmä na výrobu fosforov (mapa údajov)
V roku 1901 Eugene-Antole Demarcay objavil nový prvok zo „samaria“ s názvom Europium. Jeho názov je pravdepodobne odvodený od slova Európa. Oxid europia sa používa najmä na výrobu fluorescenčných práškov. Eu3+ sa používa ako aktivátor červeného fosforu a Eu2+ ako modrý fosfor. V súčasnosti je Y2O2S:Eu3+ najlepší fosfor z hľadiska svetelnej účinnosti, stability povlaku a nákladov na recykláciu. Okrem toho sa široko používa vďaka zdokonaleniu technológií, ako je zlepšenie svetelnej účinnosti a kontrastu. Oxid europia sa v posledných rokoch používa aj ako fosfor so stimulovanou emisiou pre nové röntgenové lekárske diagnostické systémy. Oxid europia sa môže použiť aj na výrobu farebných šošoviek a optických filtrov, pre magnetické bublinové pamäťové zariadenia. Môže sa tiež použiť v kontrolných materiáloch, tieniacich materiáloch a konštrukčných materiáloch atómových reaktorov.
8
Gadolínium (Gd)
Gadolínium a jeho izotopy sú najúčinnejšie absorbéry neutrónov a možno ich použiť ako inhibítory jadrových reaktorov. (mapa údajov)
(1) Jeho vo vode rozpustný paramagnetický komplex môže zlepšiť signál NMR zobrazovania ľudského tela pri lekárskom ošetrení.
(2) Jeho oxid síry sa môže použiť ako maticová mriežka osciloskopickej trubice a röntgenovej obrazovky so špeciálnym jasom.
(3) Gadolínium v gadolínium-gálovom granáte je ideálny samostatný substrát pre bublinovú pamäť.
(4) Môže sa použiť ako pevné magnetické chladiace médium bez obmedzenia Camotovým cyklom.
(5) Používa sa ako inhibítor na kontrolu úrovne reťazovej reakcie v jadrových elektrárňach s cieľom zaistiť bezpečnosť jadrových reakcií.
(6) Používa sa ako prísada do samárium-kobaltového magnetu, aby sa zabezpečilo, že výkon sa nemení s teplotou.
9
Terbium (Tb)
Prášok oxidu terbičitého (mapa údajov)
Aplikácia terbia sa týka najmä oblasti high-tech, čo je špičkový projekt s vysokou technologickou a znalostnou náročnosťou, ako aj projekt s pozoruhodnými ekonomickými výhodami a atraktívnymi rozvojovými vyhliadkami.
(1) Fosfory sa používajú ako aktivátory zeleného prášku v trojfarebných fosforoch, ako je napríklad terbiom aktivovaná fosfátová matrica, terbiom aktivovaná silikátová matrica a terbiom aktivovaná cér-horečnatá hlinitanová matrica, ktoré všetky v excitovanom stave vyžarujú zelené svetlo.
(2) Magnetooptické pamäťové materiály. V posledných rokoch dosiahli terbiové magnetooptické materiály rozsah hromadnej výroby. Magnetooptické disky vyrobené z amorfných filmov Tb-Fe sa používajú ako pamäťové prvky počítačov a ich pamäťová kapacita sa zvyšuje 10 až 15-krát.
(3) Magnetooptické sklo, rotačné sklo Faraday s obsahom terbia, je kľúčovým materiálom na výrobu rotátorov, izolátorov a anulatorov, ktoré sa široko používajú v laserovej technológii. Najmä vývoj terfenolu otvoril nové možnosti využitia terfenolu, čo je nový materiál objavený v 70. rokoch 20. storočia. Polovica tejto zliatiny pozostáva z terbia a dysprózia, niekedy s holmiom a zvyšok tvorí železo. Zliatinu prvýkrát vyvinulo laboratórium Ames v Iowe v USA. Keď sa terfenol umiestni do magnetického poľa, jeho veľkosť sa mení viac ako u bežných magnetických materiálov, čo umožňuje vykonávať presné mechanické pohyby. Terbium dysprózium železo sa najprv používalo hlavne v sonaroch a v súčasnosti sa široko používa v mnohých oblastiach. Od systémov vstrekovania paliva, ovládania kvapalinových ventilov, mikropolohovania až po mechanické ovládače, mechanizmy a regulátory krídel pre vesmírne teleskopy lietadiel.
10
Dy (Dy)
Kovové dysprózium (mapa údajov)
(1) Ako prísada do permanentných magnetov NdFeB môže pridanie približne 2 až 3 % dysprózia do tohto magnetu zlepšiť jeho koercitívnu silu. V minulosti nebol dopyt po dyspróziu veľký, ale s rastúcim dopytom po magnetoch NdFeB sa stal nevyhnutným prísadovým prvkom a jeho stupeň musí byť približne 95 až 99,9 %, čo tiež rýchlo zvýšilo dopyt.
(2) Dysprózium sa používa ako aktivátor fosforu. Trojmocné dysprózium je sľubný aktivačný ión trojfarebných luminiscenčných materiálov s jedným luminiscenčným centrom. Pozostáva hlavne z dvoch emisných pásiem, jeden vyžaruje žlté svetlo a druhý modré svetlo. Luminiscenčné materiály dopované dyspróziom sa môžu použiť ako trojfarebné fosfory.
(3) Dysprosium je nevyhnutná kovová surovina na prípravu zliatiny terfenolu v magnetostrikčnej zliatine, ktorá dokáže vykonávať niektoré presné činnosti mechanického pohybu. (4) Dysprosium sa môže použiť ako magnetooptický pamäťový materiál s vysokou rýchlosťou záznamu a citlivosťou čítania.
(5) Pri výrobe dysprosiových lámp sa ako pracovná látka v dysprosiových lampách používa jodid dysprosium, ktorý má výhody vysokého jasu, dobrej farby, vysokej teploty farby, malých rozmerov, stabilného oblúka atď. a používa sa ako zdroj svetla pre filmy a tlač.
(6) Dysprózium sa používa na meranie energetického spektra neutrónov alebo ako absorbér neutrónov v priemysle atómovej energie kvôli jeho veľkej prierezovej ploche zachytávania neutrónov.
(7) Dy3Al5O12 sa môže použiť aj ako magnetická pracovná látka pre magnetické chladenie. S rozvojom vedy a techniky sa oblasti použitia dysprózia budú neustále rozširovať a zväčšovať.
11
Holmium (Ho)
Zliatina Ho-Fe (mapa údajov)
V súčasnosti je potrebné ďalej rozvíjať oblasť použitia železa a spotreba nie je veľmi veľká. Výskumný ústav vzácnych zemín v Baotou Steel nedávno zaviedol technológiu čistenia vysokoteplotnou a vysokovákuovou destiláciou a vyvinul vysoko čistý kov Qin Ho/> RE> 99,9 % s nízkym obsahom nečistôt, ktoré nie sú vzácne zeminy.
V súčasnosti sú hlavné použitia zámkov:
(1) Ako prísada do halogénových výbojok s kovom je halogénová výbojka druhom plynovej výbojky, ktorá je vyvinutá na báze vysokotlakovej ortuťovej výbojky a jej charakteristickým znakom je, že banka je naplnená rôznymi halogenidmi vzácnych zemín. V súčasnosti sa používajú hlavne jodidy vzácnych zemín, ktoré pri výbojoch plynu emitujú rôzne spektrálne čiary. Pracovnou látkou použitou v železných výbojkách je jodid cinnamónu. V zóne oblúka je možné dosiahnuť vyššiu koncentráciu atómov kovu, čím sa výrazne zlepšuje účinnosť žiarenia.
(2) Železo sa môže použiť ako prísada na zaznamenávanie železa alebo miliárd hliníkových granátov
(3) Hliníkový granát (Ho:YAG) dopovaný chínom môže vyžarovať 2µm laser a miera absorpcie 2µm laseru ľudskými tkanivami je vysoká, takmer o tri rády vyššia ako u Hd:YAG. Preto pri použití Ho:YAG laseru na lekárske operácie sa nielen zlepšuje účinnosť a presnosť operácie, ale aj zmenšuje plocha tepelného poškodenia. Voľný lúč generovaný blokovacím kryštálom dokáže odstrániť tuk bez nadmerného tepla. V Spojených štátoch sa uvádza, že liečba glaukómu pomocou UV laseru môže znížiť bolesť pri operácii, aby sa znížilo tepelné poškodenie zdravých tkanív. Úroveň 2µm laserového kryštálu v Číne dosiahla medzinárodnú úroveň, preto je potrebné vyvíjať a vyrábať tento druh laserového kryštálu.
(4) Do magnetostrikčnej zliatiny Terfenol-D sa môže pridať aj malé množstvo Cr, aby sa znížilo vonkajšie pole potrebné na saturačnú magnetizáciu.
(5) Okrem toho sa železom dopované vlákno môže použiť na výrobu vláknových laserov, vláknových zosilňovačov, vláknových senzorov a iných optických komunikačných zariadení, ktoré budú hrať dôležitejšiu úlohu v dnešnej rýchlej optickej komunikácii.
12
Erbium (ER)
Prášok oxidu erbia (informačná tabuľka)
(1) Emisia svetla Er3+ pri 1550 nm má mimoriadny význam, pretože táto vlnová dĺžka sa nachádza pri najnižších stratách optického vlákna v optickej komunikácii. Po excitácii svetlom s vlnovou dĺžkou 980 nm a 1480 nm prechádza návnadový ión (Er3+) zo základného stavu 4115/2 do vysokoenergetického stavu 4I13/2. Keď sa Er3+ z vysokoenergetického stavu vráti späť do základného stavu, vyžaruje svetlo s vlnovou dĺžkou 1550 nm. Kremeňové vlákno dokáže prenášať svetlo rôznych vlnových dĺžok. Avšak optický útlm v pásme 1550 nm je najnižší (0,15 dB/km), čo je takmer dolná hranica útlmu. Preto je optická strata komunikácie cez optické vlákno minimálna, keď sa používa ako signálne svetlo pri 1550 nm. Týmto spôsobom, ak sa do vhodnej matrice primieša vhodná koncentrácia návnady, zosilňovač dokáže kompenzovať stratu v komunikačnom systéme podľa laserového princípu. Preto je v telekomunikačnej sieti, ktorá potrebuje zosilniť optický signál 1550 nm, zosilňovač s vláknom dopovaným návnadou nevyhnutným optickým zariadením. V súčasnosti sa zosilňovač s vláknom dopovaným návnadou komercializoval. Uvádza sa, že aby sa predišlo zbytočnej absorpcii, množstvo dopovaného materiálu v optickom vlákne je desiatky až stovky ppm. Rýchly rozvoj komunikácie cez optické vlákno otvorí nové oblasti použitia.
(2) (2) Okrem toho, laserový kryštál dopovaný návnadou a jeho výstupné lasery 1730nm a 1550nm sú bezpečné pre ľudské oči, majú dobrý atmosférický prenos, silnú penetračnú schopnosť cez dym z bojiska, dobrú bezpečnosť, nepriateľ ich ťažko detekuje a kontrast žiarenia vojenských cieľov je vysoký. Bol vyrobený ako prenosný laserový diaľkomer, ktorý je bezpečný pre ľudské oči pri vojenskom použití.
(3) (3) Er3+ sa môže pridať do skla na výrobu laserového materiálu zo skla vzácnych zemín, čo je pevný laserový materiál s najväčšou výstupnou impulznou energiou a najvyšším výstupným výkonom.
(4) Er3+ sa môže použiť aj ako aktívny ión v laserových materiáloch pre konverziu vzácnych zemín.
(5) (5) Okrem toho sa návnada môže použiť aj na odfarbovanie a farbenie pohárov a krištáľového skla.
13
Túlium (TM)
Po ožiarení v jadrovom reaktore túlium produkuje izotop, ktorý dokáže vyžarovať röntgenové žiarenie, a preto sa dá použiť ako prenosný zdroj röntgenového žiarenia.()Mapa údajov)
(1)TM sa používa ako zdroj žiarenia prenosného röntgenového prístroja. Po ožiarení v jadrovom reaktore,TMprodukuje druh izotopu, ktorý dokáže vyžarovať röntgenové žiarenie, ktoré sa dá použiť na výrobu prenosného krvného ožarovača. Tento typ rádiometra dokáže premeniť yu-169 naTM-170 pôsobením vysokého a stredného lúča a vyžarovaním röntgenového žiarenia ožiaruje krv a znižuje počet bielych krviniek. Práve tieto biele krvinky spôsobujú odmietnutie transplantovaných orgánov, aby sa znížilo skoré odmietnutie orgánov.
(2) (2)TMMôže sa tiež použiť v klinickej diagnostike a liečbe nádorov kvôli svojej vysokej afinite k nádorovému tkanivu, ťažké kovy vzácnych zemín sú kompatibilnejšie ako ľahké kovy vzácnych zemín, najmä afinita Yu je najväčšia.
(3) (3) Röntgenový senzibilizátor Laobr: br (modrý) sa používa ako aktivátor vo fosfore röntgenovej senzibilizačnej obrazovky na zvýšenie optickej citlivosti, čím sa znižuje vystavenie a poškodenie ľudí röntgenovým žiarením. Dávka žiarenia je 50 %, čo má dôležitý praktický význam v medicínskych aplikáciách.
(4) (4) Halogenidová výbojka sa môže použiť ako prísada do nového svetelného zdroja.
(5) (5) Tm3+ sa môže pridať do skla na výrobu laserového materiálu zo skla vzácnych zemín, čo je laserový materiál v pevnej fáze s najväčším výstupným impulzom a najvyšším výstupným výkonom. Tm3+ sa môže použiť aj ako aktivačný ión laserových materiálov pre konverziu vzácnych zemín nahor.
14
Yterbium (Yb)
Yterbium (mapa údajov)
(1) Ako tepelne tieniaci náterový materiál. Výsledky ukazujú, že zrkadlo môže zjavne zlepšiť odolnosť elektrolyticky naneseného zinkového povlaku proti korózii a veľkosť zŕn povlaku so zrkadlom je menšia ako pri povlaku bez zrkadla.
(2) Ako magnetostrikčný materiál. Tento materiál má vlastnosti obrovskej magnetostrikcie, teda rozpínania v magnetickom poli. Zliatina sa skladá prevažne zo zliatiny zrkadla/feritu a zliatiny dysprózia/feritu a na vytvorenie obrovskej magnetostrikcie sa pridáva určitý podiel mangánu.
(3) Zrkadlový prvok používaný na meranie tlaku. Experimenty ukazujú, že citlivosť zrkadlového prvku je v kalibrovanom rozsahu tlaku vysoká, čo otvára nové možnosti použitia zrkadla pri meraní tlaku.
(4) Výplne na báze živice do kavít molárov, ktoré nahradia strieborný amalgám bežne používaný v minulosti.
(5) Japonskí vedci úspešne dokončili prípravu zrkadlovo dopovaného laserového vlnovodu s vanádiovým bahtom a granátom, čo má veľký význam pre ďalší rozvoj laserovej technológie. Okrem toho sa zrkadlo používa aj ako aktivátor fluorescenčného prášku, rádiokeramika, prísada do pamäťových prvkov elektronických počítačov (magnetická bublina), prísada do tavidla zo sklenených vlákien a optického skla atď.
15
Lutécium (Lu)
Prášok oxidu lutécia (dátová mapa)
Kryštál kremičitanu ytria lutécia (mapa údajov)
(1) vyrábajú niektoré špeciálne zliatiny. Napríklad zliatina lutécia a hliníka sa môže použiť na analýzu neutrónovou aktiváciou.
(2) Stabilné nuklidy lutécia hrajú katalytickú úlohu pri krakovaní ropy, alkylácii, hydrogenácii a polymerizácii.
(3) Pridanie ytria železa alebo ytria hliníka granátu môže zlepšiť niektoré vlastnosti.
(4) Suroviny magnetického bublinového zásobníka.
(5) Kompozitný funkčný kryštál, tetraborát hlinito-ytritý neodýmový dopovaný lutéciom, patrí do technickej oblasti rastu kryštálov ochladzovaním soľným roztokom. Experimenty ukazujú, že kryštál NYAB dopovaný lutéciom je lepší ako kryštál NYAB, pokiaľ ide o optickú uniformitu a laserový výkon.
(6) Zistilo sa, že lutécium má potenciálne uplatnenie v elektrochromatických displejoch a nízkorozmerných molekulárnych polovodičoch. Okrem toho sa lutécium používa aj v technológii energetických batérií a ako aktivátor fosforu.
16
Ytrium (y)
Ytrium sa široko používa, ytriovo-hlinitý granát sa môže použiť ako laserový materiál, ytriovo-železitý granát sa používa v mikrovlnnej technológii a prenose akustickej energie a ytriovo-vanadičnan dopovaný európiom a ytriovo-oxid dopovaný európiom sa používajú ako fosfory pre farebné televízory. (mapa údajov)
(1) Prísady do ocele a neželezných zliatin. Zliatina FeCr zvyčajne obsahuje 0,5 – 4 % ytria, čo môže zvýšiť odolnosť voči oxidácii a ťažnosť týchto nehrdzavejúcich ocelí. Komplexné vlastnosti zliatiny MB26 sa zjavne zlepšujú pridaním správneho množstva zmesi vzácnych zemín bohatej na ytrium, ktorá môže nahradiť niektoré stredne pevné hliníkové zliatiny a byť použitá v namáhaných komponentoch lietadiel. Pridaním malého množstva vzácnych zemín bohatých na ytrium do zliatiny Al-Zr sa môže zlepšiť vodivosť tejto zliatiny. Zliatinu používa väčšina tovární na výrobu drôtov v Číne. Pridanie ytria do zliatiny medi zlepšuje vodivosť a mechanickú pevnosť.
(2) Na vývoj častí motora sa môže použiť keramický materiál z nitridu kremíka obsahujúci 6 % ytria a 2 % hliníka.
(3) Laserový lúč Nd:Y:Al:Granát s výkonom 400 wattov sa používa na vŕtanie, rezanie a zváranie veľkých súčiastok.
(4) Mriežka elektrónového mikroskopu zložená z monokryštálov granátu Y-Al má vysoký fluorescenčný jas, nízku absorpciu rozptýleného svetla a dobrú odolnosť voči vysokým teplotám a mechanickému opotrebovaniu.
(5) Konštrukčná zliatina s vysokým obsahom ytria obsahujúca 90 % ytria sa môže použiť v letectve a na iných miestach, kde sa vyžaduje nízka hustota a vysoký bod topenia.
(6) Ytriom dopovaný vysokoteplotný protónovo vodivý materiál SrZrO3, ktorý v súčasnosti priťahuje veľkú pozornosť, má veľký význam pre výrobu palivových článkov, elektrolytických článkov a plynových senzorov vyžadujúcich vysokú rozpustnosť vodíka. Okrem toho sa ytrium používa aj ako vysokoteplotný striekací materiál, riedidlo pre palivo pre atómové reaktory, prísada do permanentných magnetických materiálov a getr v elektronickom priemysle.
17
Skandium (Sc)
Kovový skandium (mapa údajov)
V porovnaní s ytriom a lantanoidmi má skandium obzvlášť malý iónový polomer a obzvlášť slabú zásaditosť hydroxidu. Preto, keď sa skandium a prvky vzácnych zemín zmiešajú, skandium sa pri pôsobení amoniaku (alebo extrémne zriedenej zásady) najskôr vyzráža, takže sa dá ľahko oddeliť od prvkov vzácnych zemín metódou „frakčného zrážania“. Ďalšou metódou je použitie polarizačného rozkladu dusičnanov na separáciu. Dusičnan skandia sa najľahšie rozkladá, čím sa dosahuje účel separácie.
Sc sa dá získať elektrolýzou. ScCl3, KCl a LiCl sa spoločne tavia počas rafinácie skandia a roztavený zinok sa používa ako katóda pre elektrolýzu, takže skandium sa vyzráža na zinkovej elektróde a potom sa zinok odparí, čím sa získa skandium. Okrem toho sa skandium ľahko získava pri spracovaní rudy na výrobu uránu, tória a lantanoidov. Komplexné získavanie súvisiaceho skandia z volfrámovej a cínovej rudy je tiež jedným z dôležitých zdrojov skandia. Skandium je...prevažne v trojmocnom stave v zlúčenine, ktorá sa na vzduchu ľahko oxiduje na Sc2O3 a stráca svoj kovový lesk a mení sa na tmavosivú farbu.
Hlavné využitie skandia je:
(1) Škandium môže reagovať s horúcou vodou za uvoľnenia vodíka a je tiež rozpustné v kyseline, takže je silným redukčným činidlom.
(2) Oxid a hydroxid skandia sú iba alkalické, ale ich soľný popol sa ťažko hydrolyzuje. Chlorid skandia je biely kryštál, rozpustný vo vode a rozplýva sa na vzduchu. (3) V metalurgickom priemysle sa skandium často používa na výrobu zliatin (prísady do zliatin) na zlepšenie pevnosti, tvrdosti, tepelnej odolnosti a vlastností zliatin. Napríklad pridanie malého množstva skandia do roztaveného železa môže výrazne zlepšiť vlastnosti liatiny, zatiaľ čo pridanie malého množstva skandia do hliníka môže zlepšiť jeho pevnosť a tepelnú odolnosť.
(4) V elektronickom priemysle sa skandium môže používať ako rôzne polovodičové súčiastky. Napríklad použitie siričitanu skandia v polovodičoch pritiahlo pozornosť doma aj v zahraničí a skandium obsahujúce ferit je tiež sľubné.magnetické jadrá počítačov.
(5) V chemickom priemysle sa zlúčenina skandia používa ako činidlo na dehydrogenáciu a dehydratáciu alkoholov, ktoré je účinným katalyzátorom na výrobu etylénu a chlóru z odpadovej kyseliny chlorovodíkovej.
(6) V sklárskom priemysle sa dajú vyrábať špeciálne sklá obsahujúce skandium.
(7) V priemysle elektrických svetelných zdrojov majú skandiové a sodíkové výbojky vyrobené zo skandia a sodíka výhody vysokej účinnosti a pozitívnej farby svetla.
(8) Skandium sa v prírode vyskytuje vo forme 45Sc. Okrem toho existuje deväť rádioaktívnych izotopov skandia, a to 40~44Sc a 46~49Sc. Medzi nimi sa 46Sc ako stopovač používa v chemickom priemysle, metalurgii a oceánografii. V medicíne existujú ľudia v zahraničí, ktorí študujú použitie 46Sc na liečbu rakoviny.
Čas uverejnenia: 4. júla 2022