AUna metafora comune è che se il petrolio è il sangue dell'industria, allora le terre rare sono la vitamina dell'industria.
Terre rare è l'abbreviazione di un gruppo di metalli. Gli elementi delle terre rare (REE) sono stati scoperti uno dopo l'altro dalla fine del XVIII secolo. Esistono 17 tipi di REE, inclusi 15 lantanidi nella tavola periodica degli elementi chimici: lantano (La), cerio (Ce), praseodimio (Pr), neodimio (Nd), promezio (Pm) e così via. Attualmente, sono ampiamente utilizzati in molti campi come l'elettronica, la petrolchimica e la metallurgia. Quasi ogni 3-5 anni, gli scienziati scoprono nuovi usi delle terre rare e un'invenzione su sei non può essere separata dalle terre rare.
La Cina è ricca di minerali di terre rare, posizionandosi al primo posto in tre mondi: al primo posto per riserve di risorse, che rappresentano circa il 23%; al primo posto per produzione, che rappresenta l'80-90% delle terre rare mondiali; al primo posto per volume di vendite, con il 60-70% dei prodotti a base di terre rare esportati all'estero. Allo stesso tempo, la Cina è l'unico Paese in grado di fornire tutti i 17 tipi di terre rare, in particolare le terre rare medie e pesanti, con un eccezionale utilizzo militare. La quota della Cina è invidiabile.
RLa Terra è una preziosa risorsa strategica, nota come "glutammato monosodico industriale" e "madre di nuovi materiali", ed è ampiamente utilizzata nella scienza e nella tecnologia d'avanguardia e nell'industria militare. Secondo il Ministero dell'Industria e dell'Informazione Tecnologica, materiali funzionali come i magneti permanenti delle terre rare, la luminescenza, lo stoccaggio dell'idrogeno e la catalisi sono diventati materie prime indispensabili per le industrie high-tech come la produzione di apparecchiature avanzate, le nuove energie e le industrie emergenti. È inoltre ampiamente utilizzata in elettronica, industria petrolchimica, metallurgia, macchinari, nuove energie, industria leggera, protezione ambientale, agricoltura e così via.
Già nel 1983 il Giappone aveva introdotto un sistema di riserve strategiche per i minerali rari e l'83% delle sue terre rare nazionali proveniva dalla Cina.
Guardate di nuovo gli Stati Uniti: le loro riserve di terre rare sono seconde solo a quelle della Cina, ma le loro terre rare sono tutte terre rare leggere, che a loro volta si dividono in terre rare pesanti e terre rare leggere. Le terre rare pesanti sono molto costose, mentre le terre rare leggere sono antieconomiche da estrarre, e questo è stato trasformato in terre rare false dagli operatori del settore. L'80% delle importazioni statunitensi di terre rare proviene dalla Cina.
Il compagno Deng Xiaoping una volta disse: "C'è petrolio in Medio Oriente e terre rare in Cina". Il significato delle sue parole è evidente. Le terre rare non sono solo il "glutammato monosodico" necessario per 1/5 dei prodotti ad alta tecnologia nel mondo, ma anche una potente merce di scambio per la Cina al tavolo delle trattative mondiali in futuro. Proteggere e utilizzare scientificamente le risorse di terre rare è diventata una strategia nazionale richiesta da molte persone con alti ideali negli ultimi anni per impedire che le preziose risorse di terre rare vengano vendute ciecamente ed esportate nei paesi occidentali. Nel 1992, Deng Xiaoping dichiarò chiaramente lo status della Cina come un grande paese produttore di terre rare.
Elenco degli usi di 17 terre rare
1 il lantanio è utilizzato nei materiali di lega e nei film agricoli
Il cerio è ampiamente utilizzato nei vetri delle automobili
3 Il praseodimio è ampiamente utilizzato nei pigmenti ceramici
Il neodimio è ampiamente utilizzato nei materiali aerospaziali
5 piatti forniscono energia ausiliaria per i satelliti
Applicazione del samario 6 nel reattore atomico
7 lenti di produzione all'europio e display a cristalli liquidi
Gadolinio 8 per la risonanza magnetica medica
9 il terbio è utilizzato nel regolatore delle ali degli aerei
10 l'erbio viene utilizzato nel telemetro laser in ambito militare
11 Il disprosio è utilizzato come fonte di illuminazione per pellicole e stampe
12 l'olmio viene utilizzato per realizzare dispositivi di comunicazione ottica
13 il tulio è utilizzato per la diagnosi clinica e il trattamento dei tumori
14 additivo di itterbio per elemento di memoria del computer
Applicazione del lutezio 15 nella tecnologia delle batterie energetiche
16 L'ittrio produce fili e componenti di forza per aeromobili
Lo scandio viene spesso utilizzato per realizzare leghe
I dettagli sono i seguenti:
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Lantanio (LA)
Nella Guerra del Golfo, il dispositivo per la visione notturna con l'elemento delle terre rare lantano divenne la fonte principale dei carri armati statunitensi. L'immagine sopra mostra la polvere di cloruro di lantano(Mappa dei dati)
Il lantano è ampiamente utilizzato nei materiali piezoelettrici, nei materiali elettrotermici, nei materiali termoelettrici, nei materiali magnetoresistivi, nei materiali luminescenti (polvere blu), nei materiali per l'accumulo di idrogeno, nel vetro ottico, nei materiali laser, in vari materiali in lega, ecc. Il lantano è anche utilizzato nei catalizzatori per la preparazione di molti prodotti chimici organici. Gli scienziati hanno chiamato il lantano "super calcio" per il suo effetto sulle colture.
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Cerio (CE)
Il cerio può essere utilizzato come catalizzatore, elettrodo ad arco e vetro speciale. La lega di cerio è resistente al calore elevato e può essere utilizzata per realizzare parti di propulsione a getto(Mappa dei dati)
(1) Il cerio, come additivo per il vetro, può assorbire i raggi ultravioletti e infrarossi ed è ampiamente utilizzato nei vetri per automobili. Non solo può prevenire i raggi ultravioletti, ma anche ridurre la temperatura all'interno dell'abitacolo, risparmiando così energia per l'aria condizionata. Dal 1997, la ceria è stata aggiunta a tutti i vetri per automobili in Giappone. Nel 1996, almeno 2000 tonnellate di ceria sono state utilizzate nei vetri per automobili e più di 1000 tonnellate negli Stati Uniti.
(2) Attualmente, il cerio viene utilizzato nei catalizzatori per la purificazione dei gas di scarico delle automobili, che possono efficacemente impedire che una grande quantità di gas di scarico venga rilasciata nell'aria. Il consumo di cerio negli Stati Uniti rappresenta un terzo del consumo totale di terre rare.
(3) Il solfuro di cerio può essere utilizzato nei pigmenti al posto di piombo, cadmio e altri metalli dannosi per l'ambiente e per l'uomo. Può essere utilizzato per colorare materie plastiche, rivestimenti, inchiostri e carta. Attualmente, l'azienda leader è la francese Rhone Planck.
(4) CE: Il sistema laser LiSAF è un laser a stato solido sviluppato negli Stati Uniti. Può essere utilizzato per rilevare armi biologiche e medicinali monitorando la concentrazione di triptofano. Il cerio è ampiamente utilizzato in molti campi. Quasi tutte le applicazioni che utilizzano terre rare contengono cerio, come polvere lucidante, materiali per l'accumulo di idrogeno, materiali termoelettrici, elettrodi di tungsteno al cerio, condensatori ceramici, ceramiche piezoelettriche, abrasivi al carburo di silicio al cerio, materie prime per celle a combustibile, catalizzatori per benzina, alcuni materiali magnetici permanenti, varie leghe di acciaio e metalli non ferrosi.
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Praseodimio (PR)
Lega di praseodimio e neodimio
(1) Il praseodimio è ampiamente utilizzato nella ceramica da costruzione e nella ceramica di uso quotidiano. Può essere miscelato con la glassa per ceramica per creare smalti colorati e può anche essere utilizzato come pigmento sottosmalto. Il pigmento è di colore giallo chiaro, puro ed elegante.
(2) Viene utilizzato per produrre magneti permanenti. Utilizzando praseodimio e neodimio metallici economici al posto del neodimio puro per realizzare materiale magnetico permanente, la sua resistenza all'ossigeno e le proprietà meccaniche sono ovviamente migliorate e può essere trasformato in magneti di varie forme. È ampiamente utilizzato in vari dispositivi elettronici e motori.
(3) Utilizzato nel cracking catalitico del petrolio. L'attività, la selettività e la stabilità del catalizzatore possono essere migliorate aggiungendo praseodimio e neodimio arricchiti al setaccio molecolare di zeolite Y per preparare il catalizzatore per il cracking del petrolio. La Cina ha iniziato a utilizzarlo a livello industriale negli anni '70 e il consumo è in aumento.
(4) Il praseodimio può anche essere utilizzato per la lucidatura abrasiva. Inoltre, il praseodimio è ampiamente utilizzato nel campo della fibra ottica.
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Neodimio (nd)
Perché il carro armato M1 è stato trovato per primo? Il carro armato è dotato di un telemetro laser Nd:YAG, che può raggiungere una portata di quasi 4000 metri in pieno giorno.(Mappa dei dati)
Con la nascita del praseodimio, nacque il neodimio. L'arrivo del neodimio diede impulso al settore delle terre rare, svolse un ruolo importante e ne influenzò il mercato.
Il neodimio è diventato un punto di riferimento sul mercato da molti anni grazie alla sua posizione unica nel campo delle terre rare. Il principale utilizzatore di neodimio metallico è il materiale magnetico permanente NdFeB. L'avvento dei magneti permanenti NdFeB ha iniettato nuova vitalità nel campo dell'alta tecnologia delle terre rare. Il magnete NdFeB è definito "il re dei magneti permanenti" per la sua elevata energia magnetica. È ampiamente utilizzato in elettronica, meccanica e altri settori per le sue eccellenti prestazioni. Il successo dello spettrometro magnetico Alpha indica che le proprietà magnetiche dei magneti NdFeB in Cina hanno raggiunto livelli di livello mondiale. Il neodimio è utilizzato anche nei materiali non ferrosi. L'aggiunta dell'1,5-2,5% di neodimio a leghe di magnesio o alluminio può migliorare le prestazioni ad alta temperatura, la tenuta all'aria e la resistenza alla corrosione della lega. Ampiamente utilizzato come materiali aerospaziali. Inoltre, il granato di ittrio e alluminio drogato con neodimio produce un raggio laser a onde corte, ampiamente utilizzato nella saldatura e nel taglio di materiali sottili con spessori inferiori a 10 mm in ambito industriale. In ambito medico, il laser Nd:YAG viene utilizzato per rimuovere interventi chirurgici o disinfettare ferite al posto del bisturi. Il neodimio viene utilizzato anche per la colorazione di materiali in vetro e ceramica e come additivo per prodotti in gomma.
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Trollio (Pm)
Il tulio è un elemento radioattivo artificiale prodotto dai reattori nucleari (mappa dei dati)
(1) può essere utilizzato come fonte di calore. Fornisce energia ausiliaria per il rilevamento del vuoto e per i satelliti artificiali.
(2) Il PM147 emette raggi β a bassa energia, che possono essere utilizzati per produrre batterie per piatti. Viene impiegato anche per alimentare strumenti di guida missilistica e orologi. Questo tipo di batteria è di piccole dimensioni e può essere utilizzato ininterrottamente per diversi anni. Inoltre, il promezio viene utilizzato anche in strumenti portatili a raggi X, nella preparazione del fosforo, nella misurazione dello spessore e nelle lampade faro.
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Samario (Sm)
Samario metallico (mappa dei dati)
Lo Sm è di colore giallo chiaro ed è la materia prima dei magneti permanenti Sm-Co, che sono stati i primi magneti in terre rare utilizzati nell'industria. Esistono due tipi di magneti permanenti: il sistema SmCo₂ e il sistema Sm₂Co₂. Il sistema SmCo₂ fu inventato nei primi anni '70, mentre il sistema Sm₂Co₂ è stato inventato più tardi. Ora la domanda di quest'ultimo è prioritaria. La purezza dell'ossido di samario utilizzato nei magneti al samario-cobalto non deve essere eccessiva. Considerando il costo, viene utilizzato principalmente circa il 95% dei prodotti. Inoltre, l'ossido di samario viene utilizzato anche in condensatori ceramici e catalizzatori. Inoltre, il samario ha proprietà nucleari che lo rendono adatto come materiale strutturale, schermante e di controllo per i reattori atomici, consentendo di utilizzare in sicurezza l'enorme energia generata dalla fissione nucleare.
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Europio (Eu)
Polvere di ossido di europio (mappa dei dati)
L'ossido di europio è utilizzato principalmente per i fosfori (mappa dei dati)
Nel 1901, Eugene-Antole Demarcay scoprì un nuovo elemento derivato dal samario, chiamato europio. Probabilmente deriva il suo nome dalla parola Europa. L'ossido di europio è utilizzato principalmente per la produzione di polvere fluorescente. Eu3+ è utilizzato come attivatore del fosforo rosso, mentre Eu2+ è utilizzato come fosforo blu. Attualmente, Y2O2S:Eu3+ è il fosforo migliore in termini di efficienza luminosa, stabilità del rivestimento e costi di riciclo. Inoltre, è ampiamente utilizzato grazie al miglioramento di tecnologie come l'efficienza luminosa e il contrasto. Negli ultimi anni, l'ossido di europio è stato utilizzato anche come fosforo a emissione stimolata per un nuovo sistema di diagnosi medica a raggi X. L'ossido di europio può essere utilizzato anche per la produzione di lenti colorate e filtri ottici, per dispositivi di memorizzazione a bolle magnetiche e può anche mostrare le sue potenzialità nei materiali di controllo, nei materiali di schermatura e nei materiali strutturali dei reattori atomici.
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Gadolinio (Gd)
Il gadolinio e i suoi isotopi sono gli assorbitori di neutroni più efficaci e possono essere utilizzati come inibitori dei reattori nucleari. (mappa dei dati)
(1) Il suo complesso paramagnetico idrosolubile può migliorare il segnale di imaging NMR del corpo umano nel trattamento medico.
(2) Il suo ossido di zolfo può essere utilizzato come griglia di matrice del tubo dell'oscilloscopio e dello schermo a raggi X con luminosità speciale.
(3) Il gadolinio nel granato di gallio e gadolinio è un substrato singolo ideale per la memoria a bolle.
(4) Può essere utilizzato come mezzo di refrigerazione magnetica solida senza restrizioni del ciclo Camot.
(5) Viene utilizzato come inibitore per controllare il livello di reazione a catena delle centrali nucleari per garantire la sicurezza delle reazioni nucleari.
(6) Viene utilizzato come additivo del magnete al samario-cobalto per garantire che le prestazioni non cambino con la temperatura.
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Terbio (Tb)
Polvere di ossido di terbio (mappa dei dati)
L'applicazione del terbio riguarda principalmente il settore dell'alta tecnologia, che è un progetto all'avanguardia ad alta intensità di tecnologia e di conoscenza, nonché un progetto con notevoli vantaggi economici e con interessanti prospettive di sviluppo.
(1) I fosfori vengono utilizzati come attivatori di polvere verde nei fosfori tricolori, come la matrice di fosfato attivata dal terbio, la matrice di silicato attivata dal terbio e la matrice di alluminato di cerio-magnesio attivata dal terbio, che emettono tutte luce verde nello stato eccitato.
(2) Materiali di memorizzazione magneto-ottici. Negli ultimi anni, i materiali magneto-ottici al terbio hanno raggiunto la scala di produzione di massa. I dischi magneto-ottici realizzati in film amorfi di Tb-Fe vengono utilizzati come elementi di memorizzazione per computer, con una capacità di memorizzazione aumentata di 10-15 volte.
(3) Il vetro magneto-ottico, il vetro rotante di Faraday contenente terbio, è il materiale chiave per la produzione di rotatori, isolatori e annulatori, ampiamente utilizzati nella tecnologia laser. In particolare, lo sviluppo del TerFenol ha aperto nuove applicazioni per il Terfenol, un nuovo materiale scoperto negli anni '70. Metà di questa lega è composta da terbio e disprosio, talvolta con olmio, e il resto è ferro. La lega è stata sviluppata per la prima volta dall'Ames Laboratory in Iowa, USA. Quando il Terfenol viene immerso in un campo magnetico, le sue dimensioni variano più di quelle dei normali materiali magnetici, il che può rendere possibili movimenti meccanici precisi. Il terbio disprosio e ferro è stato inizialmente utilizzato principalmente nei sonar e attualmente è ampiamente utilizzato in molti altri campi, dai sistemi di iniezione del carburante, al controllo delle valvole dei liquidi, al microposizionamento, fino agli attuatori meccanici, ai meccanismi e ai regolatori alari per telescopi spaziali.
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Dy (Dy)
Disprosio metallico (mappa dei dati)
(1) Come additivo per magneti permanenti al NdFeB, l'aggiunta di circa il 2-3% di disprosio a questo magnete può migliorarne la forza coercitiva. In passato, la domanda di disprosio non era elevata, ma con la crescente domanda di magneti al NdFeB, è diventato un elemento additivo necessario, con una gradazione che deve essere intorno al 95-99,9%, e anche la domanda è aumentata rapidamente.
(2) Il disprosio è utilizzato come attivatore del fosforo. Il disprosio trivalente è un promettente ione attivante di materiali luminescenti tricolori con un singolo centro luminescente. È costituito principalmente da due bande di emissione, una per l'emissione di luce gialla, l'altra per l'emissione di luce blu. I materiali luminescenti drogati con disprosio possono essere utilizzati come fosfori tricolori.
(3) Il disprosio è una materia prima metallica necessaria per preparare la lega Terfenol in lega magnetostrittiva, che può realizzare alcune attività precise di movimento meccanico. (4) Il metallo disprosio può essere utilizzato come materiale di archiviazione magneto-ottica con elevata velocità di registrazione e sensibilità di lettura.
(5) Utilizzato nella preparazione delle lampade al disprosio, la sostanza di lavoro utilizzata nelle lampade al disprosio è lo ioduro di disprosio, che presenta i vantaggi di elevata luminosità, buon colore, elevata temperatura di colore, dimensioni ridotte, arco stabile e così via, ed è stato utilizzato come fonte di illuminazione per pellicole e stampa.
(6) Il disprosio viene utilizzato per misurare lo spettro energetico dei neutroni o come assorbitore di neutroni nell'industria dell'energia atomica a causa della sua ampia area trasversale di cattura dei neutroni.
(7) Il Dy3Al5O12 può anche essere utilizzato come materiale di lavoro magnetico per la refrigerazione magnetica. Con lo sviluppo della scienza e della tecnologia, i campi di applicazione del disprosio saranno costantemente ampliati ed estesi.
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Olmio (Ho)
Lega Ho-Fe (mappa dei dati)
Attualmente, il campo di applicazione del ferro necessita di ulteriori sviluppi e il consumo non è molto elevato. Recentemente, il Rare Earth Research Institute di Baotou Steel ha adottato una tecnologia di purificazione mediante distillazione ad alta temperatura e sotto vuoto spinto, sviluppando un metallo ad elevata purezza Qin Ho/>RE>99,9% con un basso contenuto di impurità non derivanti da terre rare.
Attualmente, gli utilizzi principali delle serrature sono:
(1) Come additivo per la lampada alogena metallica, la lampada alogena metallica è un tipo di lampada a scarica di gas, sviluppata sulla base della lampada al mercurio ad alta pressione, la cui caratteristica è che il bulbo è riempito con vari alogenuri di terre rare. Attualmente, vengono utilizzati principalmente ioduri di terre rare, che emettono diverse linee spettrali durante la scarica di gas. Il materiale di lavoro utilizzato nella lampada al ferro è il chinioduro, che consente di ottenere una maggiore concentrazione di atomi metallici nella zona dell'arco, migliorando così notevolmente l'efficienza di radiazione.
(2) Il ferro può essere utilizzato come additivo per la registrazione del ferro o del granato di alluminio miliardario
(3) Il granato di alluminio drogato Khin (Ho:YAG) può emettere un laser a 2 μm e il tasso di assorbimento del laser a 2 μm da parte dei tessuti umani è elevato, quasi tre ordini di grandezza superiore a quello dell'Hd:YAG. Pertanto, l'utilizzo del laser Ho:YAG per interventi chirurgici medici non solo migliora l'efficienza e la precisione dell'operazione, ma riduce anche l'area di danno termico. Il fascio libero generato dal cristallo di blocco può eliminare il grasso senza generare calore eccessivo. Al fine di ridurre il danno termico ai tessuti sani, è stato riportato che il trattamento laser a luce pulsata del glaucoma negli Stati Uniti può ridurre il dolore chirurgico. Il livello del cristallo laser a 2 μm in Cina ha raggiunto il livello internazionale, quindi è necessario sviluppare e produrre questo tipo di cristallo laser.
(4) Una piccola quantità di Cr può anche essere aggiunta alla lega magnetostrittiva Terfenol-D per ridurre il campo esterno necessario per la magnetizzazione di saturazione.
(5) Inoltre, la fibra drogata con ferro può essere utilizzata per realizzare laser a fibra, amplificatori a fibra, sensori a fibra e altri dispositivi di comunicazione ottica, che svolgeranno un ruolo più importante nell'attuale comunicazione in fibra ottica rapida.
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Erbio (ER)
Polvere di ossido di erbio (tabella informativa)
(1) L'emissione luminosa di Er3+ a 1550 nm è di particolare importanza, poiché questa lunghezza d'onda si trova alla minima perdita di fibra ottica nelle comunicazioni in fibra ottica. Dopo essere stato eccitato da luce a 980 nm e 1480 nm, lo ione esca (Er3+) transita dallo stato fondamentale 4115/2 allo stato ad alta energia 4I13/2. Quando Er3+ dallo stato ad alta energia torna allo stato fondamentale, emette luce a 1550 nm. La fibra di quarzo può trasmettere luce a diverse lunghezze d'onda. Tuttavia, il tasso di attenuazione ottica nella banda dei 1550 nm è il più basso (0,15 dB/km), che rappresenta quasi il limite inferiore di attenuazione. Pertanto, la perdita ottica della comunicazione in fibra ottica è minima quando viene utilizzata come segnale luminoso a 1550 nm. In questo modo, se la concentrazione appropriata di esca viene miscelata nella matrice appropriata, l'amplificatore può compensare la perdita nel sistema di comunicazione secondo il principio laser. Pertanto, nelle reti di telecomunicazione che necessitano di amplificare il segnale ottico a 1550 nm, l'amplificatore in fibra drogata con esca è un dispositivo ottico essenziale. Attualmente, l'amplificatore in fibra di silice drogata con esca è stato commercializzato. È stato riportato che, per evitare assorbimenti inutili, la quantità di drogato nella fibra ottica è compresa tra decine e centinaia di ppm. Il rapido sviluppo della comunicazione in fibra ottica aprirà nuovi campi di applicazione.
(2) (2) Inoltre, il cristallo laser drogato con esca e i suoi laser di uscita da 1730 nm e 1550 nm sono sicuri per la vista umana, hanno buone prestazioni di trasmissione atmosferica, una forte capacità di penetrazione nel fumo del campo di battaglia, un'ottima sicurezza, non sono facilmente rilevabili dal nemico e il contrasto delle radiazioni dei bersagli militari è elevato. È stato trasformato in un telemetro laser portatile sicuro per la vista umana in uso militare.
(3) (3) Er3+ può essere aggiunto al vetro per creare un materiale laser in vetro di terre rare, che è il materiale laser solido con la più grande energia di impulso in uscita e la più alta potenza in uscita.
(4) Er3+ può anche essere utilizzato come ione attivo nei materiali laser a conversione di terre rare.
(5) (5) Inoltre l'esca può essere utilizzata anche per la decolorazione e la colorazione di vetri e cristalli.
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Tulio (TM)
Dopo essere stato irradiato in un reattore nucleare, il tulio produce un isotopo in grado di emettere raggi X, che può essere utilizzato come sorgente portatile di raggi X.(Mappa dei dati)
(1)TM viene utilizzato come sorgente di raggi X per apparecchi portatili. Dopo essere stato irradiato nel reattore nucleare,TMproduce un tipo di isotopo che può emettere raggi X, che può essere utilizzato per realizzare un irradiatore portatile del sangue. Questo tipo di radiometro può trasformare lo yu-169 inTM-170 sotto l'azione di fasci alti e medi, e irradiano raggi X per irradiare il sangue e ridurre i globuli bianchi. Sono questi globuli bianchi a causare il rigetto del trapianto di organi, in modo da ridurre il rigetto precoce degli organi.
(2) (2)TMPuò essere utilizzato anche nella diagnosi clinica e nel trattamento dei tumori perché, grazie alla sua elevata affinità per il tessuto tumorale, la terra rara pesante è più compatibile della terra rara leggera, in particolare l'affinità di Yu è la più grande.
(3) (3) Il sensibilizzatore dei raggi X Laobr: br (blu) viene utilizzato come attivatore nel fosforo dello schermo di sensibilizzazione dei raggi X per migliorare la sensibilità ottica, riducendo così l'esposizione e il danno dei raggi X per gli esseri umani. × La dose di radiazioni è del 50%, il che ha un importante significato pratico nell'applicazione medica.
(4) (4) La lampada agli alogenuri metallici può essere utilizzata come additivo in una nuova fonte di illuminazione.
(5) (5) Tm3 + può essere aggiunto al vetro per creare un materiale laser in vetro di terre rare, che è il materiale laser allo stato solido con il più grande impulso di uscita e la più alta potenza di uscita. Tm3 + può anche essere utilizzato come ione di attivazione dei materiali laser a conversione ascendente di terre rare.
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Itterbio (Yb)
Itterbio metallico (mappa dei dati)
(1) Come materiale di rivestimento con schermatura termica. I risultati mostrano che lo specchio può migliorare ovviamente la resistenza alla corrosione del rivestimento di zinco elettrodeposto e la granulometria del rivestimento con specchio è inferiore a quella del rivestimento senza specchio.
(2) Come materiale magnetostrittivo. Questo materiale ha le caratteristiche della magnetostrizione gigante, cioè l'espansione nel campo magnetico. La lega è composta principalmente da lega di specchio/ferrite e lega di disprosio/ferrite, e una certa proporzione di manganese viene aggiunta per produrre la magnetostrizione gigante.
(3) Elemento a specchio utilizzato per la misurazione della pressione. Gli esperimenti dimostrano che la sensibilità dell'elemento a specchio è elevata nell'intervallo di pressione calibrato, il che apre una nuova strada all'applicazione dello specchio nella misurazione della pressione.
(4) Otturazioni in resina per le cavità dei molari in sostituzione dell'amalgama d'argento comunemente utilizzata in passato.
(5) Studiosi giapponesi hanno completato con successo la preparazione di un laser a guida d'onda lineare con granato di vanadio baht drogato a specchio, di grande importanza per l'ulteriore sviluppo della tecnologia laser. Inoltre, lo specchio viene utilizzato anche per l'attivazione di polveri fluorescenti, radioceramiche, additivi per elementi di memoria per computer elettronici (bolla magnetica), flussi in fibra di vetro e additivi per vetro ottico, ecc.
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Lutezio (Lu)
Polvere di ossido di lutezio (mappa dei dati)
Cristallo di silicato di ittrio lutezio (mappa dati)
(1) realizzare alcune leghe speciali. Ad esempio, la lega di lutezio-alluminio può essere utilizzata per l'analisi di attivazione neutronica.
(2) I nuclidi di lutezio stabili svolgono un ruolo catalitico nel cracking, nell'alchilazione, nell'idrogenazione e nella polimerizzazione del petrolio.
(3) L'aggiunta di ittrio-ferro o granato di ittrio-alluminio può migliorare alcune proprietà.
(4) Materie prime del serbatoio di bolle magnetiche.
(5) Un cristallo funzionale composito, il tetraborato di alluminio, ittrio e neodimio drogato con lutezio, appartiene al campo tecnico della crescita cristallina mediante raffreddamento in soluzione salina. Gli esperimenti dimostrano che il cristallo NYAB drogato con lutezio è superiore al cristallo NYAB in termini di uniformità ottica e prestazioni laser.
(6) È stato scoperto che il lutezio ha potenziali applicazioni nei display elettrocromici e nei semiconduttori molecolari a bassa dimensionalità. Inoltre, il lutezio è utilizzato anche nella tecnologia delle batterie energetiche e come attivatore di fosfori.
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Ittrio (y)
L'ittrio è ampiamente utilizzato, il granato di ittrio e alluminio può essere utilizzato come materiale laser, il granato di ittrio e ferro è utilizzato per la tecnologia a microonde e il trasferimento di energia acustica, mentre il vanadato di ittrio drogato con europio e l'ossido di ittrio drogato con europio sono utilizzati come fosfori per i televisori a colori. (mappa dei dati)
(1) Additivi per acciaio e leghe non ferrose. La lega FeCr contiene solitamente lo 0,5-4% di ittrio, che può migliorare la resistenza all'ossidazione e la duttilità di questi acciai inossidabili; le proprietà complessive della lega MB26 sono ovviamente migliorate aggiungendo una quantità adeguata di terre rare miste ricche di ittrio, che può sostituire alcune leghe di alluminio medio-resistenti ed essere utilizzata nei componenti sollecitati degli aeromobili. Aggiungendo una piccola quantità di terre rare ricche di ittrio alla lega Al-Zr, la conduttività di tale lega può essere migliorata; la lega è stata adottata dalla maggior parte delle fabbriche di filo in Cina. L'aggiunta di ittrio alla lega di rame migliora la conduttività e la resistenza meccanica.
(2) Il materiale ceramico di nitruro di silicio contenente il 6% di ittrio e il 2% di alluminio può essere utilizzato per sviluppare parti del motore.
(3) Il raggio laser Nd:Y:Al:Garnet con potenza di 400 watt viene utilizzato per forare, tagliare e saldare componenti di grandi dimensioni.
(4) Lo schermo del microscopio elettronico composto da un monocristallo di granato Y-Al ha un'elevata luminosità di fluorescenza, un basso assorbimento della luce diffusa e una buona resistenza alle alte temperature e all'usura meccanica.
(5) La lega strutturale ad alto contenuto di ittrio contenente il 90% di ittrio può essere utilizzata nell'aviazione e in altri luoghi che richiedono bassa densità e alto punto di fusione.
(6) Il materiale conduttivo protonico ad alta temperatura SrZrO3 drogato con ittrio, che sta suscitando grande attenzione al momento, è di grande importanza per la produzione di celle a combustibile, celle elettrolitiche e sensori di gas che richiedono un'elevata solubilità dell'idrogeno. Inoltre, l'ittrio viene utilizzato anche come materiale di spruzzatura ad alta temperatura, come diluente per il combustibile dei reattori atomici, come additivo per materiali magnetici permanenti e come getter nell'industria elettronica.
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Scandio (Sc)
Scandio metallico (mappa dei dati)
Rispetto agli elementi di ittrio e lantanidi, lo scandio ha un raggio ionico particolarmente piccolo e un'alcalinità dell'idrossido particolarmente debole. Pertanto, quando scandio ed elementi di terre rare vengono miscelati, lo scandio precipiterà per primo se trattato con ammoniaca (o con alcali estremamente diluiti), quindi può essere facilmente separato dagli elementi di terre rare con il metodo della "precipitazione frazionata". Un altro metodo consiste nell'utilizzare la decomposizione per polarizzazione del nitrato per la separazione. Il nitrato di scandio è il più facile da decomporre, raggiungendo così lo scopo della separazione.
Lo scandio può essere ottenuto per elettrolisi. ScCl₂, KCl e LiCl vengono co-fusi durante la raffinazione dello scandio e lo zinco fuso viene utilizzato come catodo per l'elettrolisi, in modo che lo scandio venga precipitato sull'elettrodo di zinco e poi evaporato per ottenere scandio. Inoltre, lo scandio viene facilmente recuperato durante la lavorazione del minerale per produrre elementi di uranio, torio e lantanidi. Anche il recupero completo dello scandio associato dai minerali di tungsteno e stagno è una delle principali fonti di scandio. Lo scandio è...principalmente nello stato trivalente nel composto, che si ossida facilmente in Sc2O3 nell'aria e perde la sua lucentezza metallica e si trasforma in grigio scuro.
Gli usi principali dello scandio sono:
(1) Lo scandio può reagire con l'acqua calda rilasciando idrogeno ed è anche solubile in acido, quindi è un forte agente riducente.
(2) L'ossido e l'idrossido di scandio sono solo alcalini, ma le sue ceneri saline difficilmente possono essere idrolizzate. Il cloruro di scandio è un cristallo bianco, solubile in acqua e deliquescente in aria. (3) Nell'industria metallurgica, lo scandio viene spesso utilizzato per produrre leghe (additivi di leghe) al fine di migliorarne la resistenza, la durezza, la resistenza al calore e le prestazioni. Ad esempio, l'aggiunta di una piccola quantità di scandio al ferro fuso può migliorare significativamente le proprietà della ghisa, mentre l'aggiunta di una piccola quantità di scandio all'alluminio può migliorarne la resistenza e la resistenza al calore.
(4) Nell'industria elettronica, lo scandio può essere utilizzato in vari dispositivi semiconduttori. Ad esempio, l'applicazione del solfito di scandio nei semiconduttori ha attirato l'attenzione in patria e all'estero, e anche la ferrite contenente scandio è promettente innuclei magnetici dei computer.
(5) Nell'industria chimica, il composto di scandio viene utilizzato come agente di deidrogenazione e disidratazione dell'alcol, che è un catalizzatore efficiente per la produzione di etilene e cloro dall'acido cloridrico di scarto.
(6) Nell'industria del vetro si possono produrre vetri speciali contenenti scandio.
(7) Nel settore delle sorgenti luminose elettriche, le lampade allo scandio e al sodio realizzate in scandio e sodio presentano i vantaggi di un'elevata efficienza e di un colore della luce positivo.
(8) Lo scandio esiste in natura sotto forma di 45Sc. Inoltre, esistono nove isotopi radioattivi di scandio, ovvero 40-44Sc e 46-49Sc. Tra questi, il 46Sc, come tracciante, è stato utilizzato nell'industria chimica, metallurgica e oceanografia. In medicina, all'estero ci sono ricercatori che studiano l'utilizzo del 46Sc per curare il cancro.
Data di pubblicazione: 04-07-2022