ABieži sastopama metafora ir tāda, ka, ja nafta ir rūpniecības asinis, tad retzemju metāli ir rūpniecības vitamīns.
Retzemju elementi ir metālu grupas saīsinājums. Retzemju elementi (REE) ir atklāti viens pēc otra kopš 18. gadsimta beigām. Ir 17 REE veidi, tostarp 15 lantanīdi ķīmisko elementu periodiskajā tabulā - lantāns (La), cērijs (Ce), prazeodīms (Pr), neodīms (Nd), prometijs (Pm) utt. Pašlaik tos plaši izmanto daudzās jomās, piemēram, elektronikā, naftas ķīmijā un metalurģijā. Gandrīz ik pēc 3-5 gadiem zinātnieki atklāj jaunus retzemju elementu pielietojumus, un katru sesto izgudrojumu nevar atdalīt no retzemju elementiem.
Ķīna ir bagāta ar retzemju minerāliem, ieņemot pirmo vietu trijās pasaules valstīs: pirmā resursu rezervēs, kas veido aptuveni 23%; pirmā ražošana, kas veido 80% līdz 90% no pasaules retzemju precēm; pirmā pārdošanas apjoma ziņā, 60% līdz 70% retzemju produktu tiek eksportēti uz ārzemēm. Tajā pašā laikā Ķīna ir vienīgā valsts, kas var piegādāt visus 17 retzemju metālu veidus, īpaši vidējos un smagos retzemju elementus ar izcilu militāru pielietojumu. Ķīnas daļa ir apskaužama.
RZeme ir vērtīgs stratēģisks resurss, kas pazīstams kā “rūpnieciskais mononātrija glutamāts” un “jauno materiālu māte”, un to plaši izmanto progresīvākajā zinātnē un tehnoloģijās, kā arī militārajā rūpniecībā. Saskaņā ar Rūpniecības un informācijas tehnoloģiju ministrijas datiem, funkcionālie materiāli, piemēram, retzemju pastāvīgie magnēti, luminiscence, ūdeņraža uzglabāšana un katalīze, ir kļuvuši par neaizstājamām izejvielām augsto tehnoloģiju nozarēs, piemēram, modernu iekārtu ražošanā, jaunās enerģijas un jaunajās nozarēs. To plaši izmanto arī elektronikā, naftas ķīmijas rūpniecībā, metalurģijā, mašīnbūvē, jaunās enerģijas, vieglās rūpniecības, vides aizsardzības, lauksaimniecības un citās nozarēs.
Jau 1983. gadā Japāna ieviesa reto minerālu stratēģisko rezervju sistēmu, un 83% no tās vietējiem retzemju elementiem nāca no Ķīnas.
Paskatieties vēlreiz uz Amerikas Savienotajām Valstīm – tās retzemju metālu rezerves ir otrajā vietā aiz Ķīnas, taču visi retzemju elementi ir vieglie retzemju elementi, kas tiek iedalīti smagajos retzemju elementos un vieglajos retzemju elementos. Smagie retzemju elementi ir ļoti dārgi, un vieglo retzemju elementu ieguve ir neekonomiska, un nozares pārstāvji tos ir pārvērtuši par viltotiem retzemju elementiem. 80 % no ASV retzemju elementu importa nāk no Ķīnas.
Biedrs Dens Sjaopins reiz teica: "Tuvajos Austrumos ir nafta, bet Ķīnā - retzemju elementi." Viņa vārdu nozīme ir pašsaprotama. Retzemju elementi ir ne tikai nepieciešamais "monātrija glutamāts" 1/5 pasaules augsto tehnoloģiju produktu ražošanai, bet arī spēcīgs kauju instruments Ķīnai pasaules sarunu galdā nākotnē. Aizsargāt un zinātniski izmantot retzemju resursus. Pēdējos gados daudzi cilvēki ar augstiem ideāliem ir aicinājuši uz nacionālu stratēģiju, lai novērstu vērtīgo retzemju resursu neapdomīgu pārdošanu un eksportu uz rietumvalstīm. 1992. gadā Dens Sjaopins skaidri norādīja, ka Ķīna ir liela retzemju valsts.
17 retzemju metālu lietojumu saraksts
1. Lantāns tiek izmantots sakausējumu materiālos un lauksaimniecības plēvēs.
Cērijs tiek plaši izmantots automašīnu stiklos
3. praseodīms tiek plaši izmantots keramikas pigmentos
Neodīms tiek plaši izmantots kosmosa materiālos
5 cimbalas nodrošina papildu enerģiju satelītiem
6. samārija pielietojums atomenerģijas reaktorā
7 europium ražo lēcas un šķidro kristālu displejus
Gadolīnijs 8 medicīniskajai magnētiskās rezonanses attēlveidošanai
9 terbijs tiek izmantots lidmašīnu spārnu regulatorā
10 erbijs tiek izmantots lāzera tālmērā militārajās lietās
11 disprosijs tiek izmantots kā apgaismojuma avots filmām un drukāšanai
12 holmijs tiek izmantots optisko sakaru ierīču ražošanā.
13. tūlijs tiek izmantots audzēju klīniskai diagnostikai un ārstēšanai.
14 iterbija piedeva datora atmiņas elementam
15-lutēcija pielietojums enerģijas akumulatoru tehnoloģijā
16 itrijs tiek izmantots vadu un lidmašīnu spēka komponentu ražošanā.
Skandiju bieži izmanto sakausējumu ražošanā.
Sīkāka informācija ir šāda:
1
Lantāns (LA)
Persijas līča karā nakts redzamības ierīces ar retzemju elementu lantānu kļuva par galveno ASV tanku avotu. Iepriekš redzamajā attēlā redzams lantāna hlorīda pulveris.()Datu karte)
Lantānu plaši izmanto pjezoelektriskos materiālos, elektrotermiskos materiālos, termoelektriskos materiālos, magnetoresistīvos materiālos, luminiscējošos materiālos (zilā pulverī), ūdeņraža uzglabāšanas materiālos, optiskajā stiklā, lāzermateriālos, dažādos sakausējumu materiālos utt. Lantānu izmanto arī katalizatoros daudzu organisko ķīmisko produktu pagatavošanai. Zinātnieki lantānu ir nosaukuši par "superkalciju" tā ietekmes uz kultūraugiem dēļ.
2
Cērijs (CE)
Cēriju var izmantot kā katalizatoru, loka elektrodu un īpašu stiklu. Cērija sakausējums ir izturīgs pret augstu karstumu un to var izmantot reaktīvo dzinēju detaļu izgatavošanai.()Datu karte)
(1) Cērijs kā stikla piedeva var absorbēt ultravioletos un infrasarkanos starus, un to plaši izmanto automašīnu stiklos. Tas var ne tikai novērst ultravioletos starus, bet arī samazināt temperatūru automašīnas salonā, tādējādi ietaupot elektroenerģiju gaisa kondicionēšanai. Kopš 1997. gada Japānā visiem automobiļu stikliem tiek pievienots cērijs. 1996. gadā automašīnu stiklos tika izmantotas vismaz 2000 tonnas cērija, bet Amerikas Savienotajās Valstīs - vairāk nekā 1000 tonnas.
(2) Pašlaik cēriju izmanto automobiļu izplūdes gāzu attīrīšanas katalizatoros, kas var efektīvi novērst liela daudzuma automobiļu izplūdes gāzu noplūdi gaisā. Cērija patēriņš Amerikas Savienotajās Valstīs veido vienu trešdaļu no kopējā retzemju patēriņa.
(3) Cērija sulfīdu var izmantot pigmentos svina, kadmija un citu videi un cilvēkiem kaitīgu metālu vietā. To var izmantot plastmasas, pārklājumu, tintes un papīra rūpniecības krāsošanai. Pašlaik vadošais uzņēmums ir Francijas Ronas Plankas lidosta.
(4) CE: LiSAF lāzera sistēma ir cietvielu lāzers, ko izstrādājušas Amerikas Savienotās Valstis. To var izmantot bioloģisko ieroču un zāļu atklāšanai, uzraugot triptofāna koncentrāciju. Cērijs tiek plaši izmantots daudzās jomās. Gandrīz visi retzemju metālu pielietojumi satur cēriju. Piemēram, pulēšanas pulveris, ūdeņraža uzglabāšanas materiāli, termoelektriskie materiāli, cērija volframa elektrodi, keramikas kondensatori, pjezoelektriskā keramika, cērija silīcija karbīda abrazīvi, degvielas elementu izejvielas, benzīna katalizatori, daži pastāvīgie magnētiskie materiāli, dažādi leģētie tēraudi un krāsainie metāli.
3
Prazeodīms (PR)
Prazeodīma neodīma sakausējums
(1) Prazeodīmu plaši izmanto celtniecības keramikā un ikdienas keramikas izstrādājumos. To var sajaukt ar keramikas glazūru, lai iegūtu krāsainu glazūru, un to var izmantot arī kā zemglazūras pigmentu. Pigments ir gaiši dzeltens ar tīru un elegantu krāsu.
(2) To izmanto pastāvīgo magnētu ražošanai. Izmantojot lētu prazeodīmu un neodīmu tīra neodīma vietā pastāvīgā magnēta materiāla ražošanā, tā skābekļa izturība un mehāniskās īpašības ir ievērojami uzlabojušās, un to var pārstrādāt dažādu formu magnētos. To plaši izmanto dažādās elektroniskās ierīcēs un motoros.
(3) Izmanto naftas katalītiskajā krekingā. Katalizatora aktivitāti, selektivitāti un stabilitāti var uzlabot, pievienojot bagātinātu prazeodīmu un neodīmu Y ceolīta molekulārajam sietam, lai sagatavotu naftas krekinga katalizatoru. Ķīna sāka to izmantot rūpniecībā 20. gs. septiņdesmitajos gados, un patēriņš pieaug.
(4) Prazeodīmu var izmantot arī abrazīvai pulēšanai. Turklāt prazeodīmu plaši izmanto optisko šķiedru jomā.
4
Neodīms (nd)
Kāpēc M1 tanku var atrast pirmo? Tanks ir aprīkots ar Nd:YAG lāzera tālmēru, kas skaidrā dienasgaismā var sasniegt gandrīz 4000 metru attālumu.()Datu karte)
Līdz ar prazeodīma rašanos radās neodīms. Neodīma parādīšanās aktivizēja retzemju elementu nozari, spēlēja nozīmīgu lomu retzemju elementu jomā un ietekmēja retzemju tirgu.
Neodīms daudzus gadus ir kļuvis par karsto vietu tirgū, pateicoties tā unikālajai pozīcijai retzemju metālu jomā. Lielākais neodīma metāla lietotājs ir NdFeB pastāvīgā magnēta materiāls. NdFeB pastāvīgo magnētu parādīšanās ir ienesusi jaunu vitalitāti retzemju augsto tehnoloģiju jomā. NdFeB magnētu sauc par "pastāvīgo magnētu karali" tā augstās magnētiskās enerģijas produkta dēļ. To plaši izmanto elektronikā, mašīnbūvē un citās nozarēs, pateicoties tā izcilajai veiktspējai. Alfa magnētiskā spektrometra veiksmīgā izstrāde liecina, ka NdFeB magnētu magnētiskās īpašības Ķīnā ir sasniegušas pasaules līmeni. Neodīmu izmanto arī krāsaino metālu materiālos. Pievienojot 1,5-2,5% neodīma magnija vai alumīnija sakausējumam, var uzlabot sakausējuma augstās temperatūras veiktspēju, hermētiskumu un korozijas izturību. To plaši izmanto kā kosmosa materiālus. Turklāt ar neodīmu leģēts itrija alumīnija granāts rada īsviļņu lāzera staru, ko rūpniecībā plaši izmanto plānu materiālu, kuru biezums ir mazāks par 10 mm, metināšanā un griešanai. Medicīniskajā ārstēšanā Nd:YAG lāzeru izmanto ķirurģisko brūču noņemšanai vai dezinfekcijai skalpeļa vietā. Neodīmu izmanto arī stikla un keramikas materiālu krāsošanai un kā piedevu gumijas izstrādājumiem.
5
Trollium (Pm)
Tūlijs ir mākslīgs radioaktīvs elements, ko ražo kodolreaktoros (datu karte)
(1) var izmantot kā siltuma avotu. Nodrošina papildu enerģiju vakuuma noteikšanai un mākslīgajam satelītam.
(2) Pm147 izstaro zemas enerģijas β-starus, kurus var izmantot cimbalu bateriju ražošanā. Kā raķešu vadības instrumentu un pulksteņu barošanas avots. Šāda veida baterijas ir mazas un var nepārtraukti izmantot vairākus gadus. Turklāt prometiju izmanto arī pārnēsājamos rentgena instrumentos, fosfora sagatavošanā, biezuma mērīšanā un bākugunīs.
6
Samārijs (Sm)
Metāla samārijs (datu karte)
Sm ir gaiši dzeltens, un tas ir Sm-Co pastāvīgā magnēta izejmateriāls, un Sm-Co magnēts ir agrākais retzemju magnēts, ko izmanto rūpniecībā. Ir divu veidu pastāvīgie magnēti: SmCo5 sistēma un Sm2Co17 sistēma. 20. gs. 70. gadu sākumā tika izgudrota SmCo5 sistēma, bet vēlākā periodā — Sm2Co17 sistēma. Tagad prioritāte tiek piešķirta pēdējai. Samārija oksīda, ko izmanto samārija kobalta magnētā, tīrībai nav jābūt pārāk augstai. Ņemot vērā izmaksas, galvenokārt tiek izmantots aptuveni 95 % produktu. Turklāt samārija oksīdu izmanto arī keramikas kondensatoros un katalizatoros. Turklāt samārijam piemīt kodolīpašības, ko var izmantot kā konstrukcijas materiālus, ekranēšanas materiālus un vadības materiālus atomenerģijas reaktoriem, lai droši varētu izmantot milzīgo enerģiju, ko rada kodolu skaldīšana.
7
Eiropijs (Eu)
Eiropija oksīda pulveris (datu karte)
Europija oksīdu galvenokārt izmanto fosforu ražošanā (datu karte)
1901. gadā Eugene-Antole Demarcay atklāja jaunu elementu no "samārija" ar nosaukumu "europijs". Tas, iespējams, ir nosaukts pēc vārda "Eiropa". Europija oksīdu galvenokārt izmanto fluorescējoša pulvera ražošanā. Eu3+ tiek izmantots kā sarkanā fosfora aktivators, bet Eu2+ - kā zilā fosfora. Tagad Y2O2S:Eu3+ ir labākais fosfors gaismas efektivitātes, pārklājuma stabilitātes un pārstrādes izmaksu ziņā. Turklāt tas tiek plaši izmantots, pateicoties tehnoloģiju uzlabošanai, piemēram, gaismas efektivitātes un kontrasta uzlabošanai. Pēdējos gados Europija oksīds ir izmantots arī kā stimulētas emisijas fosfors jaunām rentgena medicīniskās diagnostikas sistēmām. Europija oksīdu var izmantot arī krāsainu lēcu un optisko filtru ražošanā, magnētisko burbuļu uzglabāšanas ierīcēs. Tas var parādīt savas talantus arī vadības materiālos, ekranēšanas materiālos un atomreaktoru konstrukcijas materiālos.
8
Gadolīnijs (Gd)
Gadolīnijs un tā izotopi ir visefektīvākie neitronu absorbētāji un tos var izmantot kā kodolreaktoru inhibitorus. (datu karte)
(1) Tā ūdenī šķīstošais paramagnētiskais komplekss var uzlabot cilvēka ķermeņa NMR attēlveidošanas signālu medicīniskā ārstēšanā.
(2) Tā sēra oksīdu var izmantot kā osciloskopa lampas un rentgena ekrāna matricas režģi ar īpašu spilgtumu.
(3) Gadolīnijs gadolīnijā. Gallija granāts ir ideāls atsevišķs substrāts burbuļu atmiņas veidošanai.
(4) To var izmantot kā cietu magnētisko dzesēšanas vidi bez Camot cikla ierobežojumiem.
(5) To izmanto kā inhibitoru, lai kontrolētu atomelektrostaciju ķēdes reakcijas līmeni, lai nodrošinātu kodolreakciju drošību.
(6) To izmanto kā samārija kobalta magnēta piedevu, lai nodrošinātu, ka veiktspēja nemainās atkarībā no temperatūras.
9
Terbijs (Tb)
Terbija oksīda pulveris (datu karte)
Terbija pielietojums galvenokārt ir saistīts ar augsto tehnoloģiju jomu, kas ir progresīvs projekts ar tehnoloģiski ietilpīgu un zināšanu ietilpīgu raksturu, kā arī projekts ar ievērojamu ekonomisko labumu un pievilcīgām attīstības perspektīvām.
(1) Fosforus izmanto kā zaļā pulvera aktivatorus trīskrāsu fosforos, piemēram, ar terbiju aktivētā fosfāta matricā, ar terbiju aktivētā silikāta matricā un ar terbiju aktivētā cērija-magnija alumināta matricā, kas visi ierosinātā stāvoklī izstaro zaļo gaismu.
(2) Magnetooptiskie atmiņas materiāli. Pēdējos gados terbija magnetooptiskie materiāli ir sasnieguši masveida ražošanas mērogu. Kā datoru atmiņas elementi tiek izmantoti no Tb-Fe amorfām plēvēm izgatavoti magnetooptiskie diski, un atmiņas ietilpība tiek palielināta 10–15 reizes.
(3) Magnetooptiskais stikls, terbiju saturošs Faraday rotējošais stikls, ir galvenais materiāls rotatoru, izolatoru un anulatoru ražošanā, ko plaši izmanto lāzertehnoloģijās. Īpaši terfenola izstrāde ir pavērusi jaunu terfenola pielietojumu, kas ir jauns materiāls, kas atklāts 20. gs. septiņdesmitajos gados. Puse no šī sakausējuma sastāv no terbija un disprozija, dažreiz ar holmiju, bet pārējais ir dzelzs. Šo sakausējumu pirmo reizi izstrādāja Eimsa laboratorija Aiovā, ASV. Kad terfenolu ievieto magnētiskajā laukā, tā izmērs mainās vairāk nekā parastajiem magnētiskajiem materiāliem, kas var nodrošināt precīzas mehāniskas kustības. Terbija disprozija dzelzi sākotnēji galvenokārt izmanto sonāros, un pašlaik to plaši izmanto daudzās jomās. Sākot ar degvielas iesmidzināšanas sistēmu, šķidruma vārstu vadību, mikropozicionēšanu, beidzot ar mehāniskiem izpildmehānismiem, mehānismiem un spārnu regulatoriem lidmašīnu kosmosa teleskopiem.
10
Dy (Dy)
Metāla disprozijs (datu karte)
(1) Kā NdFeB pastāvīgo magnētu piedeva, aptuveni 2–3 % disprozija pievienošana šim magnētam var uzlabot tā koercīvo spēku. Agrāk disprozija pieprasījums nebija liels, bet, pieaugot NdFeB magnētu pieprasījumam, tas kļuva par nepieciešamu piedevas elementu, un tā pakāpei jābūt aptuveni 95–99,9 %, un pieprasījums arī strauji pieauga.
(2) Disprozijs tiek izmantots kā fosfora aktivators. Trīsvērtīgais disprozijs ir daudzsološs trīskrāsu luminiscējošu materiālu ar vienu luminiscējošu centru aktivējošais jons. Tas galvenokārt sastāv no divām emisijas joslām: viena ir dzeltenās gaismas emisija, otra ir zilās gaismas emisija. Ar disproziju leģētus luminiscējošus materiālus var izmantot kā trīskrāsu fosforus.
(3) Disprozijs ir nepieciešama metāla izejviela terfenola sakausējuma ražošanai magnetostriktīvajā sakausējumā, kas var realizēt dažas precīzas mehāniskās kustības darbības. (4) Disprozija metālu var izmantot kā magnetooptisku atmiņas materiālu ar augstu ierakstīšanas ātrumu un nolasīšanas jutību.
(5) Disprosija lampu pagatavošanā izmantotā darba viela ir disprosija jodīds, kam piemīt tādas priekšrocības kā augsts spilgtums, laba krāsa, augsta krāsu temperatūra, mazs izmērs, stabila loka un tā tālāk, un to izmanto kā apgaismojuma avotu filmām un drukāšanai.
(6) Disprosiju izmanto neitronu enerģijas spektra mērīšanai vai kā neitronu absorbētāju atomenerģijas rūpniecībā, jo tam ir liels neitronu uztveršanas šķērsgriezuma laukums.
(7) Dy3Al5O12 var izmantot arī kā magnētisku darba vielu magnētiskajā saldēšanā. Attīstoties zinātnei un tehnoloģijām, disprosija pielietojuma jomas nepārtraukti paplašināsies.
11
Holmijs (Ho)
Ho-Fe sakausējums (datu karte)
Pašlaik dzelzs pielietojuma joma ir jāturpina attīstīt, un patēriņš nav īpaši liels. Nesen Baotou Steel Retzemju pētniecības institūts ir ieviesis augstas temperatūras un augsta vakuuma destilācijas attīrīšanas tehnoloģiju un izstrādājis augstas tīrības pakāpes metālu Qin Ho/>RE>99,9% ar zemu neretzemju piemaisījumu saturu.
Pašlaik galvenie slēdzeņu izmantošanas veidi ir:
(1) Kā metāla halogēna lampu piedeva, metāla halogēna lampa ir gāzizlādes spuldzes veids, kas izstrādāta uz augstspiediena dzīvsudraba lampas bāzes, un tās īpašība ir tā, ka spuldze ir piepildīta ar dažādiem retzemju halogenīdiem. Pašlaik galvenokārt tiek izmantoti retzemju jodīdi, kas gāzizlādes laikā izstaro dažādas spektra līnijas. Dzelzs lampā izmantotā darba viela ir chinjodīds. Loka zonā var iegūt lielāku metāla atomu koncentrāciju, tādējādi ievērojami uzlabojot starojuma efektivitāti.
(2) Dzelzi var izmantot kā piedevu dzelzs vai miljardu alumīnija granāta reģistrēšanai
(3) Ar Khinu leģēts alumīnija granāts (Ho: YAG) var izstarot 2 μm lāzeru, un 2 μm lāzera absorbcijas ātrums cilvēka audos ir augsts, gandrīz par trim lieluma kārtām lielāks nekā Hd: YAG. Tādēļ, izmantojot Ho: YAG lāzeru medicīniskām operācijām, tas var ne tikai uzlabot operācijas efektivitāti un precizitāti, bet arī samazināt termiskā bojājuma laukumu. Slēdzenes kristāla radītais brīvais stars var likvidēt taukus, neradot pārmērīgu karstumu. Lai samazinātu termiskos bojājumus veseliem audiem, tiek ziņots, ka glaukomas ārstēšana ar w-lāzera palīdzību Amerikas Savienotajās Valstīs var mazināt operācijas sāpes. Ķīnā 2 μm lāzerkristālu līmenis ir sasniedzis starptautisku līmeni, tāpēc ir nepieciešams izstrādāt un ražot šāda veida lāzerkristālus.
(4) Magnetostriktīvajam sakausējumam Terfenol-D var pievienot arī nelielu daudzumu Cr, lai samazinātu piesātinājuma magnetizācijai nepieciešamo ārējo lauku.
(5) Turklāt ar dzelzi leģētu šķiedru var izmantot šķiedru lāzeru, šķiedru pastiprinātāju, šķiedru sensoru un citu optisko sakaru ierīču izgatavošanai, kam būs nozīmīgāka loma mūsdienu ātrajā optisko šķiedru komunikācijā.
12
Erbijs (ER)
Erbija oksīda pulveris (informācijas tabula)
(1) Er3+ gaismas emisija pie 1550 nm ir īpaši nozīmīga, jo šajā viļņa garumā optiskās šķiedras sakaros ir viszemākie zudumi. Pēc ierosināšanas ar 980 nm un 1480 nm gaismu, ēsmas jons (Er3+) pāriet no pamatstāvokļa 4115/2 uz augstas enerģijas stāvokli 4I13/2. Kad Er3+ no augstas enerģijas stāvokļa atgriežas pamatstāvoklī, tas izstaro 1550 nm gaismu. Kvarca šķiedra var pārraidīt dažāda viļņa garuma gaismu, tomēr 1550 nm joslas optiskā vājināšanās ātrums ir viszemākais (0,15 dB/km), kas gandrīz atbilst vājināšanās ātruma apakšējai robežai. Tāpēc optiskās šķiedras sakaru optiskie zudumi ir minimāli, ja to izmanto kā signāla gaismu 1550 nm diapazonā. Tādā veidā, ja atbilstošajā matricā tiek sajaukta atbilstoša ēsmas koncentrācija, pastiprinātājs var kompensēt zudumus sakaru sistēmā pēc lāzera principa. Tāpēc telekomunikāciju tīklā, kuram jāpastiprina 1550 nm optiskais signāls, ar ēsmu leģēts šķiedras pastiprinātājs ir būtiska optiskā ierīce. Pašlaik ir komercializēts ar ēsmu leģēts silīcija dioksīda šķiedras pastiprinātājs. Tiek ziņots, ka, lai izvairītos no nevajadzīgas absorbcijas, leģētā daudzuma daudzums optiskajā šķiedrā ir desmitiem līdz simtiem ppm. Optisko šķiedru sakaru straujā attīstība pavērs jaunas pielietojuma jomas.
(2) (2) Turklāt ar ēsmu leģētais lāzera kristāls un tā izstarotais 1730 nm lāzers un 1550 nm lāzers ir droši cilvēka acīm, tiem ir laba atmosfēras pārraides veiktspēja, spēcīga iekļūšanas spēja kaujas lauka dūmos, laba drošība, ienaidniekam tos nav viegli atklāt, un militāro mērķu starojuma kontrasts ir liels. Tas ir pārveidots par pārnēsājamu lāzera tālmēru, kas ir drošs cilvēka acīm militārām vajadzībām.
(3) (3) Er3+ var pievienot stiklam, lai iegūtu retzemju stikla lāzermateriālu, kas ir cietais lāzermateriāls ar vislielāko izejas impulsa enerģiju un vislielāko izejas jaudu.
(4) Er3+ var izmantot arī kā aktīvu jonu retzemju elementu augšupkonversijas lāzermateriālos.
(5) (5) Turklāt ēsmu var izmantot arī glāžu, stikla un kristāla stikla atkrāsošanai un krāsošanai.
13
Tūlijs (™)
Pēc apstarošanas kodolreaktorā tūlijs rada izotopu, kas var izstarot rentgena starojumu, ko var izmantot kā pārnēsājamu rentgena starojuma avotu.()Datu karte)
(1)TM tiek izmantots kā pārnēsājamas rentgena iekārtas staru avots. Pēc apstarošanas kodolreaktorā,TMražo tāda veida izotopu, kas var izstarot rentgena starojumu, ko var izmantot pārnēsājama asins apstarotāja izgatavošanai. Šāda veida radiometrs var pārveidot Ju-169 parTM-170 tālās un vidējās gaismas iedarbībā un izstaro rentgena starus, lai apstarotu asinis un samazinātu leikocītu skaitu. Tieši šīs leikocītes izraisa transplantētu orgānu atgrūšanu, lai samazinātu orgānu agrīnu atgrūšanu.
(2) (2)TMTo var izmantot arī audzēja klīniskajā diagnostikā un ārstēšanā, jo tam ir augsta afinitāte pret audzēja audiem, smagie retzemju elementi ir saderīgāki par vieglajiem retzemju elementiem, īpaši Yu afinitāte ir vislielākā.
(3) (3) Rentgenstaru sensibilizators Laobr: br (zils) tiek izmantots kā aktivators rentgenstaru sensibilizācijas ekrāna fosforā, lai uzlabotu optisko jutību, tādējādi samazinot rentgenstaru iedarbību un kaitējumu cilvēkiem. Radiācijas deva ir 50%, kam ir svarīga praktiska nozīme medicīnā.
(4) (4) Metāla halogenīdu lampu var izmantot kā piedevu jaunā apgaismojuma avotā.
(5) (5) Tm3+ var pievienot stiklam, lai izgatavotu retzemju stikla lāzera materiālu, kas ir cietvielu lāzera materiāls ar lielāko izejas impulsu un vislielāko izejas jaudu. Tm3+ var izmantot arī kā retzemju augšupkonversijas lāzera materiālu aktivācijas jonu.
14
Iterbijs (Yb)
Iterbija metāls (datu karte)
(1) Kā termiski aizsargājošs pārklājuma materiāls. Rezultāti liecina, ka spogulis var ievērojami uzlabot elektroķīmiski nogulsnēta cinka pārklājuma korozijas izturību, un pārklājuma ar spoguli graudu izmērs ir mazāks nekā pārklājumam bez spoguļa.
(2) Kā magnetostriktīvs materiāls. Šim materiālam piemīt milzu magnetostrikcijas īpašības, tas ir, tā izplešanās magnētiskajā laukā. Sakausējums galvenokārt sastāv no spoguļa/ferīta sakausējuma un disprozija/ferīta sakausējuma, un, lai radītu milzu magnetostrikciju, tiek pievienota noteikta daļa mangāna.
(3) Spoguļa elements, ko izmanto spiediena mērīšanai. Eksperimenti liecina, ka spoguļa elementa jutība kalibrētajā spiediena diapazonā ir augsta, kas paver jaunu veidu spoguļa pielietošanai spiediena mērīšanā.
(4) Uz sveķu bāzes veidotas dzerokļu dobumu plombas, lai aizstātu agrāk plaši izmantoto sudraba amalgamu.
(5) Japānas zinātnieki ir veiksmīgi pabeiguši spoguļleģēta vanādija bata granāta iegultā līnijas viļņvada lāzera izstrādi, kam ir liela nozīme lāzertehnoloģiju tālākā attīstībā. Turklāt spogulis tiek izmantots arī fluorescējoša pulvera aktivatoram, radiokeramikai, elektronisko datoru atmiņas elementu (magnētisko burbuļu) piedevai, stikla šķiedras plūsmai un optiskā stikla piedevai utt.
15
Lutēcijs (Lu)
Lutēcija oksīda pulveris (datu karte)
Itrija lutēcija silikāta kristāls (datu karte)
(1) izgatavot dažus īpašus sakausējumus. Piemēram, lutēcija alumīnija sakausējumu var izmantot neitronu aktivācijas analīzei.
(2) Stabiliem lutēcija nuklīdiem ir katalītiska loma naftas krekingā, alkilēšanā, hidrogenēšanā un polimerizācijā.
(3) Itrija dzelzs vai itrija alumīnija granāta pievienošana var uzlabot dažas īpašības.
(4) Magnētiskā burbuļu rezervuāra izejvielas.
(5) Kompozīts funkcionāls kristāls, ar lutēciju leģēts alumīnija itrija neodīma tetraborāts, pieder pie sāls šķīduma dzesēšanas kristālu augšanas tehniskās jomas. Eksperimenti liecina, ka ar lutēciju leģēts NYAB kristāls ir pārāks par NYAB kristāliem optiskās vienmērības un lāzera veiktspējas ziņā.
(6) Ir atklāts, ka lutēcijam ir potenciāls pielietojums elektrohromajos displejos un zemas dimensijas molekulārajos pusvadītājos. Turklāt lutēciju izmanto arī enerģijas akumulatoru tehnoloģijā un fosfora aktivatorā.
16
Itrijs (y)
Itrijs tiek plaši izmantots, itrija alumīnija granātu var izmantot kā lāzermateriālu, itrija dzelzs granātu izmanto mikroviļņu tehnoloģijā un akustiskās enerģijas pārnesē, bet ar eiropiju leģētu itrija vanadātu un ar eiropiju leģētu itrija oksīdu izmanto kā fosforus krāsu televizoriem. (datu karte)
(1) Piedevas tēraudam un krāsaino metālu sakausējumiem. FeCr sakausējums parasti satur 0,5–4 % itrija, kas var uzlabot šo nerūsējošo tēraudu oksidēšanās izturību un plastiskumu; MB26 sakausējuma visaptverošās īpašības ievērojami uzlabojas, pievienojot atbilstošu daudzumu itrija bagātu jauktu retzemju elementu, kas var aizstāt dažus vidēji stiprus alumīnija sakausējumus un tikt izmantoti lidmašīnu sprieguma detaļās. Pievienojot nelielu daudzumu itrija bagātu retzemju elementu Al-Zr sakausējumam, var uzlabot šī sakausējuma vadītspēju; šo sakausējumu ir pieņēmušas lielākā daļa stiepļu rūpnīcu Ķīnā. Itrija pievienošana vara sakausējumam uzlabo vadītspēju un mehānisko izturību.
(2) Dzinēja detaļu izstrādei var izmantot silīcija nitrīda keramikas materiālu, kas satur 6% itrija un 2% alumīnija.
(3) Nd:Y:Al:Granāts lāzera stars ar 400 vatu jaudu tiek izmantots lielu detaļu urbšanai, griešanai un metināšanai.
(4) Elektronmikroskopa ekrānam, kas sastāv no Y-Al granāta monokristāla, ir augsts fluorescences spilgtums, zema izkliedētās gaismas absorbcija, kā arī laba izturība pret augstu temperatūru un mehānisko nodilumizturību.
(5) Augsta itrija satura strukturālais sakausējums, kas satur 90% itrija, var tikt izmantots aviācijā un citās vietās, kur nepieciešams zems blīvums un augsta kušanas temperatūra.
(6) Ar itriju leģēts SrZrO3 augstas temperatūras protonu vadošs materiāls, kas pašlaik piesaista lielu uzmanību, ir ļoti nozīmīgs degvielas elementu, elektrolītisko elementu un gāzes sensoru ražošanā, kuriem nepieciešama augsta ūdeņraža šķīdība. Turklāt itrijs tiek izmantots arī kā augstas temperatūras izsmidzināms materiāls, atomu reaktoru degvielas atšķaidītājs, piedeva pastāvīgajiem magnētiskajiem materiāliem un getter elektronikas rūpniecībā.
17
Skandijs (Sc)
Metāla skandijs (datu karte)
Salīdzinot ar itrija un lantanīdu elementiem, skandijam ir īpaši mazs jonu rādiuss un īpaši vāja hidroksīda sārmainība. Tāpēc, sajaucot skandiju un retzemju elementus, apstrādājot ar amonjaku (vai ļoti atšķaidītu sārmu), skandijs vispirms nogulsnējas, tāpēc to var viegli atdalīt no retzemju elementiem ar "frakcionētas nogulsnēšanas" metodi. Cita metode ir nitrātu polarizācijas sadalīšanās izmantošana atdalīšanai. Skandija nitrāts ir visvieglāk sadalāms, tādējādi sasniedzot atdalīšanas mērķi.
Sc var iegūt elektrolīzes ceļā. Skandija rafinēšanas laikā ScCl3, KCl un LiCl tiek kopā izkausēti, un izkausētais cinks tiek izmantots kā katods elektrolīzē, lai skandijs nogulsnētos uz cinka elektroda, un pēc tam cinks tiek iztvaicēts, iegūstot skandiju. Turklāt skandiju var viegli atgūt, apstrādājot rūdu urāna, torija un lantanīdu elementu ražošanai. Viens no svarīgākajiem skandija avotiem ir arī visaptveroša saistītā skandija atgūšana no volframa un alvas rūdas. Skandijs ir mgalvenokārt trīsvērtīgā stāvoklī savienojumā, kas gaisā viegli oksidējas par Sc2O3, zaudē metālisko spīdumu un kļūst tumši pelēks.
Galvenie skandija izmantošanas veidi ir:
(1) Skandijs var reaģēt ar karstu ūdeni, atbrīvojot ūdeņradi, un tas šķīst arī skābē, tāpēc tas ir spēcīgs reducētājs.
(2) Skandija oksīds un hidroksīds ir tikai sārmaini, bet tā sāls pelni gandrīz nevar hidrolizēties. Skandija hlorīds ir balts kristāls, šķīst ūdenī un šķīst gaisā. (3) Metalurģijas rūpniecībā skandiju bieži izmanto sakausējumu (sakausējumu piedevu) ražošanā, lai uzlabotu sakausējumu izturību, cietību, karstumizturību un veiktspēju. Piemēram, neliela skandija daudzuma pievienošana izkausētam dzelzs var ievērojami uzlabot čuguna īpašības, savukārt neliela skandija daudzuma pievienošana alumīnijam var uzlabot tā izturību un karstumizturību.
(4) Elektronikas rūpniecībā skandiju var izmantot dažādās pusvadītāju ierīcēs. Piemēram, skandija sulfīta pielietojums pusvadītājos ir piesaistījis uzmanību gan mājās, gan ārzemēs, un daudzsološs ir arī ferīts, kas satur skandiju.datoru magnētiskie kodoli.
(5) Ķīmiskajā rūpniecībā skandija savienojumu izmanto kā spirta dehidrēšanas un dehidratācijas līdzekli, kas ir efektīvs katalizators etilēna un hlora ražošanai no sālsskābes atkritumiem.
(6) Stikla rūpniecībā var ražot īpašus stiklus, kas satur skandiju.
(7) Elektrisko gaismas avotu nozarē skandija un nātrija lampām, kas izgatavotas no skandija un nātrija, ir augsta efektivitāte un pozitīva gaismas krāsa.
(8) Dabā skandijs pastāv 45Sc formā. Turklāt pastāv deviņi skandija radioaktīvie izotopi, proti, 40~44Sc un 46~49Sc. Starp tiem 46Sc kā marķieris ir izmantots ķīmiskajā rūpniecībā, metalurģijā un okeanogrāfijā. Medicīnā ir cilvēki ārzemēs, kas pēta 46Sc izmantošanu vēža ārstēšanā.
Publicēšanas laiks: 2022. gada 4. jūlijs