AĮprasta metafora yra ta, kad jei nafta yra pramonės kraujas, tai retieji žemės metalai yra pramonės vitaminas.
Retieji žemiai yra metalų grupės santrumpa. Retųjų žemių elementai (REE) buvo atrasti vienas po kito nuo XVIII a. pabaigos. Yra 17 REE rūšių, įskaitant 15 lantanidų periodinėje cheminių elementų lentelėje – lantaną (La), cerį (Ce), praseodimį (Pr), neodimį (Nd), prometį (Pm) ir kt. Šiuo metu jie plačiai naudojami daugelyje sričių, tokių kaip elektronika, naftos chemija ir metalurgija. Beveik kas 3–5 metus mokslininkai atranda naujų retųjų žemių panaudojimo būdų, ir vienas iš šešių išradimų negali būti atskirtas nuo retųjų žemių.
Kinija yra turtinga retųjų žemių mineralų, pirmauja trijuose pasauliniuose rodikliuose: pirmauja pagal išteklių atsargas – apie 23 %; pirmauja pagal produkciją – 80–90 % visų pasaulio retųjų žemių prekių; pirmauja pagal pardavimų apimtį – 60–70 % retųjų žemių produktų eksportuojama į užsienį. Tuo pačiu metu Kinija yra vienintelė šalis, galinti tiekti visas 17 rūšių retųjų žemių metalų, ypač vidutinio ir sunkaus svorio retųjų žemių, kurie yra išskirtinai naudojami kariniams tikslams. Kinijos dalis yra pavydėtina.
RŽemė yra vertingas strateginis išteklius, žinomas kaip „pramoninis mononatrio glutamatas“ ir „naujų medžiagų motina“, plačiai naudojamas pažangiausiose mokslo ir technologijų srityse bei karinėje pramonėje. Pasak Pramonės ir informacinių technologijų ministerijos, funkcinės medžiagos, tokios kaip retųjų žemių nuolatiniai magnetai, liuminescencija, vandenilio kaupimas ir katalizė, tapo nepakeičiamomis žaliavomis aukštųjų technologijų pramonės šakose, tokiose kaip pažangios įrangos gamyba, naujos energijos ir besiformuojančios pramonės šakos. Ji taip pat plačiai naudojama elektronikoje, naftos chemijos pramonėje, metalurgijoje, mašinų gamyboje, naujos energijos, lengvosios pramonės, aplinkos apsaugos, žemės ūkio ir kt. srityse.
Jau 1983 m. Japonija įdiegė strateginių retų mineralų rezervų sistemą, o 83 % jos vietinių retųjų žemių elementų buvo iš Kinijos.
Dar kartą pažvelkime į Jungtines Valstijas – jos retųjų žemių atsargos nusileidžia tik Kinijai, tačiau retosios žemės yra visos lengvosios retosios žemės, kurios skirstomos į sunkiąsias ir lengvąsias retąsias žemes. Sunkiosios retosios žemės yra labai brangios, o lengvųjų retųjų žemių kasyba yra neekonomiška, todėl pramonės atstovai jas pavertė netikrais retaisiais žemiais. 80 % JAV retųjų žemių importo yra iš Kinijos.
Draugas Deng Xiaoping kartą pasakė: „Artimųjų Rytų šalyse yra naftos, o Kinijoje – retųjų žemių elementų.“ Jo žodžių prasmė akivaizdi. Retieji žemiai yra ne tik būtinas „mononiatrio glutamatas“ 1/5 pasaulio aukštųjų technologijų produktų, bet ir galingas derybų elementas Kinijai prie pasaulinių derybų stalo ateityje. Saugoti ir moksliškai naudoti retųjų žemių išteklius. Pastaraisiais metais daugelio kilnių idealų siekiančių žmonių raginimas laikytis nacionalinės strategijos, kuria siekiama užkirsti kelią aklai pardavinėti ir eksportuoti brangius retųjų žemių išteklius į Vakarų šalis. 1992 m. Deng Xiaoping aiškiai pareiškė, kad Kinija yra didelė retųjų žemių šalis.
17 retųjų žemių panaudojimo būdų sąrašas
1. Lantanas naudojamas lydinių medžiagose ir žemės ūkio plėvelėse.
Ceris plačiai naudojamas automobilių stikluose
3-praseodimis yra plačiai naudojamas keraminiuose pigmentuose
Neodimis plačiai naudojamas aviacijos ir kosmoso medžiagose
5 cimbolai suteikia pagalbinę energiją palydovams
6-ojo samario panaudojimas atominės energijos reaktoriuje
7 europiumas gamina lęšius ir skystųjų kristalų ekranus
Gadolinis 8 medicininiam magnetinio rezonanso vaizdavimui
9 terbis naudojamas orlaivių sparnų reguliatoriuose
10 erbio atomų naudojamas lazeriniuose tolimačiuose kariniuose reikaluose.
11 disprozis naudojamas kaip apšvietimo šaltinis plėvelėms ir spausdinimui
12 holmio išmetimas naudojamas optinių ryšio įrenginių gamyboje.
13 tulis naudojamas klinikinei diagnostikai ir navikų gydymui
14 iterbio priedas kompiuterio atminties elementui
15-liutecio panaudojimas energijos akumuliatorių technologijoje
16 itrio gamina laidus ir orlaivių jėgos komponentus
Skandis dažnai naudojamas lydiniams gaminti.
Išsamesnė informacija yra tokia:
1
Lantanas (LA)
Persijos įlankos kare naktinio matymo prietaisas su retųjų žemių elementu lantanu tapo pagrindiniu JAV tankų šaltiniu. Paveikslėlyje aukščiau parodyti lantano chlorido milteliai.()Duomenų žemėlapis)
Lantanas plačiai naudojamas pjezoelektrinėse medžiagose, elektroterminėse medžiagose, termoelektrinėse medžiagose, magnetoresistinėse medžiagose, liuminescencinėse medžiagose (mėlyni milteliai), vandenilio kaupimo medžiagose, optiniame stikle, lazerinėse medžiagose, įvairiose lydinių medžiagose ir kt. Lantanas taip pat naudojamas katalizatoriuose, skirtuose daugelio organinių cheminių produktų gamybai. Mokslininkai lantaną pavadino „superkalciu“ dėl jo poveikio augalams.
2
Ceris (CE)
Ceris gali būti naudojamas kaip katalizatorius, lanko elektrodas ir specialus stiklas. Cerio lydinys yra atsparus aukštai temperatūrai ir gali būti naudojamas reaktyvinių variklių dalims gaminti.()Duomenų žemėlapis)
(1) Ceris, kaip stiklo priedas, gali sugerti ultravioletinius ir infraraudonuosius spindulius ir buvo plačiai naudojamas automobilių stikluose. Jis gali ne tik apsaugoti nuo ultravioletinių spindulių, bet ir sumažinti temperatūrą automobilio viduje, taip taupant elektros energiją oro kondicionavimui. Nuo 1997 m. ceris dedamas į visus automobilių stiklus Japonijoje. 1996 m. automobilių stikluose buvo sunaudota mažiausiai 2000 tonų cerio, o Jungtinėse Valstijose – daugiau nei 1000 tonų.
(2) Šiuo metu ceris naudojamas automobilių išmetamųjų dujų valymo katalizatoriuose, kurie gali veiksmingai užkirsti kelią dideliam automobilių išmetamųjų dujų kiekiui patekti į orą. Cerio suvartojimas Jungtinėse Valstijose sudaro trečdalį viso retųjų žemių suvartojimo.
(3) Cerio sulfidas gali būti naudojamas pigmentuose vietoj švino, kadmio ir kitų metalų, kurie yra kenksmingi aplinkai ir žmonėms. Jis gali būti naudojamas plastikų, dangų, rašalo ir popieriaus pramonės dažymui. Šiuo metu pirmaujanti bendrovė yra Prancūzijos Ronos-Plancko bendrovė.
(4) CE: LiSAF lazerinė sistema yra kietojo kūno lazeris, sukurtas Jungtinėse Valstijose. Jis gali būti naudojamas biologiniams ginklams ir vaistams aptikti stebint triptofano koncentraciją. Ceris plačiai naudojamas daugelyje sričių. Ceris yra naudojamas beveik visuose retųjų žemių elementuose, tokiuose kaip poliravimo milteliai, vandenilio kaupimo medžiagos, termoelektrinės medžiagos, cerio volframo elektrodai, keraminiai kondensatoriai, pjezoelektrinė keramika, cerio silicio karbido abrazyvai, kuro elementų žaliavos, benzino katalizatoriai, kai kurios nuolatinės magnetinės medžiagos, įvairūs legiruoti plienai ir spalvotieji metalai.
3
Prazeodimis (PR)
Prazeodimio neodimio lydinys
(1) Prazeodimis plačiai naudojamas statybinėje keramikoje ir kasdienio naudojimo keramikoje. Jį galima maišyti su keramikos glazūra, kad būtų gauta spalvota glazūra, taip pat naudoti kaip poglazūrinį pigmentą. Pigmentas yra šviesiai geltonos spalvos, grynos ir elegantiškos spalvos.
(2) Jis naudojamas nuolatiniams magnetams gaminti. Naudojant pigų praseodimį ir neodimį vietoj gryno neodimio metalo, kad būtų pagaminta nuolatinio magneto medžiaga, jos atsparumas deguoniui ir mechaninės savybės akivaizdžiai pagerėja, o jį galima perdirbti į įvairių formų magnetus. Jis plačiai naudojamas įvairiuose elektroniniuose prietaisuose ir varikliuose.
(3) Naudojamas naftos kataliziniame krekinge. Katalizatoriaus aktyvumą, selektyvumą ir stabilumą galima pagerinti į Y ceolito molekulinį sietą įdedant praturtinto prazeodimio ir neodimio, kad būtų paruoštas naftos krekingo katalizatorius. Kinija pradėjo jį naudoti pramonėje aštuntajame dešimtmetyje, o vartojimas didėja.
(4) Prazeodimis taip pat gali būti naudojamas abrazyviniam poliravimui. Be to, praseodimis plačiai naudojamas optinių skaidulų srityje.
4
Neodimis (nd)
Kodėl M1 tanką galima rasti pirmiausia? Tankas aprūpintas Nd:YAG lazeriniu atstumo ieškikliu, kuris giedroje dienos šviesoje gali pasiekti beveik 4000 metrų atstumą.()Duomenų žemėlapis)
Atsiradus praseodimiui, atsirado neodimis. Neodimio atsiradimas suaktyvino retųjų žemių sritį, atliko svarbų vaidmenį retųjų žemių srityje ir turėjo įtakos retųjų žemių rinkai.
Dėl unikalios padėties retųjų žemių srityje neodimis jau daugelį metų yra populiari rinkos dalis. Didžiausias neodimio metalo naudotojas yra NdFeB nuolatinių magnetų medžiaga. NdFeB nuolatinių magnetų atsiradimas įnešė naujos gyvybės į retųjų žemių aukštųjų technologijų sritį. NdFeB magnetas vadinamas „nuolatinių magnetų karaliumi“ dėl savo didelės magnetinės energijos. Dėl puikių eksploatacinių savybių jis plačiai naudojamas elektronikoje, mašinų ir kitose pramonės šakose. Sėkmingas alfa magnetinio spektrometro sukūrimas rodo, kad NdFeB magnetų magnetinės savybės Kinijoje pasiekė pasaulinį lygį. Neodimis taip pat naudojamas spalvotųjų metalų medžiagose. Į magnio arba aliuminio lydinį įdėjus 1,5–2,5 % neodimio, galima pagerinti lydinio atsparumą aukštai temperatūrai, sandarumą ir korozijai. Jis plačiai naudojamas kaip aviacijos ir kosmoso medžiagos. Be to, neodimiu legiruotas itrio aliuminio granatas sukuria trumpųjų bangų lazerio spindulį, kuris pramonėje plačiai naudojamas plonoms, mažesniems nei 10 mm storio medžiagoms suvirinti ir pjauti. Medicininiame gydyme Nd:YAG lazeris naudojamas chirurginėms žaizdoms šalinti arba žaizdoms dezinfekuoti vietoj skalpelio. Neodimis taip pat naudojamas stiklo ir keramikos medžiagoms dažyti ir kaip priedas gumos gaminiuose.
5
Trolis (Pm)
Tulis yra dirbtinis radioaktyvus elementas, gaminamas branduoliniuose reaktoriuose (duomenų žemėlapis)
(1) gali būti naudojamas kaip šilumos šaltinis. Suteikia pagalbinę energiją vakuuminiam aptikimui ir dirbtiniam palydovui.
(2) Pm147 skleidžia mažos energijos β spindulius, kurie gali būti naudojami cimbolų baterijoms gaminti. Maitinimo šaltiniai raketų valdymo prietaisams ir laikrodžiams. Šio tipo baterijos yra mažo dydžio ir gali būti nuolat naudojamos keletą metų. Be to, prometis taip pat naudojamas nešiojamuosiuose rentgeno prietaisuose, fosforo gamyboje, storio matavime ir švyturių lempose.
6
Samaris (Sm)
Metalinis samaris (duomenų žemėlapis)
Sm yra šviesiai geltonos spalvos ir yra Sm-Co nuolatinio magneto žaliava, o Sm-Co magnetas yra anksčiausiai pramonėje naudojamas retųjų žemių magnetas. Yra dviejų rūšių nuolatiniai magnetai: SmCo5 sistema ir Sm2Co17 sistema. Aštuntojo dešimtmečio pradžioje buvo išrasta SmCo5 sistema, o vėlesniu laikotarpiu – Sm2Co17 sistema. Dabar pastarosios paklausa yra prioritetinė. Samario oksido, naudojamo samario kobalto magnete, grynumas nebūtinai turi būti per didelis. Atsižvelgiant į kainą, daugiausia sunaudojama apie 95 % produktų. Be to, samario oksidas taip pat naudojamas keraminiuose kondensatoriuose ir katalizatoriuose. Be to, samaris turi branduolinių savybių, todėl gali būti naudojamas kaip konstrukcinė medžiaga, ekranuojanti medžiaga ir valdymo medžiaga atominės energijos reaktoriuose, kad būtų galima saugiai naudoti didžiulę branduolio dalijimosi metu susidarančią energiją.
7
Europis (Eu)
Europio oksido milteliai (duomenų žemėlapis)
Europio oksidas dažniausiai naudojamas fosforams (duomenų žemėlapis)
1901 m. Eugene-Antole Demarcay atrado naują elementą iš „samario“, pavadintą europiu. Jis tikriausiai pavadintas pagal žodį „Europa“. Europio oksidas dažniausiai naudojamas fluorescenciniams milteliams. Eu3+ naudojamas kaip raudonojo fosforo aktyvatorius, o Eu2+ – kaip mėlynojo fosforo. Dabar Y2O2S:Eu3+ yra geriausias fosforas šviesos efektyvumo, dangos stabilumo ir perdirbimo sąnaudų atžvilgiu. Be to, jis plačiai naudojamas dėl technologijų tobulėjimo, tokių kaip šviesos efektyvumo ir kontrasto gerinimas. Pastaraisiais metais europio oksidas taip pat naudojamas kaip stimuliuojamos emisijos fosforas naujose rentgeno medicininės diagnostikos sistemose. Europio oksidas taip pat gali būti naudojamas spalvotiems lęšiams ir optiniams filtrams gaminti, magnetiniams burbulų kaupimo įrenginiams. Jis taip pat gali būti naudojamas valdymo medžiagose, ekranavimo medžiagose ir atominių reaktorių konstrukcinėse medžiagose.
8
Gadolinis (Gd)
Gadolinis ir jo izotopai yra efektyviausi neutronų absorberiai ir gali būti naudojami kaip branduolinių reaktorių inhibitoriai. (duomenų žemėlapis)
(1) Vandenyje tirpus paramagnetinis kompleksas gali pagerinti žmogaus kūno BMR vaizdavimo signalą medicininiame gydyme.
(2) Jo sieros oksidas gali būti naudojamas kaip osciloskopo vamzdžio ir rentgeno spindulių ekrano matricos tinklelis su ypatingu ryškumu.
(3) Gadolinis, esantis gadolinio galio granate, yra idealus substratas burbulinės atminties susidarymui.
(4) Jis gali būti naudojamas kaip kieta magnetinė šaldymo terpė be Camot ciklo apribojimų.
(5) Jis naudojamas kaip inhibitorius branduolinių elektrinių grandininės reakcijos lygiui kontroliuoti, siekiant užtikrinti branduolinių reakcijų saugą.
(6) Jis naudojamas kaip samario kobalto magneto priedas, siekiant užtikrinti, kad veikimas nekistų kintant temperatūrai.
9
Terbis (Tb)
Terbio oksido milteliai (duomenų žemėlapis)
Terbio panaudojimas daugiausia susijęs su aukštųjų technologijų sritimi, kuri yra pažangiausias projektas, reikalaujantis daug technologijų ir žinių, taip pat projektas, teikiantis didelę ekonominę naudą ir patrauklias plėtros perspektyvas.
(1) Fosforos naudojamos kaip žalių miltelių aktyvatoriai trispalvėse fosforose, tokiose kaip terbio aktyvuota fosfato matrica, terbio aktyvuota silikato matrica ir terbio aktyvuota cerio-magnio aliuminato matrica, kurios visos sužadintos būsenos skleidžia žalią šviesą.
(2) Magnetooptinės saugojimo medžiagos. Pastaraisiais metais terbio magnetooptinės medžiagos pasiekė masinės gamybos mastą. Magnetooptiniai diskai, pagaminti iš Tb-Fe amorfinių plėvelių, naudojami kaip kompiuterių atminties elementai, o atminties talpa padidėja 10–15 kartų.
(3) Magnetooptinis stiklas, terbio turintis Faradėjaus rotacinis stiklas, yra pagrindinė medžiaga rotatoriams, izoliatoriams ir anulatoriams gaminti, kurie plačiai naudojami lazerių technologijose. Ypač TerFenol sukūrimas atvėrė naujas Terfenol taikymo sritis – tai nauja medžiaga, atrasta aštuntajame dešimtmetyje. Pusę šio lydinio sudaro terbis ir disprozis, kartais su holmiu, o likusi dalis – geležis. Lydinį pirmą kartą sukūrė Ames laboratorija Ajovoje, JAV. Kai terfenolis patenka į magnetinį lauką, jo dydis pasikeičia labiau nei įprastų magnetinių medžiagų, todėl galima atlikti tikslius mechaninius judesius. Terbio disprozio geležis iš pradžių daugiausia naudojama sonaruose, o dabar plačiai naudojama daugelyje sričių. Nuo degalų įpurškimo sistemų, skysčių vožtuvų valdymo, mikropozicionavimo iki mechaninių pavarų, mechanizmų ir sparnų reguliatorių orlaivių kosminiams teleskopams.
10
Dy (Dy)
Metalinis disprozis (duomenų žemėlapis)
(1) Kaip NdFeB nuolatinių magnetų priedas, į šį magnetą įdėjus apie 2–3 % disprozio, galima pagerinti jo koercinę jėgą. Anksčiau disprozio paklausa nebuvo didelė, tačiau didėjant NdFeB magnetų paklausai, jis tapo būtinu priedu, o jo kokybė turi būti apie 95–99,9 %, o paklausa taip pat sparčiai didėjo.
(2) Disprozis naudojamas kaip fosforo aktyvatorius. Trivalentis disprozis yra perspektyvus trispalvių liuminescencinių medžiagų su vienu liuminescenciniu centru aktyvuojantis jonas. Jį daugiausia sudaro dvi emisijos juostos: viena – geltonos šviesos emisija, kita – mėlynos šviesos emisija. Disproziu legiruotos liuminescencinės medžiagos gali būti naudojamos kaip trispalviai fosforai.
(3) Disprozis yra būtina metalo žaliava terfenolio lydiniui, naudojamam magnetostrikciniame lydinyje, kuris gali atlikti tikslius mechaninio judėjimo veiksmus. (4) Disprozio metalas gali būti naudojamas kaip magnetooptinė saugojimo medžiaga, pasižyminti dideliu įrašymo greičiu ir skaitymo jautrumu.
(5) Disprozio lempų gamyboje naudojama disprozio jodido darbinė medžiaga yra disprozio jodidas, pasižymintis dideliu ryškumu, gera spalva, aukšta spalvų temperatūra, mažu dydžiu, stabiliu lanku ir kitais privalumais, ir buvo naudojamas kaip apšvietimo šaltinis plėvelėms ir spausdinimui.
(6) Disprozis naudojamas neutronų energijos spektrui matuoti arba kaip neutronų absorberis atominės energetikos pramonėje dėl didelio neutronų gaudymo skerspjūvio ploto.
(7) Dy3Al5O12 taip pat gali būti naudojamas kaip magnetinė darbinė medžiaga magnetiniam šaldymui. Tobulėjant mokslui ir technologijoms, disprozio taikymo sritys nuolat plečiasi.
11
Holmis (Ho)
Ho-Fe lydinys (duomenų žemėlapis)
Šiuo metu geležies pritaikymo sritis turi būti toliau plėtojama, o suvartojimas nėra labai didelis. Neseniai „Baotou Steel“ retųjų žemių tyrimų institutas pritaikė aukštos temperatūros ir aukšto vakuumo distiliavimo valymo technologiją ir sukūrė didelio grynumo metalą Qin Ho/>RE>99,9% su mažu retųjų žemių priemaišų kiekiu.
Šiuo metu pagrindiniai spynų naudojimo būdai yra šie:
(1) Kaip metalo halogeninės lempos priedas, metalo halogeninė lempa yra dujų išlydžio lempa, sukurta aukšto slėgio gyvsidabrio lempos pagrindu, ir jos savybė yra ta, kad lemputė užpildyta įvairiais retųjų žemių halogenidais. Šiuo metu daugiausia naudojami retųjų žemių jodidai, kurie dujų išlydžio metu skleidžia skirtingas spektro linijas. Geležies lempoje naudojama darbinė medžiaga yra chinijodidas. Lanko zonoje galima gauti didesnę metalo atomų koncentraciją, taip gerokai pagerinant spinduliuotės efektyvumą.
(2) Geležis gali būti naudojama kaip priedas geležies arba milijardo aliuminio granatui įrašyti
(3) Khin legiruotas aliuminio granatas (Ho: YAG) gali skleisti 2 µm lazerio spinduliuotę, o 2 µm lazerio sugerties greitis žmogaus audiniuose yra didelis, beveik trimis dydžio eilėmis didesnis nei Hd: YAG. Todėl naudojant Ho: YAG lazerį medicininėms operacijoms, galima ne tik pagerinti operacijos efektyvumą ir tikslumą, bet ir sumažinti terminio pažeidimo plotą. Užrakto kristalo generuojamas laisvas spindulys gali pašalinti riebalus nesukeldamas per didelio karščio. Pranešama, kad Jungtinėse Valstijose taikant w-lazerį glaukomos gydymui, siekiant sumažinti terminį pažeidimą sveikiems audiniams, galima sumažinti operacijos skausmą. Kinijoje 2 µm lazerio kristalų lygis pasiekė tarptautinį lygį, todėl būtina kurti ir gaminti tokio tipo lazerio kristalus.
(4) Į magnetostrikcinį lydinį Terfenol-D taip pat galima įpilti nedidelį kiekį Cr, kad sumažėtų išorinis laukas, reikalingas prisotinimo įmagnetinimui.
(5) Be to, geležies legiruotas pluoštas gali būti naudojamas pluošto lazeriams, pluošto stiprintuvams, pluošto jutikliams ir kitiems optinio ryšio įrenginiams gaminti, kurie atliks svarbesnį vaidmenį šiandienos greitojo optinio pluošto komunikacijoje.
12
Erbis (ER)
Erbio oksido milteliai (informacinė lentelė)
(1) Er3+ šviesos emisija esant 1550 nm bangos ilgiui yra ypač svarbi, nes šiame bangos ilgyje optinis pluoštas patiria mažiausius nuostolius optinio pluošto ryšiuose. Sužadintas 980 nm ir 1480 nm šviesa, masalo jonas (Er3+) pereina iš pagrindinės būsenos 4115/2 į didelės energijos būseną 4I13/2. Kai didelės energijos būsenoje esantis Er3+ grįžta į pagrindinę būseną, jis skleidžia 1550 nm šviesą. Kvarcinis pluoštas gali praleisti skirtingo bangos ilgio šviesą. Tačiau 1550 nm juostos optinio slopinimo greitis yra mažiausias (0,15 dB/km), kuris beveik atitinka apatinę slopinimo greičio ribą. Todėl optinio pluošto ryšio optiniai nuostoliai yra minimalūs, kai jis naudojamas kaip signalinė šviesa esant 1550 nm bangos ilgiui. Tokiu būdu, jei tinkama masalo koncentracija sumaišoma su atitinkama matrica, stiprintuvas gali kompensuoti ryšio sistemos nuostolius lazerio principu. Todėl telekomunikacijų tinkle, kuriam reikia stiprinti 1550 nm optinį signalą, masalu legiruotas šviesolaidinis stiprintuvas yra esminis optinis įrenginys. Šiuo metu masalu legiruotas silicio dioksido pluošto stiprintuvas yra komercializuotas. Pranešama, kad siekiant išvengti nereikalingos sugerties, optiniame pluošte legiruoto kiekio yra nuo dešimčių iki šimtų ppm. Sparčiai vystantis optiniam pluoštui, atsiras naujų taikymo sričių.
(2) (2) Be to, masalu legiruotas lazerinis kristalas ir jo skleidžiamas 1730 nm lazeris bei 1550 nm lazeris yra saugūs žmogaus akiai, pasižymi geru atmosferos pralaidumu, stipriu gebėjimu prasiskverbti pro mūšio lauko dūmus, geru saugumu, priešui jo sunku aptikti, o karinių taikinių spinduliuotės kontrastas yra didelis. Jis buvo pagamintas į nešiojamą lazerinį atstumo ieškiklį, kuris yra saugus žmogaus akiai kariniams tikslams.
(3) (3) Er3+ galima įdėti į stiklą, kad būtų pagaminta retųjų žemių stiklo lazerinė medžiaga – kietoji lazerinė medžiaga, turinti didžiausią išėjimo impulso energiją ir didžiausią išėjimo galią.
(4) Er3+ taip pat gali būti naudojamas kaip aktyvusis jonas retųjų žemių elementų konversijos lazerinėse medžiagose.
(5) (5) Be to, masalas taip pat gali būti naudojamas stiklinių ir krištolo stiklų spalvai mažinti ir dažymui.
13
Tulis (™)
Po apšvitinimo branduoliniame reaktoriuje tulis gamina izotopus, galinčius skleisti rentgeno spindulius, kurie gali būti naudojami kaip nešiojamas rentgeno spindulių šaltinis.()Duomenų žemėlapis)
(1)TM naudojamas kaip nešiojamojo rentgeno aparato spindulių šaltinis. Po apšvitinimo branduoliniame reaktoriuje,TMgamina tam tikrą izotopą, kuris gali skleisti rentgeno spindulius, kuriuos galima naudoti nešiojamam kraujo apšvitinimo prietaisui gaminti. Šio tipo radiometras gali paversti Ju-169 į...TM-170 veikiamas tolimųjų ir vidutinių spindulių, ir spinduliuoja rentgeno spindulius, kad apšvitintų kraują ir sumažintų baltųjų kraujo kūnelių skaičių. Būtent šie baltieji kraujo kūneliai sukelia transplantuotų organų atmetimą, kad sumažėtų ankstyvas organų atmetimas.
(2) (2)TMTaip pat gali būti naudojamas klinikinėje naviko diagnostikoje ir gydyme dėl didelio afiniteto naviko audiniui, sunkieji retieji žemiai yra labiau suderinami nei lengvieji retieji žemiai, ypač Yu afinitetas yra didžiausias.
(3) (3) Rentgeno spindulių jautriklis Laobr: br (mėlynas) naudojamas kaip aktyvatorius rentgeno spindulių jautrinimo ekrano fosfore, siekiant padidinti optinį jautrumą, taip sumažinant rentgeno spindulių poveikį ir žalą žmonėms. Spinduliuotės dozė yra 50 %, o tai turi didelę praktinę reikšmę medicinoje.
(4) (4) Metalo halogenidų lempa gali būti naudojama kaip priedas naujuose apšvietimo šaltiniuose.
(5) (5) Tm3+ galima įpilti į stiklą, kad būtų pagaminta retųjų žemių stiklo lazerio medžiaga – kietojo kūno lazerio medžiaga, turinti didžiausią išėjimo impulsą ir didžiausią išėjimo galią. Tm3+ taip pat gali būti naudojamas kaip retųjų žemių aukšto dažnio konversijos lazerio medžiagų aktyvinimo jonas.
14
Iterbis (Yb)
Iterbio metalas (duomenų žemėlapis)
(1) Kaip šilumą izoliuojanti danga. Rezultatai rodo, kad veidrodis gali akivaizdžiai pagerinti elektrocheminiu būdu nusodintos cinko dangos atsparumą korozijai, o dangos su veidrodžiu grūdelių dydis yra mažesnis nei dangos be veidrodžio.
(2) Magnetostrikcinė medžiaga. Ši medžiaga pasižymi milžiniškos magnetostrikcijos savybėmis, t. y. plėtimusi magnetiniame lauke. Lydinį daugiausia sudaro veidrodžio / ferito lydinys ir disprozio / ferito lydinys, o tam tikra dalis mangano pridedama, kad būtų sukurta milžiniška magnetostrikcija.
(3) Veidrodinis elementas, naudojamas slėgiui matuoti. Eksperimentai rodo, kad veidrodinio elemento jautrumas kalibruotame slėgio diapazone yra didelis, o tai atveria naują veidrodžio taikymo būdą slėgio matavimui.
(4) Dervos pagrindo plombos krūminių dantų ertmėms, skirtos pakeisti anksčiau dažniausiai naudotą sidabro amalgamą.
(5) Japonijos mokslininkai sėkmingai sukūrė veidrodiniu būdu legiruotą vanadžio bato granato linijinį bangolaidinį lazerį, kuris yra labai svarbus tolesnei lazerių technologijų plėtrai. Be to, veidrodis taip pat naudojamas fluorescencinių miltelių aktyvatoriui, radiokeramikai, elektroninių kompiuterių atminties elementų (magnetinių burbulų) priedui, stiklo pluošto srautui ir optinio stiklo priedui ir kt.
15
Liutecis (Lu)
Liutecio oksido milteliai (duomenų žemėlapis)
Itrio liutecio silikato kristalas (duomenų žemėlapis)
(1) gaminti kai kuriuos specialius lydinius. Pavyzdžiui, liutecio ir aliuminio lydinys gali būti naudojamas neutronų aktyvacijos analizei.
(2) Stabilūs liutecio nuklidai atlieka katalizinį vaidmenį naftos krekingo, alkilinimo, hidrinimo ir polimerizacijos procesuose.
(3) Pridėjus itrio geležies arba itrio aliuminio granato, galima pagerinti kai kurias savybes.
(4) Magnetinio burbulo rezervuaro žaliavos.
(5) Sudėtinis funkcinis kristalas, liuteciu legiruotas aliuminio itrio neodimio tetraboratas, priklauso druskos tirpalo aušinimo kristalų augimo technikos sričiai. Eksperimentai rodo, kad liuteciu legiruotas NYAB kristalas yra pranašesnis už NYAB kristalą optinio vienodumo ir lazerio veikimo požiūriu.
(6) Nustatyta, kad liutecis turi potencialių pritaikymų elektrochrominiuose ekranuose ir mažo matmens molekuliniuose puslaidininkiuose. Be to, liutecis taip pat naudojamas energijos akumuliatorių technologijose ir fosforo aktyvatoriuose.
16
Itris (y)
Itris yra plačiai naudojamas, itrio aliuminio granatas gali būti naudojamas kaip lazerinė medžiaga, itrio geležies granatas naudojamas mikrobangų technologijoje ir akustinei energijai perduoti, o europiu legiruotas itrio vanadatas ir europiu legiruotas itrio oksidas naudojami kaip spalvotų televizorių fosforai. (duomenų žemėlapis)
(1) Plieno ir spalvotųjų metalų lydinių priedai. FeCr lydinyje paprastai yra 0,5–4 % itrio, kuris gali padidinti šių nerūdijančio plieno atsparumą oksidacijai ir tąsumą; MB26 lydinio visapusiškos savybės akivaizdžiai pagerėja įpylus tinkamą kiekį itrio turtingo retųjų žemių mišinio, kuris gali pakeisti kai kuriuos vidutinio stiprumo aliuminio lydinius ir būti naudojamas įtemptuose orlaivių komponentuose. Į Al-Zr lydinį įpylus nedidelį kiekį itrio turtingo retųjų žemių, galima pagerinti šio lydinio laidumą; Šį lydinį naudoja dauguma Kinijos vielos gamyklų. Į vario lydinį įpylus itrio, pagerėja laidumas ir mechaninis stiprumas.
(2) Variklių dalims kurti gali būti naudojama silicio nitrido keraminė medžiaga, kurioje yra 6 % itrio ir 2 % aliuminio.
(3) 400 vatų galios Nd:Y:Al:granato lazerio spindulys naudojamas dideliems komponentams gręžti, pjauti ir suvirinti.
(4) Elektroninio mikroskopo ekranas, sudarytas iš Y-Al granato monokristalo, pasižymi dideliu fluorescencijos ryškumu, maža išsklaidytos šviesos absorbcija, geru atsparumu aukštai temperatūrai ir mechaniniam dilimui.
(5) Didelio itrio kiekio struktūrinis lydinys, kuriame yra 90 % itrio, gali būti naudojamas aviacijoje ir kitose vietose, kur reikalingas mažas tankis ir aukšta lydymosi temperatūra.
(6) Itriu legiruota SrZrO3 aukštai temperatūrai protonams laidži medžiaga, kuri šiuo metu sulaukia daug dėmesio, yra labai svarbi gaminant kuro elementus, elektrolizės elementus ir dujų jutiklius, kuriems reikalingas didelis vandenilio tirpumas. Be to, itris taip pat naudojamas kaip aukštos temperatūros purškimo medžiaga, atominių reaktorių kuro skiediklis, nuolatinių magnetinių medžiagų priedas ir geteris elektronikos pramonėje.
17
Skandis (Sc)
Metalinis skandis (duomenų žemėlapis)
Palyginti su itriu ir lantanidų elementais, skandis turi ypač mažą joninį spindulį ir ypač silpną hidroksido šarmingumą. Todėl, sumaišius skandį ir retųjų žemių elementus, skandis pirmiausia nusėda, kai apdorojamas amoniaku (arba labai praskiestu šarmu), todėl jį galima lengvai atskirti nuo retųjų žemių elementų „frakcinio nusodinimo“ metodu. Kitas metodas – nitrato poliarizacijos skaidymas atskyrimui. Skandžio nitratas skaidosi lengviausiai, todėl pasiekiamas atskyrimo tikslas.
Sc galima gauti elektrolizės būdu. ScCl3, KCl ir LiCl kartu lydomi skandžio rafinavimo metu, o išlydytas cinkas naudojamas kaip katodas elektrolizei, kad skandis nusodintųsi ant cinko elektrodo, o tada cinkas išgarinamas, kad būtų gautas skandis. Be to, skandis lengvai išgaunamas apdorojant rūdą uranui, toriui ir lantanidų elementams gaminti. Išsamus susijusio skandžio išgavimas iš volframo ir alavo rūdos taip pat yra vienas iš svarbių skandžio šaltinių. Skandis yra mjunginyje jis dažniausiai būna trivalentės būsenos, todėl ore lengvai oksiduojasi į Sc₂O₃ ir praranda metalinį blizgesį bei tampa tamsiai pilka spalva.
Pagrindiniai skandžio panaudojimo būdai yra šie:
(1) Skandis gali reaguoti su karštu vandeniu ir išskirti vandenilį, be to, tirpsta rūgštyje, todėl yra stiprus reduktorius.
(2) Skandžio oksidas ir hidroksidas yra tik šarminiai, tačiau jų druskos pelenai sunkiai hidrolizuojami. Skandžio chloridas yra balti kristalai, tirpstantys vandenyje ir tirpstantys ore. (3) Metalurgijos pramonėje skandis dažnai naudojamas lydiniams (lydinių priedams) gaminti, siekiant pagerinti lydinių stiprumą, kietumą, atsparumą karščiui ir eksploatacines savybes. Pavyzdžiui, į išlydytą geležį įpylus nedidelį kiekį skandžio, galima žymiai pagerinti ketaus savybes, o į aliuminį – padidinti jo stiprumą ir atsparumą karščiui.
(4) Elektronikos pramonėje skandis gali būti naudojamas įvairiuose puslaidininkiniuose įtaisuose. Pavyzdžiui, skandžio sulfito taikymas puslaidininkiuose sulaukė dėmesio tiek šalyje, tiek užsienyje, o feritas, kuriame yra skandžio, taip pat yra perspektyvus.Kompiuterių magnetinės šerdys.
(5) Chemijos pramonėje skandžio junginys naudojamas kaip alkoholio dehidrinimo ir dehidratacijos agentas, kuris yra efektyvus katalizatorius etileno ir chloro gamybai iš druskos rūgšties atliekų.
(6) Stiklo pramonėje gali būti gaminami specialūs stiklai, kurių sudėtyje yra skandžio.
(7) Elektros šviesos šaltinių pramonėje skandžio ir natrio lempos, pagamintos iš skandžio ir natrio, pasižymi dideliu efektyvumu ir teigiama šviesos spalva.
(8) Gamtoje skandis egzistuoja 45Sc pavidalu. Be to, yra devyni radioaktyvūs skandžio izotopai, būtent 40~44Sc ir 46~49Sc. Iš jų 46Sc, kaip žymeklis, buvo naudojamas chemijos pramonėje, metalurgijoje ir okeanografijoje. Medicinoje užsienyje yra žmonių, kurie tiria 46Sc naudojimą vėžio gydymui.
Įrašo laikas: 2022 m. liepos 4 d.