Aẩn dụ phổ biến là nếu dầu là máu của ngành công nghiệp thì đất hiếm là vitamin của ngành công nghiệp.
Đất hiếm là tên viết tắt của một nhóm kim loại. Các nguyên tố đất hiếm (REE) lần lượt được phát hiện từ cuối thế kỷ 18. Có 17 loại REE, trong đó có 15 nguyên tố hóa học thuộc nhóm lanthanide trong bảng tuần hoàn - lanthanum (La), xeri (Ce), praseodymium (Pr), neodymium (Nd), promethium (Pm), v.v.. Hiện nay, nó có được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như điện tử, hóa dầu và luyện kim. Hầu như cứ sau 3-5 năm, các nhà khoa học lại có thể khám phá ra những công dụng mới của đất hiếm và cứ sáu phát minh thì có một phát minh không thể tách rời khỏi đất hiếm.
Trung Quốc giàu khoáng sản đất hiếm, đứng đầu 3 thế giới: đứng đầu về trữ lượng tài nguyên, chiếm khoảng 23%; Sản lượng đứng đầu, chiếm 80% đến 90% sản lượng đất hiếm của thế giới; Sản lượng bán hàng đứng đầu, với 60% đến 70% sản phẩm đất hiếm được xuất khẩu ra nước ngoài. Đồng thời, Trung Quốc là quốc gia duy nhất có thể cung cấp tất cả 17 loại kim loại đất hiếm, đặc biệt là đất hiếm vừa và nặng với công dụng vượt trội cho quân sự. Thị phần của Trung Quốc là đáng ghen tị.
RTrái đất là một nguồn tài nguyên chiến lược có giá trị, được mệnh danh là “bột ngọt công nghiệp” và “mẹ của vật liệu mới”, được sử dụng rộng rãi trong khoa học công nghệ tiên tiến và công nghiệp quân sự. Theo Bộ Công nghiệp và Công nghệ thông tin, các vật liệu chức năng như nam châm vĩnh cửu đất hiếm, chất phát quang, kho chứa hydro và xúc tác đã trở thành nguyên liệu thô không thể thiếu cho các ngành công nghệ cao như sản xuất thiết bị tiên tiến, năng lượng mới và các ngành công nghiệp mới nổi. được sử dụng rộng rãi trong điện tử, công nghiệp hóa dầu, luyện kim, máy móc, năng lượng mới, công nghiệp nhẹ, bảo vệ môi trường, nông nghiệp, v.v. .
Ngay từ năm 1983, Nhật Bản đã áp dụng hệ thống dự trữ chiến lược đối với khoáng sản quý hiếm và 83% đất hiếm trong nước đến từ Trung Quốc.
Hãy nhìn lại Hoa Kỳ, trữ lượng đất hiếm của nước này chỉ đứng sau Trung Quốc, nhưng đất hiếm của nước này đều là đất hiếm nhẹ, được chia thành đất hiếm nặng và đất hiếm nhẹ. Đất hiếm nặng rất đắt, còn đất hiếm nhẹ thì không kinh tế khi khai thác, đã bị những người trong ngành biến thành đất hiếm giả. 80% lượng đất hiếm nhập khẩu của Mỹ đến từ Trung Quốc.
Đồng chí Đặng Tiểu Bình từng nói: “Trung Đông có dầu mỏ và đất hiếm ở Trung Quốc”. Hàm ý trong lời nói của anh là hiển nhiên. Đất hiếm không chỉ là “bánh ngọt” cần thiết cho 1/5 sản phẩm công nghệ cao trên thế giới mà còn là con bài mặc cả đắc lực cho Trung Quốc trên bàn đàm phán thế giới trong tương lai. Bảo vệ và sử dụng một cách khoa học tài nguyên đất hiếm, Nó đã trở thành chiến lược quốc gia được nhiều người có lý tưởng cao cả kêu gọi trong những năm gần đây nhằm ngăn chặn việc tài nguyên đất hiếm quý giá bị bán và xuất khẩu một cách mù quáng sang các nước phương Tây. Năm 1992, Đặng Tiểu Bình đã tuyên bố rõ ràng vị thế của Trung Quốc là một nước lớn về đất hiếm.
Danh sách công dụng của 17 loại đất hiếm
1 lanthanum được sử dụng trong vật liệu hợp kim và màng nông nghiệp
Xeri được sử dụng rộng rãi trong kính ô tô
3 praseodymium được sử dụng rộng rãi trong các chất màu gốm sứ
Neodymium được sử dụng rộng rãi trong vật liệu hàng không vũ trụ
5 chũm chọe cung cấp năng lượng phụ trợ cho vệ tinh
Ứng dụng 6 Samarium trong lò phản ứng năng lượng nguyên tử
7 thấu kính sản xuất europium và màn hình tinh thể lỏng
Gadolinium 8 dùng để chụp ảnh cộng hưởng từ y tế
Terbium 9 được sử dụng trong bộ điều chỉnh cánh máy bay
10 erbium được sử dụng trong máy đo xa laser trong quân sự
11 dysprosium được sử dụng làm nguồn chiếu sáng cho phim và in ấn
12holmium được sử dụng để chế tạo các thiết bị liên lạc quang học
13 chất thulium được sử dụng trong chẩn đoán lâm sàng và điều trị khối u
Phụ gia 14 ytterbium cho phần tử bộ nhớ máy tính
Ứng dụng luteti 15 trong công nghệ pin năng lượng
16 yttrium sản xuất dây điện và các bộ phận của lực máy bay
Scandium thường được dùng để chế tạo hợp kim
Các chi tiết như sau:
1
Lanthanum (LA)
Trong Chiến tranh vùng Vịnh, thiết bị nhìn đêm chứa nguyên tố đất hiếm lanthanum đã trở thành nguồn cung cấp áp đảo cho xe tăng Mỹ. Hình ảnh trên cho thấy bột lanthanum clorua（Bản đồ dữ liệu)
Lanthanum được sử dụng rộng rãi trong vật liệu áp điện, vật liệu nhiệt điện, vật liệu nhiệt điện, vật liệu từ tính, vật liệu phát quang (bột màu xanh), vật liệu lưu trữ hydro, thủy tinh quang học, vật liệu laser, vật liệu hợp kim khác nhau, v.v. Lanthanum cũng được sử dụng trong chất xúc tác để điều chế nhiều sản phẩm hóa chất hữu cơ, Các nhà khoa học đã đặt tên lanthanum là “siêu canxi” vì tác dụng của nó đối với cây trồng.
2
Xeri (CE)
Xeri có thể được sử dụng làm chất xúc tác, điện cực hồ quang và thủy tinh đặc biệt. Hợp kim xeri có khả năng chịu nhiệt cao và có thể được sử dụng để chế tạo các bộ phận đẩy phản lực（Bản đồ dữ liệu)
(1) Cerium, như một chất phụ gia thủy tinh, có thể hấp thụ tia cực tím và tia hồng ngoại, và đã được sử dụng rộng rãi trong kính ô tô. Nó không chỉ có tác dụng ngăn chặn tia cực tím mà còn làm giảm nhiệt độ bên trong xe, để tiết kiệm điện cho không khí điều hòa.Từ năm 1997, ceria đã được thêm vào tất cả kính ô tô ở Nhật Bản. Năm 1996, ít nhất 2000 tấn ceria được sử dụng trong kính ô tô và hơn 1000 tấn ở Hoa Kỳ.
(2) Hiện nay, xeri đang được sử dụng làm chất xúc tác lọc khí thải ô tô, có thể ngăn chặn một cách hiệu quả một lượng lớn khí thải ô tô thải vào không khí. Việc tiêu thụ Cerium ở Hoa Kỳ chiếm 1/3 tổng lượng tiêu thụ đất hiếm.
(3) Cerium sulfide có thể được sử dụng trong các chất màu thay thế chì, cadmium và các kim loại khác có hại cho môi trường và con người. Nó có thể được sử dụng để tạo màu cho các ngành công nghiệp nhựa, sơn, mực và giấy. Hiện tại, công ty hàng đầu là Rhone Planck của Pháp.
(4) CE: Hệ thống laser LiSAF là loại laser trạng thái rắn được phát triển bởi Hoa Kỳ. Nó có thể được sử dụng để phát hiện vũ khí sinh học và y học bằng cách theo dõi nồng độ tryptophan. Cerium được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. Hầu như tất cả các ứng dụng đất hiếm đều chứa xeri. Chẳng hạn như bột đánh bóng, vật liệu lưu trữ hydro, vật liệu nhiệt điện, điện cực vonfram xeri, tụ gốm, gốm áp điện, chất mài mòn cacbua silic xeri, nguyên liệu thô pin nhiên liệu, chất xúc tác xăng, một số vật liệu từ tính vĩnh cửu, các hợp kim khác nhau thép và kim loại màu.
3
Praseodymium (PR)
Hợp kim neodymium Praseodymium
(1) Praseodymium được sử dụng rộng rãi trong gốm sứ xây dựng và gốm sứ sử dụng hàng ngày. Nó có thể được trộn với men gốm để tạo ra men màu, và cũng có thể được sử dụng làm chất màu cho lớp lót men. Sắc tố có màu vàng nhạt với màu sắc tinh khiết và trang nhã.
(2) Nó được sử dụng để sản xuất nam châm vĩnh cửu. Sử dụng kim loại praseodymium và neodymium rẻ tiền thay vì kim loại Neodymium nguyên chất để chế tạo vật liệu nam châm vĩnh cửu, khả năng chống oxy và tính chất cơ học của nó rõ ràng được cải thiện và nó có thể được xử lý thành nam châm có nhiều hình dạng khác nhau. được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị điện tử và động cơ khác nhau.
(3) Được sử dụng trong quá trình nứt xúc tác dầu mỏ. Hoạt tính, tính chọn lọc và độ ổn định của chất xúc tác có thể được cải thiện bằng cách thêm praseodymium và neodymium đã làm giàu vào sàng phân tử zeolit Y để chuẩn bị chất xúc tác nứt dầu. Trung Quốc bắt đầu đưa vào sử dụng công nghiệp vào những năm 1970, và mức tiêu thụ ngày càng tăng.
(4) Praseodymium cũng có thể được sử dụng để đánh bóng mài mòn. Ngoài ra, praseodymium được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực sợi quang.
4
Neođim (nd)
Tại sao xe tăng M1 có thể được tìm thấy đầu tiên? Xe tăng được trang bị máy đo khoảng cách laser Nd: YAG, có thể đạt phạm vi gần 4000 mét trong ánh sáng ban ngày（Bản đồ dữ liệu)
Với sự ra đời của praseodymium, neodymium ra đời. Sự xuất hiện của neodymium đã kích hoạt lĩnh vực đất hiếm, đóng vai trò quan trọng trong lĩnh vực đất hiếm và ảnh hưởng đến thị trường đất hiếm.
Neodymium đã trở thành điểm nóng trên thị trường trong nhiều năm qua vì vị trí độc tôn của nó trong lĩnh vực đất hiếm. Ứng dụng lớn nhất của kim loại neodymium là vật liệu nam châm vĩnh cửu NdFeB. Sự ra đời của nam châm vĩnh cửu NdFeB đã thổi thêm sức sống mới vào lĩnh vực công nghệ cao đất hiếm. Nam châm NdFeB được mệnh danh là “vua của nam châm vĩnh cửu” vì sản phẩm có năng lượng từ tính cao. Nó được sử dụng rộng rãi trong điện tử, máy móc và các ngành công nghiệp khác vì hiệu suất tuyệt vời của nó. Sự phát triển thành công của Máy quang phổ từ Alpha cho thấy tính chất từ của nam châm NdFeB ở Trung Quốc đã đạt đến đẳng cấp thế giới. Neodymium cũng được sử dụng trong vật liệu kim loại màu. Thêm 1,5-2,5% neodymium vào hợp kim magiê hoặc nhôm có thể cải thiện hiệu suất nhiệt độ cao, độ kín khí và khả năng chống ăn mòn của hợp kim. Được sử dụng rộng rãi làm vật liệu hàng không vũ trụ. Ngoài ra, garnet nhôm yttri pha tạp neodymium tạo ra chùm tia laser sóng ngắn, được sử dụng rộng rãi trong hàn và cắt các vật liệu mỏng có độ dày dưới 10 mm trong công nghiệp. Trong điều trị y tế, laser Nd:YAG được sử dụng để cắt bỏ vết phẫu thuật hoặc khử trùng vết thương thay cho dao mổ. Neodymium cũng được sử dụng để tạo màu cho vật liệu thủy tinh và gốm sứ và làm chất phụ gia cho các sản phẩm cao su.
5
Trolli (Pm)
Thulium là nguyên tố phóng xạ nhân tạo được tạo ra bởi các lò phản ứng hạt nhân (bản đồ dữ liệu)
(1) có thể được sử dụng làm nguồn nhiệt. Cung cấp năng lượng phụ trợ cho việc phát hiện chân không và vệ tinh nhân tạo.
(2)Pm147 phát ra tia β năng lượng thấp, có thể được sử dụng để sản xuất pin chũm chọe. Là nguồn cung cấp năng lượng cho các thiết bị và đồng hồ dẫn đường tên lửa. Loại pin này có kích thước nhỏ và có thể sử dụng liên tục trong nhiều năm. Ngoài ra, promethium còn được sử dụng trong thiết bị chụp X-quang cầm tay, chế tạo chất lân quang, đo độ dày và đèn hiệu.
6
Sa-ma-ri (Sm)
Samari kim loại (bản đồ dữ liệu)
Sm có màu vàng nhạt, là nguyên liệu thô của nam châm vĩnh cửu Sm-Co, nam châm Sm-Co là nam châm đất hiếm sớm nhất được sử dụng trong công nghiệp. Có hai loại nam châm vĩnh cửu: hệ thống SmCo5 và hệ thống Sm2Co17. Đầu những năm 1970, hệ thống SmCo5 được phát minh và hệ thống Sm2Co17 được phát minh ở giai đoạn sau. Bây giờ nhu cầu sau này được ưu tiên. Độ tinh khiết của oxit samarium được sử dụng trong nam châm coban samarium không cần quá cao. Xem xét chi phí, Chủ yếu sử dụng khoảng 95% sản phẩm. Ngoài ra, samarium oxit còn được sử dụng trong tụ gốm và chất xúc tác. Ngoài ra, samarium còn có đặc tính hạt nhân, có thể được sử dụng làm vật liệu kết cấu, vật liệu che chắn và vật liệu điều khiển cho các lò phản ứng năng lượng nguyên tử, do đó có thể sử dụng năng lượng khổng lồ do phân hạch hạt nhân tạo ra một cách an toàn.
7
Europi (Eu)
Bột oxit Europium (bản đồ dữ liệu)
Oxit Europium chủ yếu được sử dụng cho phốt pho (bản đồ dữ liệu)
Năm 1901, Eugene-AntoleDemarcay phát hiện ra một nguyên tố mới từ “samarium”, được đặt tên là Europium. Điều này có lẽ được đặt theo tên của từ Châu Âu. Oxit Europium chủ yếu được sử dụng làm bột huỳnh quang. Eu3+ được sử dụng làm chất hoạt hóa photpho đỏ và Eu2+ được sử dụng làm photpho xanh. Hiện nay Y2O2S:Eu3+ là chất lân quang tốt nhất về hiệu suất phát sáng, độ ổn định của lớp phủ và chi phí tái chế. Ngoài ra, nó đang được sử dụng rộng rãi nhờ sự cải tiến của công nghệ như cải thiện hiệu suất phát sáng và độ tương phản. Europium oxit cũng đã được sử dụng làm chất lân quang phát xạ kích thích cho hệ thống chẩn đoán y tế bằng tia X mới trong những năm gần đây. Europium oxit cũng có thể được sử dụng để sản xuất thấu kính màu và bộ lọc quang học, cho các thiết bị lưu trữ bong bóng từ tính. Nó cũng có thể thể hiện tài năng của mình trong các vật liệu điều khiển, vật liệu che chắn và vật liệu cấu trúc của lò phản ứng nguyên tử.
8
Gadolinium (Gd)
Gadolinium và các đồng vị của nó là những chất hấp thụ neutron hiệu quả nhất và có thể được sử dụng làm chất ức chế các lò phản ứng hạt nhân. (bản đồ dữ liệu)
(1) Phức hợp thuận từ hòa tan trong nước của nó có thể cải thiện tín hiệu hình ảnh NMR của cơ thể con người trong điều trị y tế.
(2) Oxit lưu huỳnh của nó có thể được sử dụng làm lưới ma trận của ống dao động và màn hình tia X với độ sáng đặc biệt.
(3) Gadolinium trong Gadolinium Gallium Garnet là chất nền đơn lý tưởng cho bộ nhớ bong bóng.
(4) Nó có thể được sử dụng làm môi trường làm lạnh từ tính rắn mà không hạn chế chu trình Camot.
(5) Nó được sử dụng làm chất ức chế để kiểm soát mức độ phản ứng dây chuyền của các nhà máy điện hạt nhân để đảm bảo an toàn cho các phản ứng hạt nhân.
(6) Nó được sử dụng làm chất phụ gia cho nam châm coban samarium để đảm bảo hiệu suất không thay đổi theo nhiệt độ.
9
Terbi (Tb)
Bột oxit Terbium (bản đồ dữ liệu)
Việc ứng dụng terbium chủ yếu liên quan đến lĩnh vực công nghệ cao, đây là một dự án tiên tiến có hàm lượng công nghệ và tri thức cao, cũng như một dự án có lợi ích kinh tế vượt trội và triển vọng phát triển hấp dẫn.
(1) Phốt pho được sử dụng làm chất kích hoạt bột màu xanh lá cây trong photpho ba màu, chẳng hạn như ma trận photphat hoạt hóa terbium, ma trận silicat hoạt hóa terbium và ma trận aluminate cerium-magiê kích hoạt terbium, tất cả đều phát ra ánh sáng xanh ở trạng thái kích thích.
(2) Vật liệu lưu trữ quang từ. Trong những năm gần đây, vật liệu quang từ terbium đã đạt đến quy mô sản xuất hàng loạt. Đĩa quang từ làm bằng màng vô định hình Tb-Fe được sử dụng làm bộ phận lưu trữ của máy tính và dung lượng lưu trữ được tăng lên 10 ~ 15 lần.
(3) Kính quang từ, kính quay Faraday chứa terbium là vật liệu chính để chế tạo máy quay, bộ cách ly và bộ điều chỉnh được sử dụng rộng rãi trong công nghệ laser. Đặc biệt, sự phát triển của TerFenol đã mở ra một ứng dụng mới của Terfenol, đây là loại vật liệu mới được phát hiện vào những năm 1970. Một nửa hợp kim này bao gồm terbium và dysprosium, đôi khi có holmi và phần còn lại là sắt. Hợp kim này được phát triển lần đầu tiên bởi Phòng thí nghiệm Ames ở Iowa, Hoa Kỳ. Khi Terfenol được đặt trong từ trường, kích thước của nó thay đổi nhiều hơn so với vật liệu từ tính thông thường, điều này có thể thực hiện được một số chuyển động cơ học chính xác. Sắt Terbium dysprosium ban đầu chủ yếu được sử dụng trong sóng âm và hiện nay đã được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. Từ hệ thống phun nhiên liệu, điều khiển van chất lỏng, định vị vi mô, đến bộ truyền động cơ học, cơ chế và bộ điều chỉnh cánh cho kính viễn vọng không gian máy bay.
10
Dy (Dy)
Dysprosi kim loại (bản đồ dữ liệu)
(1) Là một chất phụ gia của nam châm vĩnh cửu NdFeB, việc thêm khoảng 2 ~ 3% dysprosi vào nam châm này có thể cải thiện lực cưỡng bức của nó. Trước đây, nhu cầu về dysprosium không lớn, nhưng với nhu cầu về nam châm NdFeB ngày càng tăng, nó đã trở thành một nguyên tố phụ gia cần thiết, cấp độ phải đạt khoảng 95 ~ 99,9% và nhu cầu cũng tăng lên nhanh chóng.
(2) Dysprosi được sử dụng làm chất kích hoạt phốt pho. Dysprosium hóa trị ba là một ion kích hoạt đầy hứa hẹn của vật liệu phát quang ba màu với một tâm phát quang duy nhất. Nó chủ yếu bao gồm hai dải phát xạ, một là phát xạ ánh sáng vàng, hai là phát xạ ánh sáng xanh. Các vật liệu phát quang được pha tạp dysprosi có thể được sử dụng làm chất lân quang ba màu.
(3) Dysprosium là nguyên liệu kim loại cần thiết để điều chế hợp kim Terfenol trong hợp kim từ giảo, có thể thực hiện một số hoạt động chính xác của chuyển động cơ học. (4) Kim loại Dysprosi có thể được sử dụng làm vật liệu lưu trữ quang từ với tốc độ ghi và độ nhạy đọc cao.
(5) Được sử dụng để điều chế đèn dysprosium, chất hoạt động được sử dụng trong đèn dysprosium là dysprosium iodide, có ưu điểm là độ sáng cao, màu sắc tốt, nhiệt độ màu cao, kích thước nhỏ, hồ quang ổn định, v.v., và đã được sử dụng làm nguồn chiếu sáng cho phim và in ấn.
(6) Dysprosium được sử dụng để đo phổ năng lượng neutron hoặc làm chất hấp thụ neutron trong ngành năng lượng nguyên tử vì diện tích mặt cắt ngang bắt neutron lớn của nó.
(7) Dy3Al5O12 cũng có thể được sử dụng làm chất làm việc từ tính để làm lạnh từ tính. Với sự phát triển của khoa học và công nghệ, các lĩnh vực ứng dụng của dysprosi sẽ không ngừng được mở rộng và mở rộng.
11
Holmi (Ho)
Hợp kim Ho-Fe (bản đồ dữ liệu)
Hiện nay, lĩnh vực ứng dụng của sắt cần được phát triển hơn nữa và mức tiêu thụ không lớn. Gần đây, Viện nghiên cứu đất hiếm của Baotou Steel đã áp dụng công nghệ tinh chế chưng cất chân không và nhiệt độ cao, đồng thời phát triển kim loại có độ tinh khiết cao Qin Ho/>RE>99,9% với hàm lượng tạp chất đất hiếm thấp.
Hiện nay, công dụng chính của ổ khóa là:
(1) Là chất phụ gia của đèn halogen kim loại, đèn halogen kim loại là một loại đèn phóng điện khí, được phát triển trên cơ sở đèn thủy ngân cao áp, đặc điểm của nó là bóng đèn chứa nhiều loại halogenua đất hiếm. Hiện nay, iodua đất hiếm chủ yếu được sử dụng, chúng phát ra các vạch quang phổ khác nhau khi phóng điện. Chất làm việc được sử dụng trong đèn sắt là qiniodide, có thể thu được nồng độ nguyên tử kim loại cao hơn trong vùng hồ quang, do đó cải thiện đáng kể hiệu suất bức xạ.
(2) Sắt có thể dùng làm phụ gia ghi sắt hoặc tỷ nhôm garnet
(3) Garnet nhôm pha tạp Khin (Ho: YAG) có thể phát ra tia laser 2um và tốc độ hấp thụ tia laser 2um của mô người cao, cao hơn gần ba bậc so với Hd: YAG. Do đó, khi sử dụng laser Ho:YAG cho hoạt động y tế, nó không chỉ có thể cải thiện hiệu quả và độ chính xác của hoạt động mà còn giảm diện tích tổn thương do nhiệt xuống kích thước nhỏ hơn. Chùm tia tự do do tinh thể khóa tạo ra có thể loại bỏ chất béo mà không tạo ra nhiệt quá mức. Để giảm tổn thương do nhiệt đối với các mô khỏe mạnh, có báo cáo rằng điều trị bệnh tăng nhãn áp bằng tia laser ở Hoa Kỳ có thể làm giảm cơn đau khi phẫu thuật. Mức độ Tinh thể laser 2um ở Trung Quốc đã đạt đến trình độ quốc tế nên việc phát triển và sản xuất loại tinh thể laser này là cần thiết.
(4) Một lượng nhỏ Cr cũng có thể được thêm vào hợp kim từ giảo Terfenol-D để giảm từ trường bên ngoài cần thiết cho từ hóa bão hòa.
(5) Ngoài ra, sợi pha tạp sắt có thể được sử dụng để chế tạo laser sợi quang, bộ khuếch đại sợi quang, cảm biến sợi quang và các thiết bị truyền thông quang học khác, những thiết bị này sẽ đóng vai trò quan trọng hơn trong truyền thông cáp quang nhanh chóng ngày nay
12
Erbi (ER)
Bột oxit Erbium (biểu đồ thông tin)
(1) Sự phát xạ ánh sáng của Er3+ ở bước sóng 1550nm có ý nghĩa đặc biệt, vì bước sóng này nằm ở vị trí tổn hao sợi quang thấp nhất trong truyền thông cáp quang. Sau khi bị kích thích bởi ánh sáng 980nm và 1480nm, ion mồi (Er3+) chuyển từ trạng thái cơ bản 4115/2 sang trạng thái năng lượng cao 4I13/2. Khi Er3+ ở trạng thái năng lượng cao chuyển trở lại trạng thái cơ bản, nó phát ra ánh sáng 1550nm. Sợi thạch anh có thể truyền ánh sáng có bước sóng khác nhau, tuy nhiên, tốc độ suy giảm quang học của dải tần 1550nm là thấp nhất (0,15 dB / km), gần như là tốc độ suy giảm giới hạn dưới. Do đó, tổn thất quang trong truyền thông sợi quang là tối thiểu khi nó được sử dụng làm đèn tín hiệu ở bước sóng 1550 nm. Bằng cách này, nếu trộn nồng độ mồi thích hợp vào ma trận thích hợp, bộ khuếch đại có thể bù tổn thất trong hệ thống truyền thông theo nguyên lý laser, Do đó, trong mạng viễn thông cần khuếch đại tín hiệu quang 1550nm thì bộ khuếch đại sợi pha tạp mồi là một thiết bị quang thiết yếu. Hiện nay, bộ khuếch đại sợi silica pha tạp mồi đã được thương mại hóa. Có thông tin cho rằng để tránh sự hấp thụ vô ích, lượng pha tạp trong sợi quang là hàng chục đến hàng trăm ppm. Sự phát triển nhanh chóng của truyền thông sợi quang sẽ mở ra các lĩnh vực ứng dụng mới .
(2) (2) Ngoài ra, tinh thể laser pha tạp mồi và tia laser 1730nm và laser 1550nm đầu ra của nó an toàn cho mắt người, hiệu suất truyền khí quyển tốt, khả năng xuyên thấu mạnh mẽ của khói chiến trường, bảo mật tốt, không dễ bị phát hiện bởi kẻ thù, và độ tương phản bức xạ của các mục tiêu quân sự là lớn. Nó đã được chế tạo thành một máy đo khoảng cách laser di động an toàn cho mắt người trong sử dụng quân sự.
(3) (3) Er3 + có thể được thêm vào thủy tinh để tạo ra vật liệu laser thủy tinh đất hiếm, là vật liệu laser rắn có năng lượng xung đầu ra lớn nhất và công suất đầu ra cao nhất.
(4) Er3+ cũng có thể được sử dụng làm ion hoạt động trong vật liệu laser chuyển đổi ngược đất hiếm.
(5) (5) Ngoài ra, mồi còn có thể được sử dụng để khử màu và tạo màu cho kính thủy tinh và thủy tinh pha lê.
13
Thuli (TM)
Sau khi được chiếu xạ trong lò phản ứng hạt nhân, thulium tạo ra một đồng vị có thể phát ra tia X, có thể dùng làm nguồn tia X di động（Bản đồ dữ liệu)
(1)TM được sử dụng làm nguồn tia của máy chụp X-quang cầm tay. Sau khi được chiếu xạ trong lò phản ứng hạt nhân,TMtạo ra một loại đồng vị có thể phát ra tia X, có thể dùng để chế tạo máy chiếu xạ máu di động. Loại máy đo phóng xạ này có thể biến yu-169 thànhTM-170 dưới tác dụng của chùm tia cao và giữa, đồng thời chiếu tia X làm chiếu xạ máu và làm giảm bạch cầu. Chính những tế bào bạch cầu này gây ra sự từ chối cấy ghép nội tạng, để làm giảm sự đào thải sớm của các cơ quan.
(2) (2)TMcũng có thể được sử dụng trong chẩn đoán lâm sàng và điều trị khối u vì có ái lực cao với mô khối u, đất hiếm nặng tương thích hơn đất hiếm nhẹ, đặc biệt ái lực của Yu là lớn nhất.
(3) (3) Chất nhạy cảm tia X Laobr:br (màu xanh) được sử dụng làm chất kích hoạt trong chất lân quang của màn hình nhạy tia X để tăng cường độ nhạy quang học, do đó làm giảm sự phơi nhiễm và tác hại của tia X đối với con người× Liều bức xạ là 50%, có ý nghĩa thực tiễn quan trọng trong ứng dụng y tế.
(4) (4) Đèn halogen kim loại có thể được sử dụng làm phụ gia cho nguồn chiếu sáng mới.
(5) (5) Tm3 + có thể được thêm vào thủy tinh để tạo ra vật liệu laser thủy tinh đất hiếm, là vật liệu laser trạng thái rắn có xung đầu ra lớn nhất và công suất đầu ra cao nhất. Tm3 + cũng có thể được sử dụng làm ion kích hoạt vật liệu laser chuyển đổi ngược đất hiếm.
14
Ytterbi (Yb)
Kim loại Ytterbium (bản đồ dữ liệu)
(1) Là vật liệu phủ che chắn nhiệt. Kết quả cho thấy gương có thể cải thiện rõ ràng khả năng chống ăn mòn của lớp phủ kẽm điện hóa và kích thước hạt của lớp phủ có gương nhỏ hơn so với lớp phủ không có gương.
(2) Là vật liệu từ giảo. Vật liệu này có đặc tính của từ giảo khổng lồ, nghĩa là giãn nở trong từ trường. Hợp kim chủ yếu bao gồm hợp kim gương / ferrite và hợp kim dysprosium / ferrite, và một tỷ lệ mangan nhất định được thêm vào để sản xuất từ giảo khổng lồ.
(3) Phần tử gương dùng để đo áp suất. Các thí nghiệm cho thấy độ nhạy của phần tử gương cao trong dải áp suất được hiệu chỉnh, mở ra một hướng đi mới cho ứng dụng của gương trong đo áp suất.
(4) Trám răng bằng nhựa thay thế hỗn hợp bạc thường được sử dụng trước đây.
(5) Các học giả Nhật Bản đã hoàn thành thành công việc chế tạo laser ống dẫn sóng gắn garnet vanadi baht pha tạp gương, có ý nghĩa rất lớn đối với sự phát triển hơn nữa của công nghệ laser. Ngoài ra, gương còn được sử dụng làm chất kích hoạt bột huỳnh quang, gốm vô tuyến, phụ gia bộ nhớ máy tính điện tử (bong bóng từ), chất trợ sợi thủy tinh và phụ gia thủy tinh quang học, v.v.
15
Luteti (Lu)
Bột oxit Lutetium (bản đồ dữ liệu)
Tinh thể silicat yttrium lutetium (bản đồ dữ liệu)
(1) chế tạo một số hợp kim đặc biệt. Ví dụ, hợp kim nhôm luteti có thể được sử dụng để phân tích kích hoạt neutron.
(2) Các hạt nhân lutetium ổn định đóng vai trò xúc tác trong quá trình crackinh dầu mỏ, kiềm hóa, hydro hóa và trùng hợp.
(3) Việc bổ sung ngọc hồng lựu yttrium sắt hoặc nhôm yttrium có thể cải thiện một số tính chất.
(4) Nguyên liệu của bể chứa bong bóng từ tính.
(5) Một tinh thể chức năng tổng hợp, nhôm yttrium neodymium tetraborat pha tạp lutetium, thuộc lĩnh vực kỹ thuật phát triển tinh thể làm mát bằng dung dịch muối. Các thí nghiệm cho thấy tinh thể NYAB pha tạp lutetium vượt trội hơn tinh thể NYAB về độ đồng đều quang học và hiệu suất laser.
(6) Người ta phát hiện ra rằng lutetium có những ứng dụng tiềm năng trong màn hình điện sắc và chất bán dẫn phân tử chiều thấp. Ngoài ra, luteti còn được sử dụng trong công nghệ pin năng lượng và chất kích hoạt phốt pho.
16
Yttri (y)
Yttrium được sử dụng rộng rãi, ngọc hồng lựu yttrium nhôm có thể được sử dụng làm vật liệu laser, ngọc hồng lựu yttrium sắt được sử dụng cho công nghệ vi sóng và truyền năng lượng âm thanh, và yttrium vanadate pha tạp europium và yttrium oxit pha tạp europium được sử dụng làm chất lân quang cho TV màu. (bản đồ dữ liệu)
(1) Phụ gia cho thép và hợp kim màu. Hợp kim FeCr thường chứa 0,5-4% yttri, có thể tăng cường khả năng chống oxy hóa và độ dẻo của các loại thép không gỉ này; Các đặc tính toàn diện của hợp kim MB26 rõ ràng được cải thiện bằng cách thêm một lượng đất hiếm hỗn hợp giàu yttri thích hợp, có thể thay thế một số hợp kim nhôm có độ bền trung bình và được sử dụng trong các bộ phận chịu ứng suất của máy bay. Thêm một lượng nhỏ đất hiếm giàu yttrium vào hợp kim Al-Zr, Độ dẫn điện của hợp kim đó có thể được cải thiện; Hợp kim này đã được hầu hết các nhà máy sản xuất dây ở Trung Quốc áp dụng. Thêm yttrium vào hợp kim đồng giúp cải thiện độ dẫn điện và độ bền cơ học.
(2) Vật liệu gốm silicon nitride chứa 6% yttrium và 2% nhôm có thể được sử dụng để phát triển các bộ phận động cơ.
(3) Chùm tia laser Nd: Y: Al: Garnet có công suất 400 watt được sử dụng để khoan, cắt và hàn các bộ phận lớn.
(4) Màn hình kính hiển vi điện tử bao gồm tinh thể đơn garnet Y-Al có độ sáng huỳnh quang cao, độ hấp thụ ánh sáng tán xạ thấp, khả năng chịu nhiệt độ cao và chống mài mòn cơ học tốt.
(5) Hợp kim có cấu trúc yttrium cao chứa 90% yttrium có thể được sử dụng trong ngành hàng không và những nơi khác đòi hỏi mật độ thấp và điểm nóng chảy cao.
(6) Vật liệu dẫn proton nhiệt độ cao SrZrO3 pha tạp Yttri, hiện đang thu hút nhiều sự chú ý, có ý nghĩa rất lớn đối với việc sản xuất pin nhiên liệu, pin điện phân và cảm biến khí đòi hỏi độ hòa tan hydro cao. Ngoài ra, yttrium còn được dùng làm vật liệu phun nhiệt độ cao, chất pha loãng cho nhiên liệu lò phản ứng nguyên tử, chất phụ gia cho vật liệu từ vĩnh cửu, chất thu khí trong công nghiệp điện tử.
17
Vụ bê bối (Sc)
Scandium kim loại (bản đồ dữ liệu)
So với các nguyên tố yttrium và lanthanide, scandium có bán kính ion đặc biệt nhỏ và độ kiềm đặc biệt yếu của hydroxit. Vì vậy, khi scandium và các nguyên tố đất hiếm trộn lẫn với nhau, scandium sẽ kết tủa trước khi xử lý bằng amoniac (hoặc kiềm cực loãng), do đó có thể dễ dàng tách khỏi các nguyên tố đất hiếm bằng phương pháp “kết tủa phân đoạn”. Một phương pháp khác là sử dụng phương pháp phân hủy phân cực của nitrat để phân tách. Scandium nitrat là chất dễ phân hủy nhất, do đó đạt được mục đích phân tách.
Sc có thể thu được bằng điện phân. ScCl3, KCl và LiCl được đồng tan chảy trong quá trình tinh chế scandium và kẽm nóng chảy được sử dụng làm cực âm cho điện phân, do đó scandium được kết tủa trên điện cực kẽm, sau đó kẽm được làm bay hơi để thu được scandium. Ngoài ra, scandium còn dễ dàng được thu hồi khi xử lý quặng để tạo ra các nguyên tố uranium, thorium và lanthanide. Việc thu hồi toàn diện scandium liên quan từ quặng vonfram và thiếc cũng là một trong những nguồn scandium quan trọng. Scandium là mchủ yếu ở trạng thái hóa trị ba trong hợp chất, dễ bị oxy hóa thành Sc2O3 trong không khí, mất ánh kim và chuyển sang màu xám đen.
Công dụng chính của scandium là:
(1) Scandium có thể phản ứng với nước nóng để giải phóng hydro, đồng thời hòa tan trong axit nên là chất khử mạnh.
(2) Scandium oxit và hydroxit chỉ có tính kiềm, nhưng tro muối của nó khó có thể bị thủy phân. Scandium clorua là tinh thể màu trắng, hòa tan trong nước và chảy lỏng trong không khí. (3) Trong ngành luyện kim, scandium thường được sử dụng để chế tạo hợp kim (phụ gia của hợp kim) nhằm cải thiện độ bền, độ cứng, khả năng chịu nhiệt và tính năng của hợp kim. Ví dụ, thêm một lượng nhỏ scandium vào sắt nóng chảy có thể cải thiện đáng kể các tính chất của gang, đồng thời thêm một lượng nhỏ scandium vào nhôm có thể cải thiện độ bền và khả năng chịu nhiệt của nó.
(4) Trong ngành công nghiệp điện tử, scandium có thể được sử dụng làm nhiều thiết bị bán dẫn khác nhau. Ví dụ, việc ứng dụng scandium sulfite trong chất bán dẫn đã thu hút sự chú ý trong và ngoài nước, và scandium chứa ferrite cũng đầy hứa hẹn tronglõi từ của máy tính.
(5) Trong công nghiệp hóa chất, hợp chất scandium được sử dụng làm chất khử hydro và khử nước rượu, là chất xúc tác hiệu quả để sản xuất ethylene và clo từ axit clohydric thải.
(6) Trong ngành công nghiệp thủy tinh, có thể sản xuất các loại kính đặc biệt có chứa scandium.
(7) Trong ngành công nghiệp nguồn sáng điện, đèn scandium và natri làm từ scandium và natri có ưu điểm là hiệu suất cao và màu sắc ánh sáng tích cực.
(8) Scandium trong tự nhiên tồn tại ở dạng 45Sc. Ngoài ra, Scandium còn có 9 đồng vị phóng xạ là 40~44Sc và 46~49Sc. Trong số đó, 46Sc, với vai trò là chất đánh dấu, đã được sử dụng trong công nghiệp hóa chất, luyện kim và hải dương học. Trong y học, có người ở nước ngoài nghiên cứu sử dụng 46Sc để điều trị ung thư.
Thời gian đăng: Jul-04-2022