Tương lai đã đến, con người dần dần tiếp cận một xã hội xanh và ít carbon.Đất hiếmcác yếu tố đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất năng lượng gió, phương tiện sử dụng năng lượng mới, robot thông minh, sử dụng hydro, chiếu sáng tiết kiệm năng lượng và lọc khí thải.
Đất hiếmlà thuật ngữ chung cho 17 kim loại, trong đó cóyttri, Scandivà 15 nguyên tố lanthanide. Động cơ truyền động là thành phần cốt lõi của robot thông minh và hoạt động chung của nó chủ yếu được thực hiện bởi động cơ truyền động. Động cơ servo đồng bộ nam châm vĩnh cửu là xu hướng chủ đạo, đòi hỏi tỷ lệ công suất trên khối lượng và tỷ lệ quán tính mô-men xoắn cao, mô-men xoắn khởi động cao, quán tính thấp và dải tốc độ rộng và mượt mà. Nam châm vĩnh cửu neodymium sắt boron hiệu suất cao có thể giúp robot di chuyển dễ dàng hơn, nhanh hơn và mạnh mẽ hơn.
Ngoài ra còn có nhiều ứng dụng ít carbon củađất hiếmtrong lĩnh vực ô tô truyền thống, như kính làm mát, lọc khí thải và động cơ nam châm vĩnh cửu. Trong một thời gian dài,xeri(Ce) đã được sử dụng làm chất phụ gia trong kính ô tô, không chỉ ngăn chặn tia cực tím mà còn làm giảm nhiệt độ bên trong xe, từ đó tiết kiệm điện cho điều hòa. Tất nhiên, điều quan trọng nhất là lọc khí thải. Hiện nay, một số lượng lớnxeriCác chất làm sạch khí thải đất hiếm đang ngăn chặn một cách hiệu quả một lượng lớn khí thải xe cộ thải vào không khí. Có rất nhiều ứng dụng của đất hiếm trong công nghệ xanh có hàm lượng carbon thấp.
Đất hiếmđược sử dụng rộng rãi vì chúng có các đặc tính nhiệt điện, từ tính và quang học tuyệt vời. Cấu trúc điện tử đặc biệt mang lại cho các nguyên tố đất hiếm những đặc tính phong phú và đầy màu sắc, đặc biệt là vìđất hiếmcác nguyên tố có lớp con electron 4f, đôi khi còn được gọi là “mức năng lượng”. Lớp con electron 4f không chỉ có 7 mức năng lượng tuyệt vời mà còn có hai lớp vỏ bảo vệ “mức năng lượng” 5d và 6s ở ngoại vi. 7 cấp độ năng lượng này giống như búp bê bầu kim cương, đa dạng và thú vị. Các electron chưa ghép cặp ở bảy mức năng lượng không chỉ tự quay mà còn quay quanh hạt nhân, tạo ra các mô men từ khác nhau và tạo ra các nam châm có trục khác nhau. Những từ trường vi mô này được hỗ trợ bởi hai lớp vỏ bảo vệ, khiến chúng có từ tính rất cao. Các nhà khoa học sử dụng từ tính của kim loại đất hiếm để tạo ra nam châm hiệu suất cao, viết tắt là “nam châm vĩnh cửu đất hiếm”. Những đặc tính bí ẩn củađất hiếmvẫn được các nhà khoa học tích cực tìm hiểu và phát hiện cho đến ngày nay.
Nam châm neodymium dính có hiệu suất đơn giản, chi phí thấp, kích thước nhỏ, độ chính xác cao và từ trường ổn định. Chúng chủ yếu được sử dụng trong các lĩnh vực như công nghệ thông tin, tự động hóa văn phòng và điện tử tiêu dùng. Nam châm neodymium ép nóng có ưu điểm là mật độ cao, khả năng định hướng cao, chống ăn mòn tốt và độ kháng từ cao.
Trong tương lai, đất hiếm sẽ đóng vai trò quan trọng hơn trong quá trình xây dựng trí tuệ carbon thấp cho nhân loại.
Nguồn: Phổ biến Khoa học Trung Quốc
Thời gian đăng: 24-10-2023