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      稀土

      發布時間:2021-02-27來源:點擊:247

      稀土

        稀土元素是17種特殊的元素的統稱,它的得名是因為瑞典科學家在提取稀土元素時應用了稀土化合物,所以得名稀土元素。

        然而稀土是歷史遺留下來的名稱。稀土是從18世紀末開始陸續發現,當時人們常把不溶于水的固體氧化物稱為土,例如,將氧化鋁稱為“陶土”,氧化鈣稱為”堿土“等。稀土一般是以氧化物狀態分離出來的,當時比較稀少,因而得名為稀土(Rare Earth,簡稱RE或R)。

        1、軍事方面

        稀土有bai工業“黃金”之稱,由于其具有優良的光電磁等物理特性,能與其他材料組成性能各異、品種繁多的新型材料,其***顯著的功能就是大幅度提高其他產品的質量和性能。比如大幅度提高用于制造坦克、飛機、導彈的鋼材、鋁合金、鎂合金、鈦合金的戰術性能。

        而且,稀土同樣是電子、激光、核工業、超導等諸多高科技的潤滑劑。稀土科技一旦用于軍事,必然帶來軍事科技的躍升。從一定意義上說,美軍在冷戰后幾次局部戰爭中壓倒性控制,正緣于稀土科技領域的超人一等。

        2、冶金工業

        稀土金屬或氟化物、硅化物加入鋼中,能起到精煉、脫硫、中和低熔點有害雜質的作用,并可以改善鋼的加工性能;稀土硅鐵合金、稀土硅鎂合金作為球化劑生產稀土球墨鑄鐵,由于這種球墨鑄鐵特別適用于生產有特殊要求的復雜球鐵件,被廣泛用于汽車、拖拉機、柴油機等機械制造業;稀土金屬添加***鎂、鋁、銅、鋅、鎳等有色合金中,可以改善合金的物理化學性能,并提高合金室溫及高溫機械性能。

        3、石油化工

        用稀土制成的分子篩催化劑,具有活性高、選擇性好、抗重金屬中毒能力強的優點,因而取代了硅酸鋁催化劑用于石油催化裂化過程;

        在合成氨生產過程中,用少量的硝酸稀土為助催化劑,其處理氣量比鎳鋁催化劑大1.5倍;在合成順丁橡膠和異戊橡膠過程中,采用環烷酸稀土-三異丁基鋁型催化劑,所獲得的產品性能優良,具有設備掛膠少,運轉穩定,后處理工序短等優點;復合稀土氧化物還可以用作內燃機尾氣凈化催化劑,環烷酸鈰還可用作油漆催干劑等。

        4、玻璃陶瓷

        主要包括一下幾個方面:超導陶瓷、壓電陶瓷、導電陶瓷、介電陶瓷及敏感陶瓷等。

        稀土氧化物或經過加工處理的稀土精礦,可作為拋光粉廣泛用于光學玻璃、眼鏡片、顯像管、示波管、平板玻璃、塑料及金屬餐具的拋光;在熔制玻璃過程中,可利用二氧化鈰對鐵有很強的氧化作用,降低玻璃中的鐵含量,以達到脫除玻璃中綠色的目的;

        添加稀土氧化物可以制得不同用途的光學玻璃和特種玻璃,其中包括能通過紅外線、吸收紫外線的玻璃、耐酸及耐熱的玻璃、防X-射線的玻璃等;在陶釉和瓷釉中添加稀土,可以減輕釉的碎裂性,并能使制品呈現不同的顏色和光澤,被廣泛用于陶瓷工業。

        隨著材料科學的發展,近年來功能復合陶瓷備受關注,稀土摻雜在功能復合陶瓷的開發研究方面也取得了較大進展。浙江大學陳昂等,采用常規功能陶瓷的制備方法,YBa2Cu3O7-x和鐵電陶瓷BaTiO3復合,獲得了鐵電性與超導性共存的YBa2Cu3O7-x-BaTiO3系復合功能陶瓷,其電導特性符合三維導電行為,并當YBa2Cu3O7-x含量較高時呈超導性。

        華中理工大學周東祥等的研究指出,LaCoO3-SrCoO3系和LaCrO3-SrCrO3系復合功能陶瓷,可用作磁流體電機的電極材料和氣敏材料;而在NTC熱敏復合材料NiMn2O4-LaCrO3陶瓷中,新化合物LaMnO3導電相決定著陶瓷的主要性質。

        智能陶瓷是指具有自診斷、自調整、自恢復、自轉換等特點的一類功能陶瓷。如前所述在鋯鈦酸鉛(PZT)陶瓷中添加稀土鑭而獲得的鋯鈦酸鉛鑭(PLZT)陶瓷,不但是一種優良的電光陶瓷,而且因其具有形狀記憶功能,即體現出形狀自我恢復的自調諧機制,故也是一種智能陶瓷。

        智能陶瓷材料概念的提出,倡導了一種研制和設計陶瓷材料的新理念,對拓寬稀土在近代功能陶瓷中應用極為有利。近年的研究還表明,稀土在生物陶瓷、抗菌陶瓷等新型陶瓷材料中也有著獨特的作用。由于稀土元素可與銀、鋅、銅等過渡元素協同增效,開發的稀土復合磷酸鹽抗菌可使陶瓷表面產生大量的羥基自由基,從而增強了陶瓷的抗菌性能。

        稀土陶瓷顏料主要是指五種色相的組合著色鋯英石基稀土陶瓷顏料。

        它可用作彩釉磚、外墻磚、地磚等建筑陶瓷的裝飾材料,尤其適用于衛生潔具陶瓷制品的彩飾,還可用作瓷器釉上彩、釉中彩和釉下彩的色基。組合著色鋯英石基稀土陶瓷顏料,是以二氧化鋯、二氧化硅為基質材料,以過渡元素和稀土元素為組合著色劑,添加少量礦化劑,經高溫900~1150℃固相反應合成。其主要技術指標如下:色相有紅、黃、藍、綠和灰,穩定性小于或等于1280℃***高可達1300℃),適應氣氛為氧化焰,顆粒直徑小于15μm的不少于92%,大于30μm者為零新材料

        稀土鈷及釹鐵硼永磁材料,具有高剩磁、高矯頑力和高磁能積,被廣泛用于電子及航天工業;純稀土氧化物和三氧化二鐵化合而成的石榴石型鐵氧體單晶及多晶,可用于微波與電子工業;用高純氧化釹制作的釔鋁石榴石和釹玻璃,可作為固體激光材料;稀土六硼化物可用于制作電子發射的陰極材料;鑭鎳金屬是70年代新發展起來的貯氫材料;

        鉻酸鑭是高溫熱電材料;當前世界各國采用鋇釔銅氧元素改進的鋇基氧化物制作的超導材料,可在液氮溫區獲得超導體,使超導材料的研制取得了突破性進展。此外,稀土還廣泛用于照明光源,投影電視熒光粉、增感屏熒光粉、三基色熒光粉、復印燈粉;在農業方面,向田間作物施用微量的硝酸稀土,可使其產量增加5~10%;在輕紡工業中,稀土氯化物還廣泛用于鞣制毛皮、皮毛染色、毛線染色及地毯染色等方面。

        5、農業方面

        研究結果表明,稀土元素可以提高植物的葉綠素含量,增強光合作用,促進根系發育,增加根系對養分吸收。稀土還能促進種子萌發,提高種子發芽率,促進幼苗生長。除了以上主要作用外,還具有使某些作物增強抗病、抗寒、抗旱的能力。

        大量的研究還表明,使用適當濃度稀土元素能促進植物對養分的吸收、轉化和利用。玉米用稀土拌種,出苗、拔節比對照早1~2天,株高增加0.2米,早熟3~5天,而且籽粒飽滿,增產14%。大豆用稀土拌種,出苗提早1天,單株結莢數增加14.8~26.6個,3粒莢數增多,增產14.5%~20.0%。噴施稀土可使蘋果和柑橘果實的Vc含量、總糖含量、糖酸比均有所提高,促進果實著色和早熟。并可抑制貯藏過程中呼吸強度,降低腐爛率。


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