¿qué usos mágicos tienen los elementos de tierras raras? (ⅰ) —— vista previa de aplicaciones de elementos de tierras raras

las tierras raras son materiales indispensables para nuevas tecnologías y nuevos materiales. se conocen comúnmente como 'oro industrial' y son importantes recursos estratégicos. este artículo tiene como objetivo ayudar a los lectores a comprender los maravillosos usos de los elementos de tierras raras.

i. ¿cuántos tipos de elementos metálicos se incluyen en rare earth?

¿qué son las tierras raras? 'raro' significa raro; la 'tierra' generalmente se usa para referirse a óxidos sólidos que son insolubles en agua, como el óxido de aluminio, llamado arcilla y óxido de magnesio, llamado pirofilita; la tierra rara se refiere a ciertos óxidos metálicos. para ser precisos, la tierra rara es un término general para 17 elementos metálicos en la tabla periódica, incluidos 'escandio', 'itrio' y 'elementos de lantánidos'. los óxidos de estos 17 elementos de tierras raras siempre se mezclan.

elementos de tierras raras: series de escandio, itrio y lantanidas un total de 17 elementos

los elementos de tierras raras se encuentran en la tercera columna de la tabla periódica, a saber, scandium (sc), itrio (y) y lantano (la).

sin embargo, el lantano significa 'lanthanuro', que es un grupo de 15 elementos: lantano (la), cerio (ce), praseodimio (pr), neodimio (nd), promethium (pm),

samario (sm), europium (ue), gadolinium (gd), terbium (tb), disprosium (dy),

holmium (ho), erbium (er), thulium (tm), ytterbium (yb), lutetium (lu).

por lo tanto, hay 17 elementos de tierras raras en total, de los cuales aquellos con propiedades activas y masa atómica de luz se llaman 'elementos de tierras raras de luz', un total de 8:

lanthanum (la), cerio (ce), prasodimio (pr), neodimio (nd),

promethium (pm), samario (sm), europium (ue), gadolinium (gd).

hay siete elementos con masas atómicas más pesadas, conocidas como 'elementos de tierras raras pesadas':

terbium (tb), disprosio (dy), holmium (ho), erbium (er),

thulium (tm), ytterbium (yb), lutetium (lu).

introducir algunas 'propiedades de tierras raras'

los elementos de tierras raras tienen muchas propiedades especiales, algunas de las cuales se introducen a continuación.

1. en términos generales, los elementos de tierras raras son más activos que el "aluminio".

reaccionan con oxígeno para formar óxidos, reaccionan con hidrógeno para formar hidruros, formar compuestos con muchos elementos no metálicos y reaccionar con muchos ácidos y bases para formar 'sales de tierras raras';

2. a medida que el 'número atómico' disminuye, la "actividad" aumenta; a medida que aumenta el 'número atómico', la 'metalicidad' disminuye.

3. las aleaciones de 'elementos de lantánidos' y 'metales de transición' son importantes materiales de almacenamiento de hidrógeno, como lani5.

tiene una fuerte capacidad de almacenamiento de hidrógeno bajo varias atmósferas de presión y puede liberar hidrógeno reduciendo la presión.

4. los metales de tierras raras y sus óxidos, hidróxidos y carbonatos son originalmente insolubles en agua. aún así, pueden reaccionar con el ácido clorhídrico para producir 'cloruros de tierras raras', que son fácilmente solubles en agua, y cuanto mayor sea la temperatura, mayor será la solubilidad.

5. los metales de tierra, sus óxidos e hidróxidos reaccionan con ácido sulfúrico para formar 'sulfatos de tierras raras', y su solubilidad en el agua también tiene una fuerte regularidad.

6. 'los sulfatos de tierra' pueden formar 'sales complejas' con 'sulfatos de metal de tierra alcalina'. la solubilidad de estas sales complejas varía mucho y son fáciles de separar.

las características de solubilidad anteriores se utilizarán en la tecnología de separación y extracción de elementos de tierras raras.

7. los elementos terrestres de la zona son relativamente activos, lo que puede fusionarse fácilmente con otros cristales, haciendo que la estructura cristalina sea pequeña y densa.

8. la estructura atómica de los elementos de tierras raras es bastante especial y tiene múltiples 'niveles de energía'. ¿cómo sabemos este fenómeno? cuando los elementos de tierras raras se iluminan con cierta luz para observar sus espectros, se puede encontrar que hay más de un espectro, que muestra que los átomos de elementos de tierras raras tienen múltiples "niveles de energía".

9. hay alrededor de 30,000 espectros de absorción de todos los átomos o iones de elementos de tierras raras, todos los cuales son 'espectros de banda estrecha' de infrarrojos a ultravioleta. dado que la frecuencia del espectro de absorción también es la frecuencia del espectro de emisión de excitación, los elementos de tierras raras pueden emitir una luz especial cuando se irradian con la luz de excitación. por esta razón, las tierras raras se han convertido en un gran tesoro de materiales luminiscentes, de los cuales se pueden descubrir muchos materiales luminiscentes nuevos. además, los elementos de tierras raras tienen condiciones bajas de luminiscencia, una fuerte capacidad de luminiscencia, alta eficiencia de luminiscencia y color de luz pura.

¿cuáles son los usos de las tierras raras?

los elementos de tierras raras se conocen como 'oro industrial' y 'vitaminas industriales', lo que significa que son importantes y prácticos y están en todas partes de la industria. cuando se usan en un material, mejorarán mágicamente el rendimiento y la eficiencia de producción, aumentarán el contenido científico y tecnológico y promoverán el progreso tecnológico de ese material. más específicamente, los productos modernos de alta tecnología no pueden prescindir de la participación de tierras raras. el siguiente es un resumen de la aplicación de tierras raras en varios campos.

1.usente en la industria metalúrgica

la 'aleación de ferrosilicón de tierras raras' y la 'aleación de silicio de silicio de tierras raras' se utilizan como agentes esferoidizantes en hierro fundido, lo que puede transformar los 'cristales de hierro-carbono en forma de tira' en 'esferas', convirtiéndose en 'hierro dúctil', lo que mejora en gran medida el rendimiento de procesamiento y las propiedades mecánicas del hierro fundido. juega un papel muy importante en la industria de fabricación de maquinaria.

agregar metales de tierras raras a aleaciones no ferrosas, como magnesio, aluminio, cobre, zinc y níquel, puede mejorar las propiedades físicas y químicas de las aleaciones a la habitación y altas temperaturas.

2. aplicación en materiales magnéticos fuertes

el conocido 'rey de los imanes permanentes' es la aleación 'ndfeb', en la que el rubidio es un elemento de tierras raras. los imanes permanentes fuertes tienen una amplia gama de usos, como en 'motores de imán permanente', 'imágenes de resonancia magnética' y 'componentes eléctricos'.

3. uso en la industria petroquímica

en la industria petroquímica, el 'grietas' moleculares y la 'polimerización' son muy comunes, pero todos requieren el uso de catalizadores. agregar elementos de tierras raras al catalizador puede duplicar la eficiencia; convertir el catalizador en un "catalizador de tamiz molecular" con "buena permeabilidad" y "área de contacto grande" puede duplicar el efecto catalítico.

en la impresión y el teñido químicos, el uso de tierras raras puede hacer que el teñido sea estable y brillante.

4.usente en cerámica de vidrio

se puede hacer 'vidrio óptico especial' agregando elementos de tierras raras, algunos de los cuales pueden pasar rayos infrarrojos, absorber rayos ultravioleta, resistir el calor, ácido y álcali, o bloquear rayos x. estas 'gafas ópticas de alto grado' se usan ampliamente en la alta tecnología civil.

los 'cristales láser' de alta potencia deben contener elementos de tierras raras. este tipo de láser se puede utilizar en el procesamiento mecánico, los escalpelos, etc.

agregar tierras raras a los esmaltes de cerámica y los esmaltes porcelana no solo puede hacer que los productos sinterizados presenten diferentes colores y brillo, sino que también reduzcan la rotura del esmalte. los óxidos de tierras raras de grano fino pueden usarse ampliamente como agentes de pulido para varios tipos de vidrio.

5. usaje para la comunicación de fibra óptica

al agregar tierras raras a los materiales de fibra óptica, las señales pueden viajar a través de la fibra con menos pérdida y pueden viajar más lejos.

al dopar tierras raras en fibras ópticas y irradiarlas con luces led, los elementos de tierras raras dopadas pueden ser estimuladas para emitir luz. este principio se puede usar para hacer un 'amplificador de retransmisión' para la transmisión de señal de fibra óptica, que llamamos "luz de bomba". la 'luz de la bomba' también se puede usar para hacer láseres de alta potencia.

6. uso para la pantalla electrocrómica

las pantallas de película delgada de alta tecnología generalmente usan "fósforos que muestran diferentes colores", y estos fósforos requieren la participación de diferentes elementos de tierras raras.

7. utilizado para la radiactividad

los elementos de tierras raras pesadas generalmente pueden absorber neutrones y convertirse en isótopos correspondientes, para que puedan participar en 'materias primas de uranio' y controlar la tasa de fisión. esos isótopos también son radiactivos y tienen menor energía, por lo que pueden usarse en 'quimioterapia local' y 'seguimiento de exhibiciones radiactivas' en el campo de la medicina.

8. usaje en la agricultura

los resultados de la investigación muestran que agregar una pequeña cantidad de tierras raras al suelo puede promover la germinación de semillas, aumentar la tasa de germinación de semillas y promover el crecimiento de las plántulas; puede aumentar el contenido de clorofila vegetal, mejorar la fotosíntesis, promover el desarrollo de la raíz y aumentar la absorción de nutrientes de la raíz; puede mejorar la resistencia a las enfermedades, la resistencia al frío y la resistencia a la sequía de los cultivos; piratear frutas con una cantidad apropiada de la mezcla de tierras raras puede mejorar la calidad de las frutas. la razón es que la luz emitida por elementos de tierras raras bajo la luz solar es beneficiosa para el crecimiento de las plantas.

relación de consumo de área de aplicación de tierras raras