Nota má neyslu sjaldgæfra jarðefna í landi til að ákvarða iðnaðarstig þess. Ekki er hægt að skilja há, nákvæm og háþróuð efni, íhluti og búnað frá sjaldgæfum málmum. Af hverju er sama stálið sem gerir aðra tæringarþolnari en þú? Er það sama vélarsnælda og aðrir eru endingargóðari og nákvæmari en þú? Er það líka einn kristal sem aðrir geta náð háum hita upp á 1650 ° C? Af hverju er gler annars með svona háan brotstuðul? Af hverju getur Toyota náð hæsta hitauppstreymi bíla í heimi, 41%? Þetta tengist allt notkun sjaldgæfra málma.
Sjaldgæfir jarðmálmar, einnig þekkt sem sjaldgæf jörð frumefni, eru samheiti yfir 17 frumefnihneyksli, yttríum, og lanthaníð röð í lotukerfinu IIIB hópnum, venjulega táknað með R eða RE. Skandíum og yttríum eru talin sjaldgæf jarðefni vegna þess að þau eru oft samhliða lantaníðþáttum í steinefnum og hafa svipaða efnafræðilega eiginleika.
Ólíkt nafni þess gefur til kynna er gnægð sjaldgæfra jarðefnaþátta (að undanskildum prómetíum) í skorpunni nokkuð hátt, þar sem cerium er í 25. sæti í gnægð jarðskorpuþátta, sem nemur 0,0068% (nálægt kopar). Hins vegar, vegna jarðefnafræðilegra eiginleika sinna, eru sjaldgæf jörð frumefni sjaldan auðguð í efnahagslega hagnýtan hátt. Nafn sjaldgæfra jarðefnaþátta er dregið af skorti þeirra. Fyrsta sjaldgæfa jarðefnasteinefnið sem menn uppgötvaði var kísilberyllíum yttríum málmgrýti sem unnið var úr námu í þorpinu Iterbi í Svíþjóð, þar sem mörg nöfn sjaldgæfra jarðefna frumefna eru upprunnin.
Nöfn þeirra og efnatákn eruSc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Yb og Lu. Atómtölur þeirra eru 21 (Sc), 39 (Y), 57 (La) til 71 (Lu).
Uppgötvunarsaga sjaldgæfra jarðefnaþátta
Árið 1787 fann sænski CA Arrhenius óvenjulegt, sjaldgæft jarðmálm svart málmgrýti í smábænum Ytterby nálægt Stokkhólmi. Árið 1794 einangraði finnski J. Gadolin nýtt efni úr því. Þremur árum síðar (1797) staðfesti sænska AG Ekeberg þessa uppgötvun og nefndi nýja efnið yttria (yttrium earth) eftir staðnum þar sem það fannst. Síðar, til minningar um Gadolinite, var þessi tegund af málmgrýti kölluð gadolinite. Árið 1803 uppgötvuðu þýsku efnafræðingarnir MH Klaproth, sænskir efnafræðingarnir JJ Berzelius og W. Hisinger nýtt efni - ceria - úr málmgrýti (cerium silicate male). Árið 1839 uppgötvaði Svíinn CG Mosander lanthanum. Árið 1843 uppgötvaði Musander terbium og erbium aftur. Árið 1878 uppgötvaði svissneski Marinac ytterbium. Árið 1879 uppgötvuðu Frakkar samarium, Svíar fundu holmium og thulium og Svíar fundu skandíum. Árið 1880 uppgötvaði svissneski Marinac gadolinium. Árið 1885 uppgötvaði Austurríkismaðurinn A. von Wels bach praseodymium og neodymium. Árið 1886 uppgötvaði Bouvabadrand dysprosium. Árið 1901 uppgötvaði franski maðurinn EA Demarcay europium. Árið 1907 uppgötvaði franski maðurinn G. Urban lútetíum. Árið 1947 fengu Bandaríkjamenn eins og JA Marinsky prómetíum úr úraníumklofnunarafurðum. Það liðu meira en 150 ár frá því að Gadolin skildi yttríum jörð árið 1794 til framleiðslu á prómetíum árið 1947.
Notkun sjaldgæfra jarðefnaþátta
Sjaldgæf jörð frumefnieru þekkt sem "iðnaðarvítamín" og hafa óbætanlega framúrskarandi segulmagnaðir, sjón- og rafeiginleikar, sem gegna stóru hlutverki í að bæta afköst vörunnar, auka vöruúrval og bæta framleiðslu skilvirkni. Vegna mikils áhrifa og lítilla skammta hafa sjaldgæfar jarðvegi orðið mikilvægur þáttur í að bæta vöruuppbyggingu, auka tæknilegt innihald og stuðla að tækniframförum iðnaðarins. Þeir hafa verið mikið notaðir á sviðum eins og málmvinnslu, her, jarðolíu, glerkeramik, landbúnaði og nýjum efnum.
Málmvinnsluiðnaður
Sjaldgæf jörðhefur verið beitt á málmvinnslusviði í meira en 30 ár og hefur myndað tiltölulega þroskaða tækni og ferla. Notkun sjaldgæfra jarðar í stáli og málmum sem ekki eru járn er stórt og víðfeðmt svið með víðtækar horfur. Að bæta sjaldgæfum jarðmálmum, flúoríðum og kísilefnum við stál getur gegnt hlutverki við hreinsun, brennisteinshreinsun, hlutleysingu skaðlegra óhreininda með lágt bræðslumark og bætt vinnsluárangur stáls; Sjaldgæf jörð kísiljárnblendi og sjaldgæf jörð kísilmagnesíumblendi eru notuð sem kúlueyðandi efni til að framleiða sjaldgæft jörð sveigjanlegt járn. Vegna sérstakrar hæfis þeirra til að framleiða flókna sveigjanlega járnhluta með sérstökum kröfum, er þessi tegund af sveigjanlegu járni mikið notuð í vélrænni framleiðsluiðnaði eins og bifreiðum, dráttarvélum og dísilvélum; Að bæta sjaldgæfum jarðmálmum við málmblöndur sem ekki eru járn eins og magnesíum, ál, kopar, sink og nikkel getur bætt eðlis- og efnafræðilega eiginleika málmblöndunnar, auk þess að auka stofuhita og háhita vélrænni eiginleika þess.
Hernaðarvöllur
Vegna framúrskarandi eðliseiginleika eins og ljósafmagns og segulmagns geta sjaldgæfar jarðvegi myndað fjölbreytt úrval nýrra efna með mismunandi eiginleika og bætt gæði og afköst annarra vara til muna. Þess vegna er það þekkt sem "iðnaðargull". Í fyrsta lagi getur viðbót sjaldgæfra jarðefna bætt verulega taktíska frammistöðu stáls, álblöndur, magnesíumblendis og títan málmblöndur sem notuð eru við framleiðslu á skriðdrekum, flugvélum og eldflaugum. Að auki er einnig hægt að nota sjaldgæfa jarðveg sem smurefni fyrir mörg hátækni forrit eins og rafeindatækni, leysigeisla, kjarnorkuiðnað og ofurleiðni. Þegar sjaldgæf jarðtækni hefur verið notuð í hernaði mun það óhjákvæmilega leiða til stökk í hertækni. Í vissum skilningi stafar yfirgnæfandi stjórn bandaríska hersins í nokkrum staðbundnum styrjöldum eftir kalda stríðið, sem og hæfni hans til að drepa óvini opinberlega refsilaust, af sjaldgæfu jarðtækni hans, eins og Ofurmenninu.
Petrochemical iðnaður
Hægt er að nota sjaldgæfa jörð frumefni til að búa til sameindasigti hvata í jarðolíuiðnaði, með kostum eins og mikilli virkni, góðri sértækni og sterkri viðnám gegn þungmálmaeitrun. Þess vegna hafa þeir skipt út álsílíkathvata fyrir jarðolíuhvarfasprunguferli; Í framleiðsluferli tilbúið ammoníak er lítið magn af sjaldgæfum jarðvegi nítrati notað sem hjálparhvati og gasvinnslugeta þess er 1,5 sinnum stærri en nikkel álhvata; Í því ferli að búa til cis-1,4-pólýbútadíen gúmmí og ísópren gúmmí, hefur varan sem fæst með því að nota sjaldgæft sýklóalkanóat tríísóbútýl ál hvata framúrskarandi frammistöðu, með kostum eins og minna búnaðarlím hangandi, stöðugur gangur og stutt eftirmeðferðarferli. ; Einnig er hægt að nota samsett sjaldgæft jarðaroxíð sem hvata til að hreinsa útblástursloft frá brunahreyflum og einnig er hægt að nota ceriumnaftenat sem málningarþurrkunarefni.
Gler-keramik
Notkun sjaldgæfra jarðefnaþátta í gler- og keramikiðnaði í Kína hefur aukist að meðaltali um 25% síðan 1988 og náði um það bil 1600 tonnum árið 1998. Sjaldgæft jörð glerkeramik er ekki aðeins hefðbundin grunnefni fyrir iðnað og daglegt líf, heldur einnig aðalmaður á hátæknisviðinu. Sjaldgæf jörð oxíð eða unnin sjaldgæf jarðarþykkni er hægt að nota mikið sem fægiduft fyrir sjóngler, gleraugnalinsur, myndrör, sveiflusjárrör, flatgler, plast og málmborðbúnað; Í því ferli að bræða gler er hægt að nota ceriumdíoxíð til að hafa sterk oxunaráhrif á járn, draga úr járninnihaldi í glerinu og ná því markmiði að fjarlægja græna litinn úr glerinu; Með því að bæta við sjaldgæfum jarðaroxíðum er hægt að framleiða sjóngler og sérstakt gler í mismunandi tilgangi, þar með talið gler sem getur tekið í sig útfjólubláa geisla, sýru- og hitaþolið gler, röntgenþolið gler, osfrv; Með því að bæta sjaldgæfum jarðefnum við keramik- og postulínsgljáa getur það dregið úr sundrun gljáa og gert vörur með mismunandi liti og gljáa, sem gerir þær mikið notaðar í keramikiðnaðinum.
Landbúnaður
Rannsóknarniðurstöður benda til þess að sjaldgæf jarðefni geti aukið blaðgrænuinnihald plantna, aukið ljóstillífun, stuðlað að rótarþróun og aukið upptöku næringarefna með rótum. Sjaldgæf jörð frumefni geta einnig stuðlað að spírun fræja, aukið spírunarhraða fræ og stuðlað að vexti ungplöntunnar. Til viðbótar við helstu aðgerðir sem nefnd eru hér að ofan, hefur það einnig getu til að auka sjúkdómsþol, kuldaþol og þurrkaþol ákveðinnar ræktunar. Fjölmargar rannsóknir hafa einnig sýnt að notkun á viðeigandi styrk sjaldgæfra jarðefnaþátta getur stuðlað að upptöku, umbreytingu og nýtingu næringarefna af plöntum. Sprautun sjaldgæfra jarðefnaþátta getur aukið Vc innihald, heildarsykurinnihald og sykursýruhlutfall epli og sítrusávaxta, stuðlað að litun ávaxta og snemma þroska. Og það getur bælt öndunarstyrk við geymslu og dregið úr rotnunarhraða.
Nýr efnisreitur
Sjaldgæft jörð neodymium járn bór varanlegt segulefni, með mikilli endurhæfingu, mikilli þvingun og mikilli segulmagnaðir orkuvörur, er mikið notað í rafeinda- og geimferðaiðnaði og akstur vindmylla (sérstaklega hentugur fyrir raforkuver á hafi úti); Garnet gerð ferrít einkristalla og fjölkristallar sem myndast af blöndu af hreinum sjaldgæfum jörð oxíðum og járnoxíði er hægt að nota í örbylgjuofni og rafeindaiðnaði; Yttrium ál granat og neodymium gler úr háhreinu neodymium oxíði er hægt að nota sem solid leysiefni; Hægt er að nota sjaldgæfa jörð hexaborides sem bakskautsefni fyrir losun rafeinda; Lantan nikkel málmur er nýlega þróað vetnisgeymsluefni á áttunda áratugnum; Lantan krómat er háhita hitarafmagnsefni; Sem stendur hafa lönd um allan heim gert bylting í þróun ofurleiðandi efna með því að nota baríum byggt oxíð breytt með baríum yttríum kopar súrefnisþáttum, sem geta fengið ofurleiðara á fljótandi köfnunarefni hitastigi. Að auki eru sjaldgæfar jarðvegir mikið notaðar til að lýsa ljósgjafa með aðferðum eins og flúrljómandi dufti, styrkjandi skjáflúrljómandi dufti, þriggja aðal lita flúrljómandi dufti og ljósaperupufti (en vegna mikils kostnaðar af hækkun verðs á sjaldgæfum jörðum, notkun þeirra í lýsingu fer smám saman minnkandi), sem og rafeindavörur eins og sjónvörp og spjaldtölvur; Í landbúnaði getur það aukið uppskeru þeirra um 5-10% með því að nota snefilmagn af sjaldgæfum jarðvegi nítrati á akurræktun; Í léttum textíliðnaði eru sjaldgæf jarðvegsklóríð einnig mikið notuð í sútun skinn, litun á skinn, ullarlitun og teppalitun; Hægt er að nota sjaldgæf jarðefni í hvarfakúta bifreiða til að umbreyta helstu mengunarefnum í óeitruð efnasambönd við útblástur hreyfilsins.
Önnur forrit
Sjaldgæf jörð frumefni eru einnig notuð á ýmsar stafrænar vörur, þar á meðal hljóð- og myndefni, ljósmyndun og samskiptatæki, sem uppfylla margar kröfur eins og minni, hraðari, léttari, lengri notkunartími og orkusparnað. Á sama tíma hefur það einnig verið beitt á mörgum sviðum eins og græna orku, heilsugæslu, vatnshreinsun og flutninga.
Birtingartími: 16. ágúst 2023