Il-konsum ta 'artijiet rari f'pajjiż jista' jintuża biex jiddetermina l-livell industrijali tiegħu. Kwalunkwe materjali, komponenti u tagħmir għoli, preċiż u avvanzat ma jistgħux jiġu sseparati minn metalli rari. Għaliex huwa li l-istess azzar jagħmel oħrajn aktar reżistenti għall-korrużjoni minnek? Huwa l-istess magħżel tal-għodda tal-magni li oħrajn huma aktar durabbli u preċiżi minnek? Huwa wkoll kristall wieħed li oħrajn jistgħu jilħqu temperatura għolja ta '1650 ° C? Għaliex il-ħġieġ ta 'xi ħadd ieħor għandu indiċi ta' rifrazzjoni daqshekk għoli? Għaliex tista 'Toyota tikseb l-ogħla effiċjenza termali tal-karozzi fid-dinja ta' 41%? Dawn huma kollha relatati mal-applikazzjoni ta 'metalli rari.
Metalli terrestri rari, magħrufa wkoll bħala elementi terrestri rari, huma terminu kollettiv għal 17-il element tal-skandju, ittriju, u serje lanthanide fil-grupp IIIB tabella perjodika, komunement rappreżentati minn R jew RE. L-iskandju u l-ittriju huma meqjusa bħala elementi rari tal-art minħabba li ħafna drabi jeżistu flimkien ma 'elementi lantanid f'depożiti minerali u għandhom proprjetajiet kimiċi simili.
B'differenza minn isimha jimplika, l-abbundanza ta 'elementi rari tad-dinja (eskluż prometju) fil-qoxra hija pjuttost għolja, biċ-ċerju jikklassifika 25 fl-abbundanza ta' elementi tal-qoxra, li jammonta għal 0.0068% (qrib ir-ram). Madankollu, minħabba l-proprjetajiet ġeokimiċi tagħha, l-elementi tad-dinja rari huma rarament arrikkit għal livell ekonomikament sfruttabbli. L-isem ta 'elementi rari tad-dinja huwa derivat mill-iskarsezza tagħhom. L-ewwel minerali tal-art rari skoperti mill-bnedmin kien il-mineral tal-ittriju tal-berillju tas-silikon estratt minn minjiera fir-raħal ta 'Iterbi, l-Isvezja, fejn oriġinaw ħafna ismijiet ta' elementi rari.
Ismijiet tagħhom u simboli kimiċi humaSc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Yb, u Lu. In-numri atomiċi tagħhom huma 21 (Sc), 39 (Y), 57 (La) sa 71 (Lu).
L-Istorja ta' Skoperta ta' Elementi Rari tad-Dinja
Fl-1787, l-Iżvediż CA Arrhenius sab mineral iswed tal-metall rari mhux tas-soltu fil-belt żgħira ta 'Ytterby qrib Stokkolma. Fl-1794, il-Finlandiż J. Gadolin iżola sustanza ġdida minnha. Tliet snin wara (1797), Svediż AG Ekeberg ikkonferma din l-iskoperta u semmiet is-sustanza l-ġdida yttria (ittriju earth) wara l-post fejn ġiet skoperta. Aktar tard, b’tifkira tal-Gadolinite, dan it-tip ta’ minerali kien jissejjaħ gadolinite. Fl-1803, il-kimiċi Ġermaniżi MH Klaproth, il-kimiċi Svediżi JJ Berzelius, u W. Hisinger skoprew sustanza ġdida - ceria - minn mineral (mineral tas-silikat taċ-ċerju). Fl-1839, l-Iżvediż CG Mosander skopra l-lantanu. Fl-1843, Musander reġa skopra t-terbju u l-erbju. Fl-1878, l-Isvizzera Marinac skopra l-itterbju. Fl-1879, il-Franċiżi skoprew is-samarium, l-Iżvediż skoprew l-olmju u t-thulium, u l-Iżvediż skoprew l-iskandju. Fl-1880, l-Isvizzera Marinac skopra l-gadolinju. Fl-1885, l-Awstrijak A. von Wels bach skopra praseodymium u neodimju. Fl-1886, Bouvabadrand skopra dysprosium. Fl-1901, ir-raġel Franċiż EA Demarcay skopra l-ewropju. Fl-1907, ir-raġel Franċiż G. Urban skopra l-lutetium. Fl-1947, Amerikani bħal JA Marinsky kisbu prometju minn prodotti tal-fissjoni tal-uranju. Ħad aktar minn 150 sena mis-separazzjoni tal-art tal-ittriju minn Gadolin fl-1794 sal-produzzjoni tal-prometju fl-1947.
Applikazzjoni ta 'Elementi tad-Dinja Rari
Elementi rari tad-dinjahuma magħrufa bħala "vitamini industrijali" u għandhom proprjetajiet manjetiċi, ottiċi u elettriċi eċċellenti insostitwibbli, li għandhom rwol kbir fit-titjib tal-prestazzjoni tal-prodott, iż-żieda fil-varjetà tal-prodott, u t-titjib tal-effiċjenza tal-produzzjoni. Minħabba l-effett kbir u d-dożaġġ baxx tiegħu, l-art rari saru element importanti fit-titjib tal-istruttura tal-prodott, iż-żieda tal-kontenut teknoloġiku u l-promozzjoni tal-progress teknoloġiku tal-industrija. Intużaw ħafna f'oqsma bħall-metallurġija, militari, petrokimiċi, ċeramika tal-ħġieġ, agrikoltura, u materjali ġodda.
Industrija Metallurġika
Art rariġie applikat fil-qasam metallurġiku għal aktar minn 30 sena, u ffurmat teknoloġiji u proċessi relattivament maturi. L-applikazzjoni ta 'art rari fl-azzar u metalli mhux tal-ħadid hija qasam kbir u wiesa' bi prospetti wesgħin. Iż-żieda ta 'metalli rari, fluworidi u siliċidi ma' l-azzar jista 'jkollha rwol fir-raffinar, id-desulfurizzazzjoni, in-newtralizzazzjoni ta' impuritajiet ta 'ħsara ta' punt ta 'tidwib baxx, u t-titjib tal-prestazzjoni ta' l-ipproċessar ta 'l-azzar; Liga tal-ħadid tas-silikon tad-dinja rari u liga tal-manjeżju tas-silikon tad-dinja rari jintużaw bħala aġenti spheroidizing biex jipproduċu ħadid duttili tal-art rari. Minħabba l-idoneità speċjali tagħhom għall-produzzjoni ta 'partijiet kumplessi tal-ħadid duttili b'rekwiżiti speċjali, dan it-tip ta' ħadid duttili jintuża ħafna f'industriji tal-manifattura mekkanika bħal karozzi, tratturi u magni diesel; Iż-żieda ta 'metalli rari tad-dinja ma' ligi mhux tal-ħadid bħal manjesju, aluminju, ram, żingu u nikil tista 'ttejjeb il-proprjetajiet fiżiċi u kimiċi tal-liga, kif ukoll ittejjeb it-temperatura tal-kamra tagħha u l-proprjetajiet mekkaniċi ta' temperatura għolja.
Qasam Militari
Minħabba l-proprjetajiet fiżiċi eċċellenti tiegħu bħall-fotoelettriku u l-manjetiżmu, l-artijiet rari jistgħu jiffurmaw varjetà wiesgħa ta 'materjali ġodda bi proprjetajiet differenti u jtejbu ħafna l-kwalità u l-prestazzjoni ta' prodotti oħra. Għalhekk, huwa magħruf bħala "deheb industrijali". L-ewwelnett, iż-żieda ta 'artijiet rari tista' ttejjeb b'mod sinifikanti l-prestazzjoni tattika tal-azzar, ligi tal-aluminju, ligi tal-manjeżju u ligi tat-titanju użati fil-manifattura ta 'tankijiet, ajruplani u missili. Barra minn hekk, l-artijiet rari jistgħu jintużaw ukoll bħala lubrikanti għal ħafna applikazzjonijiet ta 'teknoloġija għolja bħall-elettronika, lejżers, industrija nukleari u superkonduttività. Ladarba t-teknoloġija tal-art rari tintuża fil-militar, inevitabbilment iġġib qabża fit-teknoloġija militari. F'ċertu sens, il-kontroll enormi tal-militar Amerikan f'diversi gwerer lokali wara l-Gwerra Bierda, kif ukoll il-kapaċità tiegħu li joqtol l-għedewwa b'mod miftuħ b'impunità, ġej mit-teknoloġija rari tagħha, bħas-Superman.
Industrija petrokimika
Elementi ta 'art rari jistgħu jintużaw biex jagħmlu katalizzaturi ta' għarbiel molekulari fl-industrija petrokimika, b'vantaġġi bħal attività għolja, selettività tajba, u reżistenza qawwija għall-avvelenament tal-metall tqil. Għalhekk, ħadu post il-katalisti tas-silikat tal-aluminju għall-proċessi tal-qsim katalitiku tal-pitrolju; Fil-proċess ta 'produzzjoni ta' ammonja sintetika, ammont żgħir ta 'nitrat tad-dinja rari jintuża bħala cocatalyst, u l-kapaċità tal-ipproċessar tal-gass tiegħu hija 1.5 darbiet akbar minn dik ta' katalizzatur tal-aluminju tan-nikil; Fil-proċess ta 'sintetizzazzjoni ta' gomma cis-1,4-polybutadiene u gomma isoprene, il-prodott miksub bl-użu ta 'katalizzatur tal-aluminju cycloalkanoate triisobutyl rari għandu prestazzjoni eċċellenti, b'vantaġġi bħal mdendlin adeżiv ta' tagħmir inqas, tħaddim stabbli u proċess qasir ta 'wara trattament ; Ossidi tal-art rari komposti jistgħu jintużaw ukoll bħala katalisti għall-purifikazzjoni tal-gass tal-egżost minn magni tal-kombustjoni interna, u naftenat taċ-ċerju jista 'jintuża wkoll bħala aġent tat-tnixxif taż-żebgħa.
Ħġieġ-ċeramika
L-applikazzjoni ta 'elementi tad-dinja rari fl-industrija tal-ħġieġ u taċ-ċeramika taċ-Ċina żdiedet b'rata medja ta' 25% mill-1988, u laħqet madwar 1600 tunnellata fl-1998. Iċ-ċeramika tal-ħġieġ tad-dinja rari mhumiex biss materjali bażiċi tradizzjonali għall-industrija u l-ħajja ta 'kuljum, iżda wkoll a membru ewlieni tal-qasam tat-teknoloġija għolja. Ossidi tad-dinja rari jew konċentrati pproċessati tad-dinja rari jistgħu jintużaw b'mod wiesa 'bħala trab tal-illustrar għal ħġieġ ottiku, lentijiet tan-nuċċalijiet, tubi tal-istampi, tubi tal-oxxilloskopju, ħġieġ ċatt, plastik u oġġetti tal-mejda tal-metall; Fil-proċess tat-tidwib tal-ħġieġ, id-dijossidu taċ-ċerju jista 'jintuża biex ikollu effett qawwi ta' ossidazzjoni fuq il-ħadid, inaqqas il-kontenut tal-ħadid fil-ħġieġ u jikseb l-għan li jitneħħa l-kulur aħdar mill-ħġieġ; Iż-żieda ta 'ossidi rari tad-dinja tista' tipproduċi ħġieġ ottiku u ħġieġ speċjali għal skopijiet differenti, inkluż ħġieġ li jista 'jassorbi r-raġġi ultravjola, ħġieġ reżistenti għall-aċidu u s-sħana, ħġieġ reżistenti għar-raġġi X, eċċ; Iż-żieda ta 'elementi tal-art rari ma' glazes taċ-ċeramika u tal-porċellana tista 'tnaqqas il-frammentazzjoni tal-glazes u tagħmel il-prodotti jippreżentaw kuluri u tleqqija differenti, u tagħmilhom użati ħafna fl-industrija taċ-ċeramika.
Agrikoltura
Ir-riżultati tar-riċerka jindikaw li l-elementi tad-dinja rari jistgħu jżidu l-kontenut tal-klorofilla tal-pjanti, itejbu l-fotosintesi, jippromwovu l-iżvilupp tal-għeruq, u jżidu l-assorbiment tan-nutrijenti mill-għeruq. Elementi tal-art rari jistgħu wkoll jippromwovu l-ġerminazzjoni taż-żerriegħa, iżidu r-rata tal-ġerminazzjoni taż-żerriegħa, u jippromwovu t-tkabbir tan-nebbieta. Minbarra l-funzjonijiet ewlenin imsemmija hawn fuq, għandu wkoll il-kapaċità li jsaħħaħ ir-reżistenza għall-mard, ir-reżistenza għall-kesħa, u r-reżistenza għan-nixfa ta 'ċerti uċuħ tar-raba'. Bosta studji wrew ukoll li l-użu ta 'konċentrazzjonijiet xierqa ta' elementi rari tad-dinja jista 'jippromwovi l-assorbiment, it-trasformazzjoni u l-użu ta' nutrijenti mill-pjanti. Il-bexx ta 'elementi tad-dinja rari jista' jżid il-kontenut ta 'Vc, il-kontenut totali ta' zokkor, u l-proporzjon ta 'aċidu taz-zokkor tat-tuffieħ u l-frott taċ-ċitru, jippromwovi l-kulur tal-frott u sajran kmieni. U jista 'jrażżan l-intensità respiratorja waqt il-ħażna u jnaqqas ir-rata ta' tħassir.
Qasam ta 'materjali ġodda
Materjal ta 'kalamita permanenti tal-boron tal-ħadid tan-neodimju tal-art rari, b'remanenza għolja, koerċività għolja, u prodott ta' enerġija manjetika għolja, huwa użat ħafna fl-industriji elettroniċi u aerospazjali u t-turbini tar-riħ tas-sewqan (speċjalment adattat għal impjanti tal-enerġija offshore); Ferrite tat-tip Garnet kristalli singoli u polikristalli ffurmati mill-kombinazzjoni ta 'ossidi puri ta' l-art rari u ossidu ferriku jistgħu jintużaw fl-industriji microwave u elettroniċi; Granata tal-aluminju tal-ittriju u ħġieġ tan-neodimju magħmul minn ossidu tan-neodimju ta 'purità għolja jistgħu jintużaw bħala materjali tal-laser solidi; Hexaborides tad-dinja rari jistgħu jintużaw bħala materjali tal-katodu għall-emissjoni tal-elettroni; Il-metall tan-nikil tal-lantanu huwa materjal tal-ħażna tal-idroġenu żviluppat ġdid fis-snin sebgħin; Il-kromat tal-lantanu huwa materjal termoelettriku b'temperatura għolja; Fil-preżent, pajjiżi madwar id-dinja għamlu skoperti fl-iżvilupp ta 'materjali superkondutturi billi użaw ossidi bbażati fuq barju modifikati b'elementi ta' ossiġnu tar-ram ittriju tal-barju, li jistgħu jiksbu superkondutturi fil-medda tat-temperatura tan-nitroġenu likwidu. Barra minn hekk, l-art rari jintużaw ħafna fis-sorsi tad-dawl tad-dawl permezz ta 'metodi bħal trab fluworexxenti, trab fluworexxenti tal-iskrin li jintensifika, trab fluworexxenti ta' tliet kuluri primarji, u trab tal-bozza tal-kopja (iżda minħabba l-ispiża għolja kkawżata miż-żieda fil-prezzijiet tad-dinja rari, l-applikazzjonijiet tagħhom fid-dawl qed jonqsu gradwalment), kif ukoll prodotti elettroniċi bħal televiżjonijiet u tablets ta' projezzjoni; Fl-agrikoltura, l-applikazzjoni ta 'traċċi ta' nitrat tad-dinja rari għall-għelejjel tal-għelieqi tista 'żżid ir-rendiment tagħhom b'5-10%; Fl-industrija tat-tessuti ħafifa, il-kloruri tad-dinja rari jintużaw ħafna wkoll fil-pil tal-ikkunzar, żebgħa tal-pil, żebgħa tas-suf, u żebgħa tat-twapet; Elementi tal-art rari jistgħu jintużaw f'konvertituri katalitiċi tal-karozzi biex jikkonvertu sustanzi li jniġġsu maġġuri f'komposti mhux tossiċi waqt l-egżost tal-magna.
Applikazzjonijiet oħra
Elementi tad-dinja rari huma applikati wkoll għal diversi prodotti diġitali, inklużi apparati awdjoviżivi, fotografiċi u ta 'komunikazzjoni, li jissodisfaw rekwiżiti multipli bħal ħin ta' użu iżgħar, aktar mgħaġġel, eħfef, itwal u konservazzjoni tal-enerġija. Fl-istess ħin, ġie applikat ukoll għal oqsma multipli bħall-enerġija ħadra, il-kura tas-saħħa, il-purifikazzjoni tal-ilma u t-trasport.
Ħin tal-post: Awissu-16-2023