ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับการประยุกต์ใช้ธาตุหายาก
ธาตุหายากเรียกว่า "วิตามินอุตสาหกรรม" ซึ่งมีคุณสมบัติทางแม่เหล็ก แสง และไฟฟ้าที่ดีเยี่ยมอย่างไม่อาจทดแทนได้ เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ เพิ่มความหลากหลายของผลิตภัณฑ์ และปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตมีบทบาทอย่างมากเนื่องจากบทบาทขนาดใหญ่ของธาตุหายาก การใช้ขนาดเล็กจึงกลายเป็นองค์ประกอบสำคัญในการปรับปรุงโครงสร้างผลิตภัณฑ์ ปรับปรุงเนื้อหาทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ส่งเสริมความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีในอุตสาหกรรม มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในโลหะวิทยา การทหาร ปิโตรเคมี เซรามิกแก้ว การเกษตรและวัสดุใหม่และสาขาอื่นๆ
อุตสาหกรรมโลหะวิทยา
บุตรชายและแม่ชีของธาตุหายากถูกนำมาใช้ในสาขาโลหะวิทยามานานกว่า 30 ปี และได้สร้างเทคโนโลยีและเทคโนโลยีที่เป็นผู้ใหญ่มากขึ้น ธาตุหายากในเหล็ก โลหะที่ไม่ใช่เหล็ก เป็นพื้นที่ขนาดใหญ่ และมีแนวโน้มในวงกว้างโลหะหายากหรือฟลูออไรด์ที่เติมซิลิเกตลงในเหล็กสามารถมีบทบาทในการกลั่น การกำจัดซัลเฟอร์ไดออกไซด์ สารเจือปนที่เป็นอันตรายที่มีจุดหลอมเหลวปานกลางและต่ำ และสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการประมวลผลของเหล็กได้มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในรถยนต์ รถแทรกเตอร์ เครื่องยนต์ดีเซล และอุตสาหกรรมการผลิตเครื่องจักรอื่นๆ โลหะหายากที่เติมลงในแมกนีเซียม อลูมิเนียม ทองแดง สังกะสี นิกเกิล และโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็กอื่นๆ สามารถปรับปรุงคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของโลหะผสม และปรับปรุง อุณหภูมิห้องและคุณสมบัติทางกลที่อุณหภูมิสูงของโลหะผสม
เนื่องจากธาตุหายากมีคุณสมบัติทางกายภาพที่ดีเยี่ยม เช่น แสงและแม่เหล็กไฟฟ้า จึงสามารถประกอบเป็นวัสดุใหม่ที่มีคุณสมบัติแตกต่างกันและวัสดุอื่นๆ ที่หลากหลาย ซึ่งสามารถปรับปรุงคุณภาพและประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์อื่นๆ ได้อย่างมากจึงมีชื่อเรียกว่า “ทองคำอุตสาหกรรม”ประการแรก การเพิ่มธาตุหายากสามารถปรับปรุงการใช้รถถัง เครื่องบิน ขีปนาวุธ เหล็ก อลูมิเนียมอัลลอยด์ โลหะผสมแมกนีเซียม และประสิทธิภาพทางยุทธวิธีของโลหะผสมไทเทเนียมได้อย่างมากนอกจากนี้ ธาตุหายากยังสามารถใช้เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เลเซอร์ อุตสาหกรรมนิวเคลียร์ ตัวนำยิ่งยวด และสารหล่อลื่นไฮเทคอื่นๆ อีกมากมายเทคโนโลยีแรร์เอิร์ธซึ่งครั้งหนึ่งเคยใช้ในกองทัพย่อมนำมาซึ่งการก้าวกระโดดในด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีทางการทหารอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ในแง่หนึ่ง การควบคุมสงครามท้องถิ่นหลังสงครามเย็นอย่างล้นหลามของกองทัพสหรัฐฯ ตลอดจนความสามารถในการสังหารศัตรูในลักษณะที่เปิดเผยและไร้การควบคุมนั้น เนื่องมาจากเทคโนโลยี Rare Earth ที่มีระดับเหนือมนุษย์
ปิโตรเคมี
ธาตุหายากสามารถนำมาใช้ในสาขาปิโตรเคมีเพื่อสร้างตัวเร่งปฏิกิริยาตะแกรงโมเลกุลที่มีกิจกรรมสูง การคัดเลือกที่ดี ความต้านทานที่แข็งแกร่งต่อพิษของโลหะหนัก และข้อดีอื่น ๆ จึงแทนที่ตัวเร่งปฏิกิริยาอะลูมิเนียมซิลิเกตสำหรับกระบวนการแตกตัวเร่งปฏิกิริยาปิโตรเลียมปริมาณก๊าซบำบัดมีขนาดใหญ่กว่าตัวเร่งปฏิกิริยานิกเกิลอะลูมิเนียม 1.5 เท่า ในกระบวนการสังเคราะห์ยางชุนบิวทิลและยางไอโซพรีน การใช้ธาตุหายากของกรดไซเคน - ตัวเร่งปฏิกิริยาอลูมิเนียมไอโซบิวทิลสามตัวได้รับประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ที่ดี โดยแขวนอุปกรณ์น้อยลง กาว, การทำงานที่มั่นคง, กระบวนการหลังการรักษาสั้น ๆ และข้อดีอื่น ๆและอื่น ๆ
แก้วเซรามิค
ปริมาณการใช้ธาตุหายากในอุตสาหกรรมแก้วและเซรามิกของจีนเพิ่มขึ้นในอัตราเฉลี่ย 25% ตั้งแต่ปี 1988 หรือแตะประมาณ 1,600 ตันในปี 1998 และเซรามิกแก้วธาตุหายากไม่ได้เป็นเพียงวัสดุพื้นฐานแบบดั้งเดิมของอุตสาหกรรมและชีวิตเท่านั้น แต่ยัง ยังเป็นสมาชิกหลักของสาขาเทคโนโลยีขั้นสูงอีกด้วยออกไซด์ของธาตุหายากหรือแร่ธาตุหายากที่ผ่านการแปรรูปสามารถใช้เป็นผงขัดเงาที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในแก้วแสง, เลนส์แว่นตา, หลอดภาพ, หลอดออสซิลโลสโคป, แก้วแบน, การขัดบนโต๊ะอาหารพลาสติกและโลหะเพื่อขจัดสีเขียวออกจากกระจก การเติมแรร์เอิร์ธออกไซด์สามารถทำให้เกิดการใช้งานที่แตกต่างกันของแก้วแสงและกระจกพิเศษ รวมถึงผ่านอินฟราเรด กระจกดูดซับรังสียูวี กระจกทนกรดและความร้อน กระจกกันรังสีเอกซ์ ฯลฯ ในเซรามิกและอีนาเมลเพื่อเพิ่มธาตุหายาก สามารถลดการแตกร้าวของเคลือบ และสามารถทำให้ผลิตภัณฑ์แสดงสีและความมันวาวที่แตกต่างกัน มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมเซรามิก
เกษตรกรรม
ผลการวิจัยพบว่าธาตุหายากสามารถปรับปรุงปริมาณคลอโรฟิลล์ของพืช เพิ่มการสังเคราะห์แสง ส่งเสริมการพัฒนาของราก และเพิ่มการดูดซึมสารอาหารของระบบรากธาตุหายากยังสามารถส่งเสริมการงอกของเมล็ด เพิ่มอัตราการงอกของเมล็ด และส่งเสริมการเจริญเติบโตของต้นกล้านอกจากบทบาทสำคัญข้างต้นแล้วยังมีความสามารถในการทำให้พืชบางชนิดเพิ่มความต้านทานต่อโรค ต้านทานความหนาวเย็น ทนแล้งการศึกษาจำนวนมากยังแสดงให้เห็นว่าการใช้ธาตุหายากที่มีความเข้มข้นที่เหมาะสมสามารถส่งเสริมการดูดซึม การเปลี่ยนรูป และการใช้ประโยชน์ของสารอาหารในพืชได้การพ่นธาตุหายากสามารถปรับปรุงปริมาณ Vc ปริมาณน้ำตาลทั้งหมด และอัตราส่วนกรดน้ำตาลของผลไม้แอปเปิ้ลและส้ม และส่งเสริมสีผลไม้และความแก่แดดสามารถยับยั้งความแรงของการหายใจระหว่างการเก็บรักษาและลดอัตราการสลายได้
วัสดุใหม่
วัสดุแม่เหล็กถาวรเฟอร์ไรต์โบรอนของโลกที่หายากซึ่งมีแม่เหล็กตกค้างสูง แรงกระดูกสูง และการสะสมพลังงานแม่เหล็กสูงและลักษณะอื่น ๆ ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์และการบินและอวกาศและขับเคลื่อนกังหันลม (เหมาะอย่างยิ่งสำหรับโรงไฟฟ้านอกชายฝั่ง);- โกเมนอะลูมิเนียมและแก้วไนโอเบียมที่ทำจากเซอร์โคเนียมที่มีความบริสุทธิ์สูงสามารถใช้เป็นวัสดุเลเซอร์ที่เป็นของแข็งได้โบรอนแคนของโลกที่หายากสามารถนำมาใช้ในการผลิตวัสดุแคโทดที่ปล่อยออกมาทางอิเล็กทรอนิกส์โลหะนิกเกิลไนโอเบียมเป็นวัสดุกักเก็บไฮโดรเจนที่พัฒนาขึ้นใหม่ในปี 1970และกรดโครมิกเป็นวัสดุเทอร์โมอิเล็กทริกที่มีอุณหภูมิสูง ปัจจุบัน วัสดุตัวนำยิ่งยวดที่ทำจากออกไซด์ที่มีไนโอเบียมพร้อมการปรับปรุงองค์ประกอบออกซิเจนที่มีไนโอเบียมในโลกสามารถรับตัวนำยิ่งยวดได้ในเขตอุณหภูมิไนโตรเจนเหลว ซึ่งทำให้เกิดความก้าวหน้าในการพัฒนา ของวัสดุตัวนำยิ่งยวดนอกจากนี้ ธาตุหายากยังใช้กันอย่างแพร่หลายในแหล่งกำเนิดแสง เช่น ฟอสเฟอร์ ฟอสเฟอร์หน้าจอที่เพิ่มขึ้น ฟอสเฟอร์สามสี ผงแสงที่ถ่ายเอกสาร (แต่เนื่องจากราคาของธาตุหายากที่สูงขึ้น ดังนั้นการใช้แสงจึงค่อยๆลดลง) การฉายภาพ แท็บเล็ตโทรทัศน์และผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์อื่น ๆสามารถเพิ่มผลผลิตได้ 5 ถึง 10% ในอุตสาหกรรมสิ่งทอ แรร์เอิร์ธคลอไรด์ยังใช้กันอย่างแพร่หลายในการฟอกหนัง การย้อมขนสัตว์ การย้อมขนสัตว์ และการย้อมพรม และธาตุหายากสามารถใช้ในเครื่องฟอกไอเสียรถยนต์เพื่อลดปัญหาหลัก มลพิษในเครื่องยนต์ไอเสียกลายเป็นสารประกอบที่ไม่เป็นพิษ
การใช้งานอื่นๆ
นอกจากนี้ ธาตุหายากยังใช้ในผลิตภัณฑ์ดิจิทัลหลายประเภท เช่น ภาพและเสียง การถ่ายภาพ การสื่อสาร และอุปกรณ์ดิจิทัลต่างๆ เพื่อตอบสนองผลิตภัณฑ์ที่มีขนาดเล็กลง เร็วขึ้น เบาขึ้น ใช้เวลาใช้งานนานขึ้น การประหยัดพลังงาน และข้อกำหนดอื่นๆ อีกมากมายในเวลาเดียวกัน ยังได้นำไปใช้กับพลังงานสีเขียว การรักษาพยาบาล การทำน้ำให้บริสุทธิ์ การขนส่ง และสาขาอื่นๆ อีกด้วย