Mamlakatda noyob erlarni iste'mol qilish uning sanoat darajasini aniqlash uchun ishlatilishi mumkin. Har qanday yuqori, aniq va ilg'or materiallar, butlovchi qismlar va jihozlarni nodir metallardan ajratib bo'lmaydi. Nima uchun xuddi shu po'lat boshqalarni sizdan ko'ra korroziyaga chidamliroq qiladi? Boshqalar sizdan ko'ra bardoshli va aniqroq bo'lgan bir xil dastgoh milimi? Boshqalar 1650 ° C yuqori haroratga erisha oladigan yagona kristallmi? Nima uchun birovning oynasi shunchalik yuqori sinishi indeksiga ega? Nima uchun Toyota dunyodagi eng yuqori avtomobil issiqlik samaradorligiga erisha oladi - 41%? Bularning barchasi nodir metallarni qo'llash bilan bog'liq.
Noyob tuproq metallariNodir yer elementlari sifatida ham tanilgan 17 ta element uchun umumiy atamaskandium, itriy, va davriy jadvaldagi IIIB guruhidagi lantanidlar seriyasi, odatda R yoki RE bilan ifodalanadi. Skandiy va ittriy noyob yer elementlari hisoblanadi, chunki ular ko'pincha mineral konlarda lantanid elementlari bilan birga mavjud va o'xshash kimyoviy xususiyatlarga ega.
Uning nomidan farqli o'laroq, yer qobig'ida nodir yer elementlarining ko'pligi (prometiydan tashqari) ancha yuqori, seriy yer qobig'i elementlarining ko'pligi bo'yicha 25-o'rinda, 0,0068% (misga yaqin) ni tashkil qiladi. Biroq, geokimyoviy xossalari tufayli noyob yer elementlari kamdan-kam hollarda iqtisodiy jihatdan foydali darajaga qadar boyitiladi. Noyob yer elementlarining nomi ularning kamligidan olingan. Odamlar tomonidan topilgan birinchi noyob tuproq minerali Shvetsiyaning Iterbi qishlog'idagi kondan olingan kremniy berilliy ittriy rudasi bo'lib, u erda juda ko'p noyob yer element nomlari paydo bo'lgan.
Ularning nomlari va kimyoviy belgilariSc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Yb va Lu. Ularning atom raqamlari 21 (Sc), 39 (Y), 57 (La) dan 71 (Lu) gacha.
Noyob Yer elementlarining kashfiyot tarixi
1787 yilda shved CA Arrhenius Stokgolm yaqinidagi kichik Itterbi shahrida g'ayrioddiy noyob tuproq metall qora ruda topdi. 1794 yilda fin J. Gadolin undan yangi moddani ajratib oldi. Oradan 3 yil oʻtib (1797-yil) shved AG Ekeberg bu kashfiyotni tasdiqladi va yangi moddani topilgan joy nomi bilan itriy (ittriy yer) deb nomladi. Keyinchalik, Gadolinit xotirasida bu turdagi ruda gadolinit deb ataldi. 1803-yilda nemis kimyogarlari M.X.Klaprot, shved kimyogarlari J.J.Berzelius va V.Xisingerlar rudadan (serium silikat rudasi) yangi modda - seriyani kashf etdilar. 1839 yilda shved CG Mosander lantanni kashf etdi. 1843 yilda Musander yana terbiy va erbiyni topdi. 1878 yilda Shveytsariya Marinak itterbiyni kashf etdi. 1879 yilda frantsuzlar samariyni, shvedlar golmiy va tuliyni, shvedlar skandiyni kashf qilishdi. 1880 yilda Shveytsariya Marinak gadoliniyni kashf etdi. 1885 yilda avstriyalik A. von Wels Bax prazeodimiy va neodimiyni kashf etdi. 1886 yilda Buvabadrand disproziyni topdi. 1901 yilda frantsuz EA Demarkay evropiyni kashf etdi. 1907 yilda frantsuz G. Urban lutetiyni kashf etdi. 1947 yilda J.A.Marinskiy kabi amerikaliklar uranning parchalanish mahsulotlaridan prometiy oldilar. 1794-yilda Gadolin tomonidan itriy yerning ajratilishidan 1947-yilda prometiy ishlab chiqarilishigacha 150 yildan ortiq vaqt oʻtdi.
Noyob Yer elementlarini qo'llash
Noyob tuproq elementlari"sanoat vitaminlari" sifatida tanilgan va almashtirib bo'lmaydigan mukammal magnit, optik va elektr xususiyatlarga ega bo'lib, mahsulotning ishlashini yaxshilash, mahsulot turlarini ko'paytirish va ishlab chiqarish samaradorligini oshirishda katta rol o'ynaydi. Katta ta'siri va past dozasi tufayli noyob erlar mahsulot tarkibini yaxshilash, texnologik tarkibni oshirish va sanoatning texnologik taraqqiyotini rag'batlantirishda muhim elementga aylandi. Ular metallurgiya, harbiy, neft-kimyo, shisha keramika, qishloq xo'jaligi va yangi materiallar kabi sohalarda keng qo'llanilgan.
Metallurgiya sanoati
Noyob yer30 yildan ortiq vaqt davomida metallurgiya sohasida qo'llanilgan va nisbatan etuk texnologiya va jarayonlarni shakllantirgan. Noyob tuproqni po'lat va rangli metallarda qo'llash keng istiqbolga ega bo'lgan katta va keng ko'lamli sohadir. Noyob tuproq metallari, ftoridlar va silisidlarning po'latga qo'shilishi tozalash, oltingugurtdan tozalash, past erish nuqtasi zararli aralashmalarni zararsizlantirish va po'latni qayta ishlash ko'rsatkichlarini yaxshilashda rol o'ynashi mumkin; Noyob tuproqli kremniy temir qotishmasi va noyob tuproqli silikon magniy qotishmasi noyob tuproqli temir ishlab chiqarish uchun sferoidlashtiruvchi moddalar sifatida ishlatiladi. Maxsus talablarga ega bo'lgan murakkab sfero temir qismlarini ishlab chiqarish uchun maxsus yaroqliligi tufayli, bu turdagi sfero temir avtomobillar, traktorlar va dizel dvigatellari kabi mexanik ishlab chiqarish sanoatida keng qo'llaniladi; Magniy, alyuminiy, mis, sink va nikel kabi rangli qotishmalarga noyob tuproq metallarini qo'shish qotishmaning fizik va kimyoviy xususiyatlarini yaxshilash, shuningdek, uning xona harorati va yuqori haroratli mexanik xususiyatlarini oshirishi mumkin.
Harbiy maydon
Fotoelektrik va magnitlanish kabi ajoyib jismoniy xususiyatlari tufayli noyob erlar turli xil xususiyatlarga ega bo'lgan turli xil yangi materiallarni yaratishi va boshqa mahsulotlarning sifati va ishlashini sezilarli darajada yaxshilashi mumkin. Shuning uchun u "sanoat oltin" deb nomlanadi. Birinchidan, noyob erlarning qo'shilishi tanklar, samolyotlar va raketalarni ishlab chiqarishda ishlatiladigan po'lat, alyuminiy qotishmalari, magniy qotishmalari va titanium qotishmalarining taktik ko'rsatkichlarini sezilarli darajada yaxshilashi mumkin. Bundan tashqari, noyob erlar elektronika, lazerlar, yadro sanoati va o'ta o'tkazuvchanlik kabi ko'plab yuqori texnologiyali ilovalar uchun moylash materiallari sifatida ham ishlatilishi mumkin. Noyob tuproq texnologiyasi harbiy sohada qo‘llanilgach, u muqarrar ravishda harbiy texnologiyada sakrashga olib keladi. Ma'lum ma'noda, Sovuq Urushdan keyingi bir nechta mahalliy urushlarda AQSh armiyasining haddan tashqari nazorati, shuningdek, uning dushmanlarni ochiqchasiga jazosiz o'ldirish qobiliyati Supermen kabi noyob tuproq texnologiyasidan kelib chiqadi.
Neft-kimyo sanoati
Noyob tuproq elementlari neft-kimyo sanoatida molekulyar elak katalizatorlarini tayyorlash uchun ishlatilishi mumkin, bu yuqori faollik, yaxshi selektivlik va og'ir metallar zaharlanishiga kuchli qarshilik kabi afzalliklarga ega. Shuning uchun ular neft katalitik kreking jarayonlari uchun alyuminiy silikat katalizatorlarini almashtirdilar; Sintetik ammiak ishlab chiqarish jarayonida kokatalizator sifatida kam miqdorda noyob tuproqli nitrat ishlatiladi va uning gazni qayta ishlash quvvati nikel alyuminiy katalizatoridan 1,5 baravar katta; Cis-1,4-polibutadien kauchuk va izoprenli kauchukni sintez qilish jarayonida noyob tuproqli sikloalkanoat triizobutil alyuminiy katalizatori yordamida olingan mahsulot mukammal ishlashga ega bo'lib, kamroq uskunani yopishtiruvchi osilgan, barqaror ishlash va qisqa muddatli ishlov berish jarayoni kabi afzalliklarga ega. ; Kompozit noyob tuproq oksidlari, shuningdek, ichki yonish dvigatellaridan chiqindi gazni tozalash uchun katalizator sifatida ishlatilishi mumkin va seriy naftenat bo'yoq quritish vositasi sifatida ham ishlatilishi mumkin.
Shisha-keramika
Xitoyning shisha va keramika sanoatida noyob tuproq elementlarini qo'llash 1988 yildan beri o'rtacha 25% ga oshdi va 1998 yilda taxminan 1600 tonnaga etdi. Noyob tuproqli shisha keramika nafaqat sanoat va kundalik hayot uchun an'anaviy asosiy materiallar, balki yuqori texnologiyali sohaning asosiy a'zosi. Noyob tuproq oksidlari yoki qayta ishlangan noyob tuproq kontsentratlari optik shisha, ko'zoynak linzalari, rasm naychalari, osiloskop naychalari, tekis shisha, plastmassa va metall idishlar uchun polishing kukunlari sifatida keng qo'llanilishi mumkin; Shishani eritish jarayonida serium dioksidi temirga kuchli oksidlanish ta'siriga ega bo'lishi, shisha tarkibidagi temir miqdorini kamaytirish va shishadan yashil rangni olib tashlash maqsadiga erishish uchun ishlatilishi mumkin; Noyob tuproq oksidlarini qo'shish turli maqsadlar uchun optik shisha va maxsus shisha ishlab chiqarishi mumkin, jumladan, ultrabinafsha nurlarini yutadigan shisha, kislota va issiqlikka chidamli shisha, rentgen nuriga chidamli shisha va boshqalar; Keramika va chinni sirlariga noyob tuproq elementlarini qo'shish sirlarning parchalanishini kamaytirishi va mahsulotlarning turli xil rang va porloq bo'lishiga olib kelishi mumkin, bu esa ularni keramika sanoatida keng qo'llanilishiga imkon beradi.
Qishloq xo'jaligi
Tadqiqot natijalari shuni ko'rsatadiki, noyob tuproq elementlari o'simliklarning xlorofill tarkibini ko'paytirishi, fotosintezni kuchaytirishi, ildiz rivojlanishini rag'batlantirishi va ildizlar tomonidan ozuqa moddalarining so'rilishini oshirishi mumkin. Noyob tuproq elementlari, shuningdek, urug'larning unib chiqishiga yordam beradi, urug'larning unib chiqish tezligini oshiradi va ko'chatlar o'sishiga yordam beradi. Yuqorida aytib o'tilgan asosiy funktsiyalardan tashqari, u ma'lum ekinlarning kasalliklarga chidamliligini, sovuqqa chidamliligini va qurg'oqchilikka chidamliligini oshirish qobiliyatiga ega. Ko'pgina tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, noyob tuproq elementlarining tegishli konsentratsiyasidan foydalanish o'simliklar tomonidan ozuqa moddalarining singishi, o'zgarishi va ishlatilishiga yordam beradi. Noyob tuproq elementlarini purkash olma va tsitrus mevalaridagi Vc tarkibini, umumiy shakar miqdorini va shakar kislotasi nisbatini oshirishi mumkin, bu meva rangini va erta pishishiga yordam beradi. Va saqlash vaqtida nafas olish intensivligini bostirishi va parchalanish tezligini kamaytirishi mumkin.
Yangi materiallar maydoni
Noyob tuproqli neodimiy temir bor doimiy magnitlangan material, yuqori chidamlilik, yuqori majburiylik va yuqori magnit energiya mahsuloti, elektron va aerokosmik sanoatda va shamol turbinalarini haydashda keng qo'llaniladi (ayniqsa, offshor elektr stantsiyalari uchun mos); Sof noyob tuproq oksidi va temir oksidi birikmasidan hosil bo'lgan granat tipidagi ferrit monokristallari va polikristallari mikroto'lqinli pech va elektron sanoatda qo'llanilishi mumkin; Qattiq lazer materiallari sifatida yuqori tozalikdagi neodimiy oksiddan tayyorlangan itriyum alyuminiy granat va neodim shishasi ishlatilishi mumkin; Noyob tuproqli geksaboridlar elektron emissiya uchun katod materiallari sifatida ishlatilishi mumkin; Lantan nikel metalli 1970-yillarda yangi ishlab chiqilgan vodorod saqlash materialidir; Lantan xromati yuqori haroratli termoelektrik materialdir; Hozirgi vaqtda butun dunyo mamlakatlari suyuq azot harorati oralig'ida o'ta o'tkazgichlarni olishi mumkin bo'lgan bariy yttriy mis kislorod elementlari bilan modifikatsiyalangan bariy asosidagi oksidlarni qo'llash orqali o'ta o'tkazuvchan materiallarni ishlab chiqishda yutuqlarga erishdi. Bundan tashqari, nodir erlar yorug'lik manbalarini yoritishda lyuminestsent kukun, kuchaytiruvchi ekran floresan kukuni, uchta asosiy rangli lyuminestsent kukun va nusxa chiroq kukuni kabi usullar bilan keng qo'llaniladi (lekin noyob tuproq narxining oshishi tufayli yuqori narx tufayli, ularning yorug'likdagi qo'llanilishi asta-sekin kamayib bormoqda), shuningdek, proektsion televizorlar va planshetlar kabi elektron mahsulotlar; Qishloq xoʻjaligida dala ekinlariga nodir tuproq nitratining iz miqdorini qoʻllash ularning hosildorligini 5-10% ga oshirishi mumkin; Yengil to'qimachilik sanoatida nodir tuproq xloridlari mo'ynani terish, mo'ynani bo'yash, junni bo'yash va gilamni bo'yashda ham keng qo'llaniladi; Noyob tuproq elementlari avtomobil katalitik konvertorlarida asosiy ifloslantiruvchi moddalarni dvigatel egzozlarida toksik bo'lmagan birikmalarga aylantirish uchun ishlatilishi mumkin.
Boshqa ilovalar
Noyob tuproq elementlari kichikroq, tezroq, engilroq, uzoqroq foydalanish vaqti va energiyani tejash kabi bir nechta talablarga javob beradigan audiovizual, fotografiya va aloqa qurilmalari kabi turli xil raqamli mahsulotlarga ham qo'llaniladi. Shu bilan birga, u yashil energiya, sog'liqni saqlash, suvni tozalash va transport kabi ko'plab sohalarda qo'llanilgan.
Yuborilgan vaqt: 2023-yil 16-avgust