稀土的用途
從1794年發(fā)現(xiàn)元素釔，到1945年在鈾的裂變物質(zhì)中獲得钷，前后經(jīng)過(guò)151年的時(shí)間，人們才將元素周期表中第三副族的鈧釔鑭鈰鐠釹钷釤銪釓鋱鏑鈥鉺銩鐿镥17個(gè)性質(zhì)相近的元素全部找到，把它們列為一個(gè)家族，取名稀土元素，其中從鑭到镥15個(gè)元素又稱為鑭系元素。其實(shí)，這些元素并不那么稀少。例如，鈰在地殼中的含量與錫近乎相等，而釔釹鑭都比鉛更豐富。其余的稀土元素，除钷外都不少于銀，而比金豐富得多。我國(guó)是全世界稀土資源最豐富的國(guó)家，儲(chǔ)量占全世界儲(chǔ)量的4/5以上。此處僅簡(jiǎn)單介紹稀土元素的若干應(yīng)用，從中可看出稀土元素應(yīng)用的廣泛性和重要性。
鋼的脫硫 在鋼中添加混合稀土金屬的目的之一是控制硫夾雜物的含量和形狀。煉鋼時(shí)通常要添加錳，錳與硫結(jié)合形成硫化物夾雜物，這種夾雜物在軋鋼時(shí)會(huì)變形。而添加混合稀土金屬則能產(chǎn)生稀土的硫化物、硫氧化物，它們?cè)谲堜摃r(shí)形狀保持不變，這可使鋼的性能得到改善。
稀土球墨鑄鐵 混合稀土金屬以稀土硅鐵合金或硅鎂鈦合金的形式加入鐵不中促進(jìn)石墨的球化，從而提高鑄鐵的可鍛強(qiáng)度。產(chǎn)品稱球墨鑄鐵。
打火石 混合稀土金屬還用于制造打火石，這是用75%的混合稀土金屬和25%的鐵制成的一種合金。
用于有色金屬合金中 稀土金屬有色金屬合金中也獲得廣泛應(yīng)用。例如有一種稀土鎂合金（含有Mg,Zn,Zr,La,Ce）可用于制造噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)裝置，直升飛機(jī)的變速箱，飛機(jī)的著陸輪和座艙罩。在鎂合金中添加稀土金屬的優(yōu)點(diǎn)是可提高其高溫抗蠕變性，改善鑄造性能和室溫可焊性。有一種鋁鋯釔合金用作電線，其特點(diǎn)是輸出功率高、耐熱、耐振動(dòng)和耐腐蝕。
永磁材料 有一種永磁材料——釹鐵永磁合金，其磁能積達(dá)300千焦/立方米，比釤鈷永磁合金（它在70年代取代昂貴的鉑鈷永磁體市場(chǎng)產(chǎn)生過(guò)重大影響）幾乎高出一倍。然而釹鐵永磁合金也有缺點(diǎn)，它在居里溫度達(dá)3250℃左右，（釤鈷永磁合金的是760℃左右），并且鐵容易腐蝕。研究發(fā)現(xiàn)，把硼添加到釹鐵永磁合金中可提高其磁能積和抗退磁的能力。這些性能優(yōu)良的永磁材料用于飛機(jī)及宇宙航行器的儀表，精密儀器，微型電機(jī)等。
石油裂化催化劑等 稀土分子篩裂化催化劑是用于石油裂化工藝中性能優(yōu)良（催化活性大，產(chǎn)品收率高）的催化劑。這種催化劑多數(shù)用混合稀土氯化物與相應(yīng)的鈉型分子篩發(fā)生陽(yáng)離子交換反應(yīng)制成。
稀土金屬元素的化合物作為催化劑還用于很多其他催化反應(yīng)中。如將已除去鈰的混合稀土金屬元素的環(huán)烷酸鹽溶于汽油中可用作合成戊橡膠工藝中的催化劑，這是我國(guó)首創(chuàng)的，又如為凈化汽車廢氣而設(shè)計(jì)的汽車催化器中，能將一氧化碳和未燃燒盡的碳?xì)浠衔餃p少到極低的水平，其中所用的催化劑LACOO3，有效地地催化CO、烴類的燃燒，其活性、壽命與鉑基催化劑無(wú)甚差別，而價(jià)格則便宜得多。
鑭玻璃 一種具有優(yōu)良光學(xué)性質(zhì)的鑭玻璃，含氧化鑭La2O360%，氧化硼B(yǎng)2O340%，具有高的折射率，低的色散和良好的化學(xué)穩(wěn)定性。這種光學(xué)玻璃是制造高級(jí)照相機(jī)的鏡頭和潛望鏡的鏡頭的不可缺少的光學(xué)材料。
玻璃脫色 采用稀土使玻璃脫色的原理涉及到鐵的氧化態(tài)。玻璃中的二價(jià)鐵雜質(zhì)使玻璃顯藍(lán)色，它氧化成三價(jià)鐵后則使玻璃顯極淺黃色，顏色淡得多。二氧化鈰是很好的玻璃脫色劑，因?yàn)殁嫞á簦┚哂袕?qiáng)氧化性，能將二價(jià)鐵氧化成三價(jià)鐵，而它本身則還原成穩(wěn)定的鈰（Ⅲ），CeO2 Ce2O3都無(wú)色。
熒光粉 在彩電的顯像管中采用的性能優(yōu)良的紅基色熒光粉，以釔的化合物Y2O2S或Y2O3作基質(zhì)，以銪Eu3+作激活劑。這種產(chǎn)生出紅色基色的熒光粉的使用效果，遠(yuǎn)遠(yuǎn)比過(guò)去（1964年以前）使用的非稀土硫化物紅色熒光粉為好。
各種稀土熒光粉的用途頗廣，如用于黑白電視顯像管、X射線增感屏、雷達(dá)顯像管、熒光燈、高壓水銀燈等。
激光器 稀土在激光器中也應(yīng)用較多。目前使用最廣的激光工作物質(zhì)是摻釹釔鋁石榴石Y3Al5O12:Nd3+和摻釹玻璃。前蘇聯(lián)曾研制出一種新型激光器——摻Cr3+,Nd3+的釓鈧鎵石榴石，其效率比釹激光器高3.5倍。
儲(chǔ)氫 在合適的溫度和壓力下，五鎳鑭LaNi5合金能吸收氫分子：LaNi5+3H2=LaNi5H6冷卻該合金時(shí)氫就被吸收，加熱時(shí)就解吸，這提供了一種安全的儲(chǔ)氫方法。
在室溫及2.5大氣壓下，1公斤的LaNi5合金能吸收14克氫，而稍加熱即可把儲(chǔ)藏的氫完全放出。LaNi5和LaNi5H6的密度分別約為6.4和6.43克/厘米。由此可算得每立方米LaNi5約可吸收儲(chǔ)存氫90克之多，而1米3液氫卻不過(guò)重71克，可見(jiàn)LaNi5的儲(chǔ)氫效率之高（而且還有比液氫安全的優(yōu)點(diǎn)）。已發(fā)現(xiàn)的類似的儲(chǔ)氫材料還有CeNi5,LaMg17,La2Ni5Mg13等。這樣的儲(chǔ)氫材料在利用氫作燃料方面有潛在的應(yīng)用前景
免責(zé)聲明：上文僅代表作者或發(fā)布者觀點(diǎn)，與本站無(wú)關(guān)。本站并無(wú)義務(wù)對(duì)其原創(chuàng)性及內(nèi)容加以證實(shí)。對(duì)本文全部或者部分內(nèi)容(文字或圖片)的真實(shí)性、完整性本站不作任何保證或承諾，請(qǐng)讀者參考時(shí)自行核實(shí)相關(guān)內(nèi)容。本站制作、轉(zhuǎn)載、同意會(huì)員發(fā)布上述內(nèi)容僅出于傳遞更多信息之目的，但不表明本站認(rèn)可、同意或贊同其觀點(diǎn)。上述內(nèi)容僅供參考，不構(gòu)成投資決策之建議；投資者據(jù)此操作，風(fēng)險(xiǎn)自擔(dān)。如對(duì)上述內(nèi)容有任何異議，請(qǐng)聯(lián)系相關(guān)作者或與本站站長(zhǎng)聯(lián)系，本站將盡可能協(xié)助處理有關(guān)事宜。謝謝訪問(wèn)與合作！ 中鎢在線采集制作.
|
