Mis onharuldane muldkeha?
Inimestel on pärast haruldaste maapealsete avastamist 1794. aastal olnud üle 200 aasta. Kuna sel ajal leiti vähe haruldaste maavarade mineraali, võis keemilise meetodi abil saada vaid väikese koguse vett lahustumatuid oksiide. Ajalooliselt nimetati selliseid oksiide tavaliselt “maaks”, seega ka haruldaste muldmetallide nimeks.
Tegelikult pole haruldase maa mineraali oma olemuselt haruldane. Haruldane muld ei ole maa, vaid tüüpiline metallielement. Selle aktiivne tüüp on ainult leelismetallide ja leeliselise maametallide jaoks teine. Neil on koorikus rohkem sisu kui tavaline vask, tsink, tina, koobalt ja nikkel.
Praegu on haruldaste muldmetallide laialdaselt kasutatud erinevates valdkondades nagu elektroonika, naftakeemia, metallurgia jne. Peaaegu iga 3-5 aasta tagant on teadlased võimelised avastama haruldaste muldmetallide jaoks uusi kasutusvõimalusi ja igast kuuest leiutisest ei saa teha ilma haruldaste muldmetallideta.
Hiina on rikas haruldaste muldmetallide mineraalide poolest, edendades kõigepealt kolmes maailma paremusjärjestuses: varud, tootmisskaala ja ekspordimaht. Samal ajal on Hiina ka ainus riik, mis suudab pakkuda kõiki 17 haruldaste muldmetalli, eriti keskmise ja raske haruldase muldmetalli, millel on äärmiselt silmapaistvad sõjalised rakendused.
Haruldaste muldmetallide kompositsioon
Haruldaste muldmetallide elemendid koosnevad lantaniidielementidest keemiliste elementide perioodilises tabelis:lantaan(La),tseerium(CE),praseodüüm(Pr),neodüüm(Nd), prometium (pm),samarium(Sm),euroopium(EL),gadoliinium(Gd),terbium(Tb),düsprosium(Dy),holmium(Ho),erbium(Er),thulium(Tm),ytterbium(Yb),lutetium(LU) ja kaks Lanthaniidiga tihedalt seotud elementi:skandium(Sc) jayttrium(Y).
Seda nimetatakseHaruldane muldkeha, lühendatud kui haruldane mure.
Haruldaste muldmetallide elementide klassifikatsioon
Klassifitseeritud elementide füüsikaliste ja keemiliste omaduste järgi:
Kerged haruldased mulda elemendid:Skandium, Yttrium, Lanthanum, Cerium, Praseodmium, neodüüm, prometium, samarium, euroopium
Rasked haruldaste muldmetallide elemendid:gadoliinium, terbium, düsprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium, lutetium
Klassifitseeritud mineraalide omaduste järgi:
Ceriumirühm:Lanthanum, tseerium, praseodüüm, neodüüm, prometium, samarium, euroopium
Yttrium grupp:gadoliinium, terbium, düsprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium, lutetium, skandium, yttrium
Klassifikatsioon ekstraheerimise eraldamise teel:
Kerge haruldane muld (P204 nõrk happesuse kaevandamine): Lanthanum, tseerium, praseodüüm, neodüüm
Keskmine haruldane muld (P204 madala happesusega ekstraheerimine):Samarium, euroopium, gadoliinium, terbium, düsprosium
Raske haruldane mure (happesuse kaevandamine P204 -s):HOLMIUM, ERBIUM, THULIUM, Ytterbium, Lutetium, YTTRIUM
Haruldaste muldmetallide omadused
Rohkem kui 50 haruldaste muldmetalli elementide funktsiooni on seotud nende ainulaadse 4F-i elektroonilise struktuuriga, muutes need laialdaselt nii traditsiooniliste materjalide kui ka kõrgtehnoloogiliste uute materjalide väljades.
4F Elektroni orbiit
1. füüsikalised ja keemilised omadused
★ on ilmsed metallilised omadused; See on hõbehall, välja arvatud praseodüüm ja neodüüm, see näib helekollane
★ Rikkad oksiidivärvid
★ moodustavad stabiilsed ühendid mittemetallidega
★ metallist elav
★ Õhus on lihtne oksüdeerida
2 optoelektroonilised omadused
★ täitmata 4F alamkiht, kus 4F -elektronid on välimise elektronidega varjestatud, mille tulemuseks on erinevad spektraalsed terminid ja energiatasemed
4F -elektronide ülemineku ajal saavad nad imada või eraldada ultraviolettkiirguse erinevate lainepikkuste kiirgust, mis on nähtav infrapunapiirkondadeni, muutes need sobivaks luminestsentsmaterjaliks
★ Hea juhtivus, mis on võimeline valmistama haruldaste muldmetallide elektrolüüsimeetodi abil
Haruldaste muldmetalli elementide 4F elektronide roll uutes materjalides
1. Materialid, kasutades 4F elektroonilisi omadusi
★ 4F Elektronide keerutamine:avaldub tugeva magnetismina - sobib kasutamiseks püsimagnetimaterjalidena, MRT -pildimaterjalid, magnetilised andurid, ülijuhid jne
★ 4F Orbital Electroni üleminek: avaldub luminestsentsomadustena - sobib kasutamiseks luminestsentsmaterjalidena nagu fosfor, infrapunalaserid, kiudained jne
Elektroonilised üleminekud 4F energiataseme juhendiribal: avaldub värvimisomadustena - sobivad kuuma koha komponentide, pigmentide, keraamiliste õlide, klaasi jne värvimiseks ja värvustamiseks
2 on kaudselt seotud 4F -elektroniga, kasutades ioonseid raadiusi, laengu ja keemilisi omadusi
★ Tuumaomadused:
Väike termiline neutronide neeldumise ristlõige - sobib kasutamiseks tuumareaktorite konstruktsioonimaterjalidena jne
Suur neutronide neeldumise ristlõige - sobib tuumareaktorite varjestusmaterjalide jaoks jne
★ haruldaste muldmetallide iooniline raadius, laeng, füüsikalised ja keemilised omadused:
Võre defektid, sarnased ioonsed raadiused, keemilised omadused, erinevad laengud - sobivad kütmiseks, katalüsaatoriks, sensori elemendiks jne
Struktuuriline spetsiifilisus - sobib kasutamiseks vesiniku ladustamissulami katoodmaterjalidena, mikrolaine neeldumismaterjalid jne
Elektrooptilised ja dielektrilised omadused - sobivad kasutamiseks valgusmodulatsioonimaterjalidena, läbipaistva keraamika jne
Postiaeg: juuli-06-2023