Sissejuhatus haruldaste muldmetallide rakendamisse
Haruldasi muldmetalle nimetatakse "tööstusvitamiinideks" ning neil on asendamatud suurepärased magnetilised, optilised ja elektrilised omadused, mis on mänginud tohutut rolli toote toimivuse parandamisel, tootevaliku suurendamisel ja tootmise efektiivsuse suurendamisel. Haruldaste muldmetallide suure rolli tõttu on nende väikeste koguste kasutamine muutunud oluliseks elemendiks toote struktuuri parandamisel, teadusliku ja tehnoloogilise sisu täiustamisel, tehnoloogilise arengu edendamisel tööstuses ning neid on laialdaselt kasutatud metallurgias, sõjanduses, naftakeemias, klaaskeraamikas, põllumajanduses ja uute materjalide tootmisel ning muudes valdkondades.
Metallurgiatööstus
Haruldaste muldmetallide poegi ja nunnasid on metallurgia valdkonnas kasutatud enam kui 30 aastat ning nad on välja arendanud küpsema tehnoloogia ja tehnoloogia. Haruldased muldmetallid terases ja värvilistes metallides on laialdased ja perspektiivikad. Haruldaste muldmetallide või fluoriidi ja silikaatide lisamine terasele võib mängida rolli rafineerimisel, väävlitustamisel, keskmise ja madala sulamistemperatuuriga kahjulike lisandite eemaldamisel ning parandada terase töötlemisomadusi. Seda kasutatakse laialdaselt autotööstuses, traktorites, diiselmootorites ja muudes masinatööstuses. Haruldaste muldmetallide lisamine magneesiumile, alumiiniumile, vasele, tsingile, niklile ja teistele värvilistele sulamitele võib parandada sulamite füüsikalisi ja keemilisi omadusi ning parandada sulamite mehaanilisi omadusi toatemperatuuril ja kõrgel temperatuuril.
Kuna haruldastel muldmetallidel on suurepärased füüsikalised omadused, näiteks optilised ja elektromagnetilised, saab neist toota uusi materjale erinevate omadustega ja laia valikut muid materjale, mis võib oluliselt parandada teiste toodete kvaliteeti ja jõudlust. Seetõttu on olemas nimetus "tööstuslik kuld". Esiteks võib haruldaste muldmetallide lisamine oluliselt parandada tankide, lennukite, rakettide, terase, alumiiniumisulamite, magneesiumisulamite ja titaanisulamite taktikalist jõudlust. Lisaks saab haruldasi muldmetalle kasutada ka elektroonikas, laserites, tuumatööstuses, ülijuhtivates ja paljudes muudes kõrgtehnoloogilistes määrdeainetes. Haruldaste muldmetallide tehnoloogia, kui seda kunagi sõjaväes kasutatakse, toob paratamatult kaasa hüppe sõjateaduses ja -tehnoloogias. Teatud mõttes on USA sõjaväe ülekaalukas kontroll külma sõja järgsete kohalike sõdade üle, aga ka võime tappa vaenlast ohjeldamatult ja avalikult, tingitud haruldaste muldmetallide tehnoloogia üliinimlikust klassist.
Naftakeemiatooted
Haruldasi muldmetalle saab naftakeemia valdkonnas kasutada molekulaarsõela katalüsaatorite valmistamiseks, millel on kõrge aktiivsus, hea selektiivsus, tugev vastupidavus raskmetallide mürgistusele ja muud eelised, asendades seega alumiiniumsilikaatkatalüsaatoreid nafta katalüütilise krakkimise protsessis; selle töötlusgaasi maht on 1,5 korda suurem kui nikkelalumiiniumkatalüsaatoril ja shunbutüülkummi ja isopreenkummi sünteesiprotsessis kasutatakse tsüklaanhappe haruldaste muldmetallide - kolme isobutüülalumiiniumkatalüsaatorit, mis annab tootele hea jõudluse, vähem liimi, stabiilne töö, lühike järeltöötlusprotsess ja muud eelised; ja nii edasi.
Klaaskeraamika
Haruldaste muldmetallide kasutusmaht Hiina klaasi- ja keraamikatööstuses on alates 1988. aastast kasvanud keskmiselt 25%, ulatudes 1998. aastal umbes 1600 tonnini, ning haruldaste muldmetallide klaaskeraamika pole mitte ainult tööstuse ja elu traditsioonilised põhimaterjalid, vaid ka kõrgtehnoloogia valdkonna peamised esindajad. Haruldaste muldmetallide oksiide või töödeldud haruldaste muldmetallide kontsentraate saab laialdaselt kasutada poleerimispulbrina optilise klaasi, prilliklaaside, pilditorude, ostsilloskoopide torude, lehtklaasi, plast- ja metallnõude poleerimisel; klaasilt rohelise värvi eemaldamiseks võib haruldaste muldmetallide oksiidide lisamine anda optilise klaasi ja eriklaasi erinevaid kasutusviise, sealhulgas infrapunakiirgust neelav klaas, happe- ja kuumakindel klaas, röntgenikiirguskindel klaas jne. Keraamikas ja emailis haruldaste muldmetallide lisamine võib vähendada glasuuri pragunemist ning anda toodetele erinevaid värve ja läiget, seda kasutatakse laialdaselt keraamikatööstuses.
Põllumajandus
Tulemused näitavad, et haruldased muldmetallid võivad parandada taimede klorofülli sisaldust, kiirendada fotosünteesi, soodustada juurte arengut ja suurendada juurestiku toitainete omastamist. Haruldased muldmetallid võivad soodustada ka seemnete idanemist, suurendada seemnete idanemiskiirust ja soodustada seemikute kasvu. Lisaks ülaltoodud olulistele rollidele on neil ka võime suurendada teatud põllukultuuride vastupidavust haigustele, külmale ja põuale. Suur hulk uuringuid on samuti näidanud, et haruldaste muldmetallide sobiva kontsentratsiooni kasutamine võib soodustada taimedes toitainete imendumist, muundamist ja kasutamist. Haruldaste muldmetallide pihustamine võib parandada õunte ja tsitrusviljade Vc-sisaldust, suhkru kogusisaldust ja suhkru-happe suhet ning soodustada puuviljade värvumist ja enneaegset valmimist. See võib pärssida hingamisjõudu ladustamise ajal ja vähendada mädanemise kiirust.
Uued materjalid
Haruldaste muldmetallide ferriidboorist püsimagnetimaterjali, millel on kõrge jääkmagnetism, kõrge ortopeediline jõud ja kõrge magnetilise energia akumuleerumine ning muud omadused, kasutatakse laialdaselt elektroonika- ja lennundustööstuses ning tuuleturbiinide ajamites (eriti sobivad avamere elektrijaamadele); - kõrge puhtusastmega tsirkooniumist valmistatud alumiiniumgranaate ja nioobiumklaasi saab kasutada tahkete lasermaterjalidena; haruldaste muldmetallide boorkaneeli saab kasutada elektrooniliselt kiirgatavate katoodmaterjalide valmistamiseks; nioobiumnikkelmetall on 1970. aastatel äsja väljatöötatud vesiniku salvestamise materjal; ja kroomhape on kõrge temperatuuriga termoelektriline materjal. Praegu saavad nioobiumipõhistest oksiididest valmistatud ülijuhtivad materjalid koos nioobiumipõhiste hapnikuelementide täiustamisega maailmas ülijuhtivaks materjaliks vedela lämmastiku temperatuurivööndis, mis teeb läbimurde ülijuhtivate materjalide arendamisel. Lisaks kasutatakse haruldasi muldmetalle laialdaselt ka valgusallikates, näiteks fosforites, täiustatud ekraanifosforites, kolmevärvilistes fosforites, kopeeritud valguspulbrites (kuid haruldaste muldmetallide kõrgema hinna tõttu vähenes valgustuse kasutamine järk-järgult), projektsioontelevisiooni tahvelarvutites ja muudes elektroonikaseadmetes; see võib suurendada oma toodangut 5–10%, tekstiilitööstuses kasutatakse haruldaste muldmetallide kloriidi laialdaselt ka karusnaha parkimisel, karusnaha värvimisel, villa värvimisel ja vaipade värvimisel ning haruldasi muldmetalle saab kasutada autokatalüüsmuundurites, et vähendada mootori heitgaaside peamisi saasteaineid mittetoksilisteks ühenditeks.
Muud rakendused
Haruldasi muldmetalle kasutatakse ka mitmesugustes digitaalsetes toodetes, sealhulgas audiovisuaalsetes toodetes, fotograafias, kommunikatsioonis ja mitmesugustes digitaalseadmetes, et täita toote väiksema, kiirema, kergema, pikema kasutusajaga, energiasäästliku ja paljude muude nõuete täitmist. Samal ajal on seda rakendatud ka rohelise energia, tervishoiu, vee puhastamise, transpordi ja muude valdkondade valdkonnas.