Hva ersjeldne jordarter?
Mennesker har en historie på over 200 år siden oppdagelsen av sjeldne jordarter i 1794. Siden det var få sjeldne jordarters mineraler funnet på den tiden, kunne bare en liten mengde vannuløselige oksider oppnås ved kjemisk metode. Historisk sett ble slike oksider vanligvis kalt "jord", derav navnet på sjeldne jordarter.
Faktisk er sjeldne jordarters mineraler ikke sjeldne i naturen. Sjeldne jordarter er ikke jord, men et typisk metallelement. Dens aktive type er bare nest etter alkalimetaller og jordalkalimetaller. De har mer innhold i skorpen enn vanlig kobber, sink, tinn, kobolt og nikkel.
For tiden har sjeldne jordarter vært mye brukt innen ulike felt som elektronikk, petrokjemikalier, metallurgi osv. Nesten hvert 3.-5. år er forskere i stand til å oppdage nye bruksområder for sjeldne jordarter, og av hver sjette oppfinnelse kan man ikke gjøre uten sjeldne jordarter.
Kina er rikt på mineraler av sjeldne jordarter, og rangerer først på tre verdensrangeringer: reserver, produksjonsskala og eksportvolum. Samtidig er Kina også det eneste landet som kan gi alle 17 sjeldne jordmetaller, spesielt de middels og tunge sjeldne jordarter, med ekstremt fremtredende militære anvendelser.
Sammensetning av sjeldne jordartselementer
Sjeldne jordartselementer er sammensatt av Lanthanide-elementer i det periodiske systemet over kjemiske elementer:lantan(La),cerium(Ce),praseodym(Pr),neodym(Nd), promethium (Pm),samarium(Sm),europium(Eu),gadolinium(Gd),terbium(Tb),dysprosium(Dy),holmium(Ho),erbium(Eh),thulium(Tm),ytterbium(Yb),lutetium(Lu), og to elementer nært beslektet med lantanid:skandium(Sc) ogyttrium(Y).
Det heterSjelden jord, forkortet til Rare Earth.
Klassifisering av sjeldne jordartselementer
Klassifisert etter de fysiske og kjemiske egenskapene til elementene:
Lette sjeldne jordarters elementer:skandium, yttrium, lantan, cerium, praseodym, neodym, promethium, samarium, europium
Tunge sjeldne jordelementer:gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium, lutetium
Klassifisert etter mineralegenskaper:
Cerium gruppe:lantan, cerium, praseodym, neodym, promethium, samarium, europium
Yttrium gruppe:gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium, lutetium, scandium, yttrium
Klassifisering ved ekstraksjonsseparasjon:
Lett sjeldne jordarter (P204 svak surhetsutvinning): lantan, cerium, praseodym, neodym
Middels sjeldne jordarter (P204 lav surhetsgrad ekstraksjon):samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium
Tung sjeldne jordarter (surhetsutvinning i P204):holmium, erbium, thulium, ytterbium, lutetium, yttrium
Egenskaper til sjeldne jordartselementer
Mer enn 50 funksjoner til sjeldne jordartselementer er relatert til deres unike 4f elektroniske struktur, noe som gjør dem mye brukt i både tradisjonelle materialer og høyteknologiske nye materialer.
4f elektronbane
1. Fysiske og kjemiske egenskaper
★ Har åpenbare metalliske egenskaper; Den er sølvgrå, bortsett fra praseodym og neodym, den ser lysegult ut
★ Rike oksidfarger
★ Dann stabile forbindelser med ikke-metaller
★ Metal livlig
★ Lett å oksidere i luften
2 Optoelektroniske egenskaper
★ Ufylt 4f-underlag, der 4f-elektroner er skjermet av ytre elektroner, noe som resulterer i forskjellige spektrale termer og energinivåer
Når 4f-elektroner går over, kan de absorbere eller sende ut stråling med forskjellige bølgelengder fra ultrafiolett, synlig til infrarøde områder, noe som gjør dem egnet som selvlysende materialer
★ God ledningsevne, i stand til å fremstille sjeldne jordmetaller ved elektrolysemetode
Rollen til 4f-elektroner av sjeldne jordelementer i nye materialer
1. Materialer som bruker 4f elektroniske funksjoner
★ 4f elektronspinnarrangement:manifestert som sterk magnetisme – egnet for bruk som permanentmagnetmaterialer, MR-bildematerialer, magnetiske sensorer, superledere, etc.
★ 4f orbital elektronovergang: manifestert som selvlysende egenskaper - egnet for bruk som selvlysende materialer som fosfor, infrarøde lasere, fiberforsterkere, etc.
Elektroniske overganger i 4f energinivåguidebåndet: manifestert som fargeegenskaper – egnet for farging og avfarging av hot spot-komponenter, pigmenter, keramiske oljer, glass, etc.
2 er indirekte relatert til 4f-elektron, ved å bruke ionisk radius, ladning og kjemiske egenskaper
★ Kjernefysiske egenskaper:
Lite termisk nøytronabsorpsjonstverrsnitt – egnet for bruk som konstruksjonsmaterialer i atomreaktorer, etc.
Stort nøytronabsorpsjonstverrsnitt – egnet for skjerming av materialer fra atomreaktorer, etc.
★ Sjeldne jordarters ionisk radius, ladning, fysiske og kjemiske egenskaper:
Gitterdefekter, lignende ionisk radius, kjemiske egenskaper, forskjellige ladninger – egnet for oppvarming, katalysator, sensorelement osv.
Strukturell spesifisitet - egnet for bruk som hydrogenlagringslegering katodematerialer, mikrobølgeabsorpsjonsmaterialer, etc.
Elektrooptiske og dielektriske egenskaper – egnet for bruk som lysmodulasjonsmaterialer, transparent keramikk, etc
Innleggstid: Jul-06-2023