版權(quán)說(shuō)明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡(jiǎn)介
1、講座稀土在金屬表面處理工藝中的應(yīng)用技術(shù)( 1稀土的概念和基本情況楊勝奇(宜興市新新稀土應(yīng)用技術(shù)研究所,江蘇宜興214246摘要介紹了稀土的概念以及稀土元素原子結(jié)構(gòu)狀態(tài),并介紹了稀土元素的物理、化學(xué)性能和常用稀土化合物的制備方法;同時(shí)簡(jiǎn)述了稀土在金屬表面處理工藝應(yīng)用中的關(guān)鍵事項(xiàng)。關(guān)鍵詞稀土;金屬表面處理;應(yīng)用中圖分類號(hào)TG174.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼B 文章編號(hào)1001-1560(200804-0076-02收稿日期200801100前言稀土被人們稱為新材料的“寶庫(kù)”,已被美國(guó)、日本等國(guó)家列為發(fā)展高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵元素,其開(kāi)發(fā)和應(yīng)用將會(huì)引發(fā)一場(chǎng)新的技術(shù)革命1。所以,大力研究和推廣稀土的應(yīng)用對(duì)科技創(chuàng)新具有十
2、分深遠(yuǎn)的意義。1稀土元素的基本結(jié)構(gòu)及性能1.1稀土元素的概念稀土是對(duì)鈧(Sc 、釔(Y 、鑭(La 、鈰(Ce 、鐠(Pr 、釹(Nd 、钷(P m 、釤(S m 、銪(Eu 、釓(Gd 、鋱(Tb 、鏑(Dy 、鈥(Ho 、鉺(Er 、銩(T m 、鐿(Yb 、镥(Lu 17種元素的總稱2,其中鑭、鈰、鐠、釹、钷、釤、銪7個(gè)元素為輕稀土元素,并稱鈰組稀土元素;釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥、釔、鈧則稱為重稀土元素,亦稱釔組重稀土元素1。稀土工業(yè)和稀土應(yīng)用技術(shù)一般是指除钷外的16種元素的分離、提純、應(yīng)用方法2。1.2稀土的原子結(jié)構(gòu)和特征稀土元素內(nèi)層4f 軌道具有不充滿性,留有填充電子的空位,這
3、就是稀土元素具有獨(dú)特性質(zhì)的根源3。稀土離子半徑越小,導(dǎo)電率越大,吸附電子的能力越強(qiáng),活動(dòng)性能越好。這是由于稀土離子半徑越小,產(chǎn)生的空位越多,稀土離子容易移動(dòng)的緣故。1.3稀土元素的理化性能及其化合物的制備方法21.3.1稀土金屬(1物理性質(zhì)大多數(shù)稀土金屬是銀灰色的,高鈍度的稀土金屬有可塑性,其中鈰、釤還具有良好的延展性,稀土金屬質(zhì)地輕軟,鈰、鑭與錫相似。鈰組輕稀土金屬的熔點(diǎn)為7981072,釔組重稀土金屬的熔點(diǎn)較高,為13111656。(2化學(xué)性質(zhì)稀土元素是典型的金屬元素,金屬活潑性僅次于堿金屬,金屬活潑性由鈧、釔到鑭遞增,由鑭到镥遞減。與氧作用:稀土在室溫下就能與空氣中的氧作用,鑭、鈰、鐠等
4、在空氣中極易氧化,如鈰200以上就能迅速氧化,甚至自燃。與鹵素作用:200以上稀金屬與鹵素發(fā)生劇烈反應(yīng)生成鹵化物,與氟作用最強(qiáng)烈,其次是氯,依次遞減。與酸作用:稀土金屬溶于稀的鹽酸、硫酸、硝酸中,放出氫,生成相應(yīng)的鹽,較難溶于硫酸中,微溶于氫氟酸和磷酸。與水作用:稀土金屬能與水緩慢作用放出氫氣,在熱水中反應(yīng)加劇。與非稀土金屬的作用:稀土金屬能與鎂、鋁、銀、金、鋅、硼、銻、鉍、錫、鈷、鎳、鐵等在熔融狀態(tài)下作用,第41卷第4期2008年4月材料保護(hù)M a ter i a ls Protecti on Vol .41No .4Ap r .2008生成金屬間化合物。1.3.2稀土氧化物稀土氧化物具有堿
5、性,其堿性隨著原子序數(shù)的增加而遞減;不溶于水,但能與水化合轉(zhuǎn)變?yōu)闅溲趸?能從空氣中吸收水分和二氧化碳,氧化鑭的吸收能力最強(qiáng);經(jīng)低溫灼燒后的氧化物易溶于鹽酸、硝酸、硫酸、醋酸中,生成相應(yīng)的三價(jià)鹽,而經(jīng)高溫灼熱后的氧化鈰難溶于鹽酸或硝酸,但能溶于濃硫酸。1.3.3稀土鹵化物(1稀土氯化物:稀土氧化物加鹽酸可制得呈微酸性的氯化稀土溶液,溶解度為50%左右,一般都易潮解,但氧化鈰和鹽酸反應(yīng)不完全,難溶物多,需轉(zhuǎn)換成其他鹽類或加助溶劑才能反應(yīng)完全,且反應(yīng)時(shí)必須嚴(yán)格控制酸度,酸度太高溶解不完全,會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量。(2稀土氟化物:白色的稀土氟化物一般在水和酸性物質(zhì)中較難溶解,但添加相應(yīng)的助溶劑后,溶解度大大
6、增加。直接用氫氟酸和稀土氧化物或稀土金屬反應(yīng)很難制得稀土氟化物,必須首先把稀土氧化物制成硝酸鹽溶液后,在7080下邊攪拌邊加入氫氟酸,產(chǎn)生氟化稀土沉淀,然后清洗、過(guò)濾、烘干得到稀土氟化物,反應(yīng)過(guò)程必須在聚乙烯塑料或金屬鋁容器中進(jìn)行。1.3.4稀土硫酸鹽將稀土金屬或氧化物、氫氧化物等溶解于硫酸可得到稀土硫酸鹽,硫酸稀土能溶于水,但是隨著溫度升高,其溶解度反而會(huì)降低,在金屬表面處理中,一般常用硫酸高鈰鍍鈰合金。(1硫酸高鈰的制備:取純度為99.9%以上經(jīng)800灼燒的氧化鈰,放入有柄蒸發(fā)器內(nèi),加入試劑硫酸,在電爐上邊加熱邊攪拌,到顆粒細(xì)稠呈枯紅色時(shí),乘熱加入去離子水將硫酸高鈰浸出,加水時(shí)注意保持溶液
7、沸騰,并要不斷攪拌加熱,至氧化鈰完全反應(yīng)后即可停止加熱和攪拌,冷卻、澄清,取上清液,放置過(guò)夜,待結(jié)晶析出后過(guò)濾,并在烘箱內(nèi)烘烤24h后,即得Ce(S O424H2O,收率可大于85%。(2硫酸亞鈰的制備:制備硫酸亞鈰的方法和制備硫酸高鈰的方法、操作步驟基本相同,不同之處是所用的氧化鈰為99.9%以上經(jīng)300灼熱所得,這樣得到的產(chǎn)品收率高,浸出時(shí)殘?jiān)佟?.3.5稀土硝酸鹽將稀土金屬、氧化物、氫氧化物溶于硝酸可制得硝酸稀土鹽,其結(jié)晶物多含六個(gè)結(jié)晶水,易潮解,很易溶于水。硝酸鈰的制作上較復(fù)雜些,氧化鈰難以用硝酸直接溶解,需加助溶劑才能溶解完全。1.3.6稀土磷酸鹽稀土磷酸鹽不能用磷酸和稀土氧化物反
8、應(yīng)制得,而是在稀土生產(chǎn)過(guò)程中當(dāng)稀土溶液pH=4.5左右時(shí)加入磷酸鈉產(chǎn)生磷酸稀土沉淀,然后濃縮結(jié)晶而得,由于稀土磷酸鹽用途少,一般無(wú)單獨(dú)商品。2稀土在金屬表面處理領(lǐng)域的應(yīng)用要點(diǎn)稀土在金屬表面處理中已得到越來(lái)越多的應(yīng)用,筆者在以后將分別介紹其優(yōu)越性和使用方法。要充分發(fā)揮稀土的優(yōu)異特性,一定要合理科學(xué)地使用稀土,一般必須掌握以下四點(diǎn)關(guān)鍵事項(xiàng)4:第一、稀土元素很多,用什么品種十分重要,在不同的的電解液中必須根據(jù)電解質(zhì)中金屬離子電位差的正負(fù)而選擇合適的稀土元素,“多稀土”不科學(xué),有些稀土在不適合的電鍍液中不但起不到促進(jìn)作用,反而有副作用;第二、稀土的化學(xué)構(gòu)成形式很多,在不同的電解液中必須選擇相適應(yīng)的化學(xué)
9、組成形式,盲目亂用必將適得其反;第三、在電鍍液中必須相對(duì)穩(wěn)定地保持稀土的用量,用量少了效果不明顯,用量過(guò)多,效果不一定更好,反而會(huì)浪費(fèi)材料,增加成本;第四、稀土用于電鍍液中必須選用合適的激活劑作為輔助材料,才能真正發(fā)揮其應(yīng)有的作用,單獨(dú)使用不能完美地發(fā)揮其優(yōu)異性能。3稀土的放射性放射性元素釷、鈾與鐳在一些稀土礦中(如獨(dú)居石、磷釓礦等,但非所有的稀土礦與稀土共生,但是其量極微而不至于有危害2。稀土應(yīng)用時(shí)純度較高,一般都在99.5%,在金屬表面處理工藝中所使用的稀土元素所要求的純度更高,都在99.9%以上,放射性元素已全部除盡,不存在放射性危害。筆者1982年開(kāi)始從事稀土的生產(chǎn)和應(yīng)用,接觸稀土已有20多年時(shí)間,目前身體狀況很好,這就是最好的證明。參考文獻(xiàn)1徐光憲.稀土(第2版,上冊(cè)M.北京:冶金工業(yè)出版社,199
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無(wú)特殊說(shuō)明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒(méi)有圖紙預(yù)覽就沒(méi)有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫(kù)網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 二零二五年度房產(chǎn)過(guò)戶與鄰里關(guān)系協(xié)調(diào)協(xié)議3篇
- 2025年度二手車買賣及二手車交易市場(chǎng)規(guī)范服務(wù)合同3篇
- 花店轉(zhuǎn)讓合同條款解析
- 二零二五年度歷史文化街區(qū)拆遷房產(chǎn)分割與文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)合同3篇
- 二零二五年度技術(shù)成果轉(zhuǎn)化與技術(shù)顧問(wèn)服務(wù)合同3篇
- 2025年度老舊小區(qū)房屋維修與改造合作協(xié)議書3篇
- 2025年度房屋抵押房屋邊界確認(rèn)及評(píng)估合同3篇
- 二零二五年度農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化推廣項(xiàng)目合同3篇
- 二零二五年度建筑砂石料智能化采購(gòu)合同模板3篇
- 2025年度手叉車轉(zhuǎn)讓與全球市場(chǎng)拓展協(xié)議3篇
- 綜合單價(jià)的確定
- 閘門及啟閉機(jī)安裝專項(xiàng)施工方案
- 應(yīng)征公民體格檢查表(征兵)
- 鋼筋位置及保護(hù)層厚度檢測(cè)ppt課件
- 巖石堅(jiān)固性和穩(wěn)定性分級(jí)表
- 張可填充顏色的中國(guó)地圖與世界地圖課件
- CNC程序控制管理辦法
- 案例思念休閑吧
- 北京石油機(jī)械廠螺桿鉆具使用說(shuō)明書-最新
- (完整版)虛擬語(yǔ)氣練習(xí)題(含答案)
- 六年級(jí)語(yǔ)文(部編)上冊(cè)詞語(yǔ)表拼音
評(píng)論
0/150
提交評(píng)論