稀土元素的應(yīng)用

1、稀土元素的應(yīng)用鑭(La)應(yīng)用于壓電材料,電熱材料熱電材料磁阻材料發(fā)光材料 (蘭粉)貯氫材 料、光學(xué)玻璃,激光材料、各種合金材料等鑭也應(yīng)用到制備許多有機(jī)化工產(chǎn) 品的催化劑中，光轉(zhuǎn)換農(nóng)用薄膜也用到鑭，在國(guó)外，科學(xué)家把鑭對(duì)作物的作用 賦與“超級(jí)鈣”的美稱鈰(Ce)鈰作為玻璃添加劑，能吸收紫外線與紅外線，現(xiàn)已被大量應(yīng)用于汽車玻璃。不僅能防紫外線，還可降低車內(nèi)溫度，從而節(jié)約空調(diào)用電,從 1997年起，日 本汽車玻璃全加入氧化鈰，1996年用于汽車玻璃的氧化鈰至少有2000噸， 美國(guó)約1000多噸.目前正將鈰應(yīng)用到汽車尾氣凈化催化劑中，可有效防止大量汽車廢氣排到 空氣中美國(guó)在這方面的消費(fèi)量占稀土總消費(fèi)量的

2、三分之一。硫化鈰可以取代鉛鎘等對(duì)環(huán)境和人類有害的金應(yīng)用到顏料中，可對(duì)塑 料著色，也可用于涂料.油墨和紙張等行業(yè),目前領(lǐng)先的是法國(guó)羅納普朗克公 司。Ce : LiSAF激光系統(tǒng)是美國(guó)研制出來(lái)的同體激光器，通過(guò)監(jiān)測(cè)色氨酸濃度 可用于探查生物武器，還可用于醫(yī)學(xué)鈰應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，幾乎所有的稀土 應(yīng)用領(lǐng)域中都含有鈰如拋光粉儲(chǔ)氫材料熱電材料鈰鎢電極陶瓷電容 器,壓電陶瓷鈰碳化硅磨料,燃料電池原料,汽油催化劑,某些永磁材料. 各種合金鋼及有色金屬等。鐠(Pr)錯(cuò)被廣泛應(yīng)用于建筑陶瓷和日用陶瓷中，其與陶瓷釉混合制成色釉，也可 單獨(dú)作釉下顏料，制成的顏料呈淡黃色，色調(diào)純正淡雅用于制造永磁體。選用廉價(jià)的鐠釹金屬

3、代替純釹金屬制造永磁材料，其抗 氧性能和機(jī)械性能明顯提高，可加工成各種形狀的磁體。廣泛應(yīng)用于各類電子 器件和馬達(dá)上。用于石油催化裂化。以錯(cuò)釹富集物的形式加入 Y型沸石分子篩中制石油 裂化催化劑，可提高催化劑的活性選擇性和穩(wěn)定性,我國(guó) 70年代開(kāi)始投入 工業(yè)使用，用量不斷增大。錯(cuò)還可用于磨料拋光,另外，錯(cuò)在光纖領(lǐng)域的用途也越來(lái)越廣。釹(Nd)釹元素憑借其在稀土領(lǐng)域中的瞄地位，多年來(lái)成為市場(chǎng)關(guān)注的略金屬釹 的最大用戶是釹鐵硼永磁材料,釹鐵硼永郵的向世，為稀土高科技領(lǐng)域g 了新的生機(jī)崩力。釹鐵硼磁體磁能積高，被稱作當(dāng)代“永磁之王，以其優(yōu) 異的性能廣泛用于電子機(jī)械等行業(yè)。阿爾法磁譜儀的研制成，標(biāo)E 釹

4、鐵硼郵的各項(xiàng)磁性能已跨入世界一流水平釹還應(yīng)用于有色金屬材料,在 鎂或鋁合金中添加1.52.5%釹，可提高合金的高溫性能、氣密性和耐腐蝕性, 廣泛用作航空航天材料另外，觸的釔鋁碰石產(chǎn)生短波激光束，在工業(yè)上 廣泛用于厚度在10mm以下薄型材料的焊接和切削。在醫(yī)療上，摻釹釔鋁石 榴石激光器代替手術(shù)刀用于摘除手術(shù)或消毒創(chuàng)傷口。 釹也用于玻璃和陶瓷材料 的色以及橡膠制品的添加劑，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，稀土科技領(lǐng)域的拓展和 延伸，釹元素將會(huì)有更廣闊的利用空間。钷(Pm)人造放射性元素.钷的主要用途有：可作熱源。為真空探測(cè)和人造衛(wèi)星提供輔助能量。Pm147放出能量低的卜射線，用于制造钷電池。作為導(dǎo)彈制導(dǎo)儀器及

5、鐘表的電氟此種電池體積小，能連續(xù)使用數(shù)年之久。此外，钷還用于便攜式X-射線儀、制備熒光粉、度厚度以及航標(biāo)燈中.釤(Sm)釤呈淺黃色，是做釤鉆系永磁體的原料，釤瞄體是最早得到工業(yè)應(yīng)用的稀土 磁體,這種永磁體有SmCo5 系和 Sm2Co17系兩類,70年代前期發(fā)明了 SmCo5系，后期發(fā)明了 Sm2Co17系,現(xiàn)在是以后者的需求為主,釤鉆磁體 所用的氧化釤的純度不需太高，從成本方面考慮，主要使用95%左右的產(chǎn)品.此外，氧化釤還用于陶瓷電容器和催化劑方面另外，釤還具有核性質(zhì)，可用 作原子能反應(yīng)堆的結(jié)構(gòu)材料，屏敝材料和控制材料，使核裂變產(chǎn)生巨大的能量 得以安全利用。銪(Eu)氧化銪大部分用于熒光粉

6、Eu3+用于紅色熒光粉的激活劑，Eu2+用于藍(lán)色熒 光粉現(xiàn)在Y2O2S : Eu3+A發(fā)光效率,涂敷穩(wěn)定性、回收成本等最好的熒光 粉再加上對(duì)提高發(fā)光效率和對(duì)比度等技術(shù)的改進(jìn)，故正在被廣泛應(yīng)用。近年氧化銪還用于新型X射線醫(yī)療診斷系統(tǒng)的受激發(fā)射熒光粉。氧化銪還可用于制 造有色鏡片和光學(xué)濾光片，用于磁泡貯存器件，在原子反應(yīng)堆的控制材料，屏 敝材料和結(jié)構(gòu)材料中也能一展身手。釓(Gd)主要用途有：其水溶性順磁絡(luò)合物在醫(yī)療上可提高人體的核磁共振(NMR) 成像信號(hào).其硫氧化物可用作特殊亮度的示波管和x射線熒光屏的基質(zhì)柵網(wǎng).在釓鎵石榴石中的釓對(duì)于磁泡記憶存儲(chǔ)器是理想的單基片。在無(wú)Camot循環(huán)限制時(shí)，可用作

7、用態(tài)磁致冷介質(zhì)。用作控制核電站的連鎖反應(yīng)級(jí)別的抑制劑，以保證核反應(yīng)的安全。(6)用作釤鉆磁體的添加劑，以保證性能不隨溫度而變化。鋱(T司主要應(yīng)用領(lǐng)域有：熒光粉用于三基色熒光粉中的綠粉的激活劑，如鋱激活的磷酸鹽基質(zhì)鋱 激活的硅酸鹽基質(zhì)鋱激活的鈰鎂鋁酸鹽基質(zhì)，在激發(fā)狀態(tài)下均發(fā)出綠色光。磁光貯存材料，近年來(lái)鋱系磁光材料已達(dá)到大量生產(chǎn)的規(guī)模，用Tb-Fe非晶態(tài)薄膜研制的磁光光盤，作計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)元件，存儲(chǔ)能力提高1015倍。磁光玻璃，含鋱的法拉第旋光玻璃是制造在激光技術(shù)中廣泛應(yīng)用的旋轉(zhuǎn)器.隔離器和環(huán)形器的關(guān)鍵材料特別是鋱鏑鐵磁致伸縮合金(TerFenol)的開(kāi)發(fā)研 制，更是開(kāi)辟了鋱的新用途，Terfeno

8、l是70年代才發(fā)現(xiàn)的新型材料，被合金 中有一半成份為鋱和鏑，有時(shí)加入鈥，其余為鐵，該合金由美國(guó)依阿華州阿姆 斯實(shí)驗(yàn)室首先研制，當(dāng)Terfenol 置于一個(gè)磁場(chǎng)中時(shí)，其尺寸的變化比一般磁 性材料變化大這種變化可以使一些精密機(jī)械運(yùn)動(dòng)得以實(shí)現(xiàn)。鋱鏑鐵開(kāi)始主要用 于聲納，目前已廣 泛應(yīng)用于多種領(lǐng)域，從燃料噴射系統(tǒng)、液體閥門控制. 定位到機(jī)械致動(dòng)器,機(jī)構(gòu)和飛機(jī)太空望遠(yuǎn)鏡的調(diào)節(jié)機(jī)調(diào)節(jié)器等球 鏑(Dy)作為釹鐵硼系永磁體的添加劑使用，在這種磁體中添加23%左右的鏑，可提高其矯頑力，過(guò)去鏑的需求量不大，但隨著釹鐵硼磁體需求的增加，它成 為必要的添加元素，品位必須在95 99.9%左右，需求也在迅速增加。鏑用作

9、熒光粉激活劑，三價(jià)鏑是一種有前途的單發(fā)光中心三基色發(fā)光料 的激活離子，它主要由兩個(gè)發(fā)射帶組成，一為黃光發(fā)射，另一為藍(lán)光發(fā)射，摻 鏑的發(fā)光材料可作為三基色熒光粉鏑是制備大磁致伸縮合金鋱鏑鐵(Terfenol)合金的必要的金屬原料，能使 一些機(jī)械運(yùn)動(dòng)的精密活動(dòng)得以實(shí)現(xiàn)。(4)鏑劍可用做磁洗存貯材料，具有較 高的記錄速度和讀數(shù)敏感度用于鏑燈的制備，在鏑燈中采用的工作物質(zhì)是碘化鏑，這種燈具有度大、 顏色好、色溫高,體則、電弧穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，已用于電影、印刷等照明光源。由于鏑元素具有中子俘獲截面積大的特性，在原子能工業(yè)中用來(lái)測(cè)定中子 能譜或做中子吸收劑，Dy3Al5O12還可用作磁致冷用磁性工作物質(zhì)隨著科學(xué)

10、技術(shù)的發(fā)展，鏑 的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?huì)不斷的拓展和延伸鈥(Ho)目前鈥的主要用途有：用作金屬鹵素?zé)籼砑觿?，金鹵素?zé)羰且环N氣體放電燈，它是在高壓汞燈 基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，其特點(diǎn)是在燈泡里充有各種不同的稀土鹵化物。目前主要 使用的是稀土碘化物，在氣體放電時(shí)發(fā)出不同的譜線光色。在鈥燈中采用的工 作物質(zhì)是碘化鈥，在電弧區(qū)可以獲得較高的金屬原子濃度，從而大大提高了輻 射效能。鈥可以用作釔鐵或釔鋁石榴石的添加劑；摻鈥的釔鋁石榴石(Ho :丫入弓)可發(fā)射2pm 激光, 人體 2pm 激光吸 收率高，幾乎比Hd : YAG 高 3個(gè)數(shù)級(jí)。所以用Ho : YAG激光器進(jìn)行醫(yī) 療手術(shù)時(shí)，不但可以提高手術(shù)效率和精度，而且可使

11、熱損傷區(qū)域減至更小鈥 晶體產(chǎn)生的自由光束可消除脂肪而不會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的熱量， 從而減少對(duì)健康組織 產(chǎn)生的熱損傷，據(jù)報(bào)道美國(guó)用鈥激光治療育光眼，可以減少患者手術(shù)的痛苦。 我國(guó)2pm激光晶體的水平已達(dá)到.際水平，成大力開(kāi)發(fā)生產(chǎn)這種激光晶體。在磁致伸縮合金Terfenol-D中，也可以加入少量的鈥，從而降低合金飽 和磁化所需的外場(chǎng)。另外用摻鈥的光纖可以制作光纖激光H,光纖放大器,光纖傳感光 通訊器件在光纖通信迅猛的今天將發(fā)揮更重要的作用。鉺(Er)KB翰疆露岸囹曲桌多琢，%0S liHX剽 皿nam*象測(cè)瞰I(xiàn)旨岫瞰ms x xamsus svm 敬EE*I辭（軻）陽(yáng):Jflon 摩郢歌0山娜等囹wm麗

12、x丑春（G oVVmK3mMV KWF 岫 nw s 歡緬蛔KM陽(yáng)4E9 KM嬤tffifl條物任也戲通 wmSH4Wiw 咽帝留 wmsa 值 ansmwsi 業(yè) 割gram靴瑚g岫 xn;神 ow 春，礎(chǔ)四拙帷申瞄 S 691- 珀闌梆|瞄TWKWMWIB*S&齡倒測(cè)糖 X %4辛*甑岬3珂amw X 蹈囹利聊（I） （uiD 春 oft9*ltt91VttVW 建壬鯽恒串酣倍（S） +EJ3W wiom國(guó)煎傾 瞄用曜目晉朝廉相岫m細(xì)她申岫時(shí)+J3（e） RaiiimK做 醐囹TramQ，Wi捆圈目帷篇，iimw瓣BlbL4知，g/蒞& ST O)帷，fS，收啊*瞄咽啪髯，SH 建咽Y網(wǎng)瞬

13、 WUOSST tme UIU0EIT咽用f 魏曹林咽斷HG罟 8B 蛔毗啪臨&d SV+VBS4i 聚蹣嘲囹細(xì)K歡K3f 赫曜胞紹瞿4帆I(xiàn)蹄加=咽聃限 目岫劇國(guó)M漁*WW：嘛g 岫如MW紫uiuosST 瑜留附曲皿林峰 她申SH風(fēng)耍號(hào)Y瞄風(fēng)做景要眥岬牌 iFDf U1U0SST 珀曜珊（知 9W*B啊聞申:g心婀岫 WUOSST 倒斜咐毗 司梁鵬掘倒*4蝴腳恒1料洋口梁鵬掘 WU0SST用酬涸爭(zhēng)置更 回曲崖地婦 咽尊睥翊杲z/eup翱I更理I Z/SW 爭(zhēng)蹄穌 做風(fēng)U1U08怵.U1U086 湖噸（+婦）星輯灑那咽咐制做出 （琳王砸曲敬哆留瓣BlbL4知，g/蒞& ST O)銩還可在新型照明

14、光源金鹵素?zé)糇鎏砑觿m3,加入到玻璃中可制成稀土玻璃激光材料，這是目前輸出脈沖最大， 輸出功率最高的固體激光材料 Tm3+也可做稀土上轉(zhuǎn)換激光材料的激活離 子。鐿(Yb)鐿的主要用途有：作熱屏蔽涂層材隊(duì)鐿能明顯地改善電沉積鋅層的耐蝕性，而且含鐿鍍層比不含鐿鍍層晶粒細(xì)小，均勻致密作磁致伸縮材料,這種材料具有超磁致伸縮性即在磁場(chǎng)中膨脹的特性,該 合金主要由鐿/鐵氧體合金及鏑/鐵氧體合金構(gòu)成，并加入一定比例的錳，以便 產(chǎn)生超磁致伸縮性。用于測(cè)定壓力的鐿元件，試驗(yàn)證明，鐿元件在標(biāo)定的壓力范圍內(nèi)靈敏度高， 同時(shí)為鐿在壓力測(cè)定應(yīng)用方面開(kāi)辟了一個(gè)新途徑。磨牙空洞的樹(shù)脂基填料，以替換過(guò)去普遍使用銀汞合金。

15、日本學(xué)者成功地完成了摻鐿釓鎵石榴石埋線路波導(dǎo)激光器的制備工作， 這一工作的完成對(duì)激光技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展很有意義,另外，鐿還用于熒光粉激 活劑.無(wú)線電陶瓷、電子計(jì)算機(jī)記憶元件(磁海)添加劑,和玻璃纖維助熔劑以 及光學(xué)玻璃添加劑等镥(Lu)镥的主要用途有：制造某些特殊合金。例如镥鋁合金可用于中子活化分析。穩(wěn)定的镥核素在石油裂化烷基化氫化和聚合反應(yīng)中起催化作用。釔鐵或釔鋁石榴石的添加元素，改善某些性能。磁泡貯存器的原料。一種復(fù)合功能晶體摻镥四硼酸鋁釔釹，屬于鹽溶液冷卻生長(zhǎng)晶體的技術(shù)領(lǐng)域，實(shí)驗(yàn)證明，摻镥NYAB晶體在光學(xué)均勻性和激光性能方面均優(yōu)于 NYAB 晶體經(jīng)國(guó)外有關(guān)部門研究發(fā)現(xiàn)，镥在電致變色顯示和

16、低維分子半導(dǎo)體中具有潛 在的用途此外，镥還用于能源電池技術(shù)以及熒光粉的激活劑等釔(Y)主要用途有：鋼鐵及有色合金的添加劑。FeCr 合金通常含 0.5-4%釔，釔能夠增強(qiáng)這些 不銹鋼的抗氧化性和延展性；MB26 合金中添加S量的富釔混合稀土后，合金 的綜合性能得到明顯的改善，可以替代部分中強(qiáng)鋁合金用于飛機(jī)的受力構(gòu)件上；在Al-Zr合金中加入少富釔稀土，可提高合金導(dǎo)電率；該合金已為國(guó)內(nèi) 大多數(shù)電線廠采用；在銅合金中加入釔，提高了導(dǎo)電性和機(jī)械強(qiáng)度。含釔6%和鋁2%的氮化硅陶瓷材料，可用來(lái)研制發(fā)動(dòng)機(jī)部件。用功率400瓦的釹釔鋁石榴石激光束來(lái)對(duì)大型構(gòu)件進(jìn)行鉆孔、切削和焊接 等機(jī)械加工。由Y-Al石榴石

17、單晶片構(gòu)成的電子顯微鏡熒光屏，熒光亮度高，對(duì)散射光的 吸收低，抗高溫和抗機(jī)械磨損性能好。含釔達(dá)90%的高釔結(jié)構(gòu)合金，可以應(yīng)用于航空和其它要求低密度和高熔點(diǎn) 的場(chǎng)合。(6)目前倍受人們關(guān)注的摻釔SrZrO3高溫質(zhì)子傳導(dǎo)材料，對(duì)燃料電池.電解 池和要求氫溶解度高的氣敏元件的生產(chǎn)具有重要的意義。此外，釔還用于耐高 溫噴涂材料原子能反應(yīng)堆燃料的稀釋劑.永磁材料添加劑以及電子工業(yè)中作 吸氣劑等。鈧(Sc)鈧的主要用途有：鈧能與熱水作用放出虬也易溶于酸，是一種強(qiáng)還原劑。鈧的氧化物及氫氧化物只顯堿性，但其鹽灰?guī)缀醪荒芩?。鈧的氯化物?白色結(jié)晶，易溶于水并能在空氣中潮解。在冶金工業(yè)中，鈧常用于制造合金(合金的添