Ano angbihirang lupa?
Ang mga tao ay may kasaysayan ng mahigit 200 taon mula nang matuklasan ang mga rare earth noong 1794. Dahil kakaunti ang Rare-earth na mineral na natagpuan noong panahong iyon, kaunting tubig na hindi matutunaw na mga oksido ang maaaring makuha sa pamamaraang kemikal.Sa kasaysayan, ang mga naturang oxide ay karaniwang tinatawag na "lupa", kaya ang pangalan ng bihirang lupa.
Sa katunayan, ang Rare-earth mineral ay hindi bihira sa kalikasan.Ang Rare earth ay hindi lupa, ngunit isang tipikal na elemento ng metal.Ang aktibong uri nito ay pangalawa lamang sa alkali metal at alkaline earth metals.Mayroon silang mas maraming nilalaman sa crust kaysa sa karaniwang tanso, sink, lata, kobalt, at nikel.
Sa kasalukuyan, ang mga rare earth ay malawakang ginagamit sa iba't ibang larangan tulad ng electronics, petrochemicals, metalurgy, atbp. Halos bawat 3-5 taon, ang mga siyentipiko ay nakakatuklas ng mga bagong gamit para sa mga rare earth, at sa bawat anim na imbensyon, hindi magagawa ng isa. walang mga rare earth.
Mayaman ang Tsina sa mga mineral na bihirang lupa, na nangunguna sa tatlong ranggo sa mundo: mga reserba, sukat ng produksyon, at dami ng pag-export.Kasabay nito, ang China rin ang nag-iisang bansa na makakapagbigay ng lahat ng 17 rare earth metals, lalo na ang medium at heavy rare earth na may lubhang kilalang mga aplikasyon sa militar.
Komposisyon ng elemento ng rare earth
Ang mga elemento ng rare earth ay binubuo ng mga elemento ng Lanthanide sa periodic table ng mga kemikal na elemento:lanthanum(La),cerium(Ce),praseodymium(Pr),neodymium(Nd), promethium (Pm),samarium(Sm),europium(Eu),gadolinium(Gd),terbium(Tb),dysprosium(Dy),holmium(Ho),erbium(Er),thulium(Tm),ytterbium(Yb),lutetium(Lu), at dalawang elemento na malapit na nauugnay sa lanthanide:scandium(Sc) atyttrium(Y).
Ito ay tinatawag naRare Earth, dinaglat bilang Rare Earth.
Pag-uuri ng mga elemento ng bihirang lupa
Inuri ayon sa pisikal at kemikal na mga katangian ng mga elemento:
Mga light rare earth na elemento:scandium, yttrium, lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, promethium, samarium, europium
Mga mabibigat na elemento ng bihirang lupa:gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium, lutetium
Inuri ayon sa mga katangian ng mineral:
Pangkat ng Cerium:lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, promethium, samarium, europium
pangkat ng Yttrium:gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium, lutetium, scandium, yttrium
Pag-uuri ayon sa paghihiwalay ng pagkuha:
Banayad na rare earth (P204 mahinang acidity extraction): lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium
Medium rare earth (P204 low acidity extraction):samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium
Heavy rare earth (pagkuha ng acidity sa P204):holmium, erbium, thulium, ytterbium, lutetium, yttrium
Mga katangian ng mga elemento ng bihirang lupa
Mahigit sa 50 function ng rare earth elements ang nauugnay sa kanilang natatanging 4f electronic structure, na ginagawang malawakang ginagamit ang mga ito sa parehong tradisyunal na materyales at high-tech na mga bagong materyales.
4f electron orbit
1. Mga katangiang pisikal at kemikal
★ May halatang metal na katangian;Ito ay silver grey, maliban sa praseodymium at neodymium, lumilitaw itong mapusyaw na dilaw
★ Rich oxide na kulay
★ Bumuo ng mga matatag na compound na may mga hindi metal
★ Metal buhay na buhay
★ Madaling mag-oxidize sa hangin
2 Optoelectronic na mga katangian
★ Unfilled 4f sublayer, kung saan ang 4f electron ay pinangangalagaan ng mga panlabas na electron, na nagreresulta sa iba't ibang spectral terms at energy level
Kapag lumipat ang 4f electron, maaari silang sumipsip o naglalabas ng radiation ng iba't ibang wavelength mula sa ultraviolet, na nakikita ng mga infrared na rehiyon, na ginagawang angkop ang mga ito bilang mga luminescent na materyales
★ Magandang conductivity, may kakayahang maghanda ng mga rare earth metal sa pamamagitan ng electrolysis method
Ang Papel ng 4f Electron ng Rare Earth Elements sa Bagong Materyal
1.Materials na gumagamit ng 4f electronic features
★ 4f electron spin arrangement:ipinakikita bilang malakas na magnetism - angkop para sa paggamit bilang permanenteng magnet na materyales, MRI imaging materials, magnetic sensors, superconductor, atbp
★ 4f orbital electron transition: ipinapakita bilang mga katangian ng luminescent – angkop para sa paggamit bilang mga luminescent na materyales tulad ng mga phosphor, infrared laser, fiber amplifier, atbp
Mga electronic transition sa 4f energy level guide band: ipinapakita bilang mga katangian ng pangkulay – angkop para sa pangkulay at decolorization ng mga bahagi ng hot spot, pigment, ceramic oils, salamin, atbp
Ang 2 ay hindi direktang nauugnay sa 4f electron, gamit ang Ionic radius, singil at mga katangian ng kemikal
★ Mga katangiang nuklear:
Maliit na thermal neutron Absorption cross section – angkop para gamitin bilang mga istrukturang materyales ng mga nuclear reactor, atbp
Malaking neutron Absorption cross section – angkop para sa mga shielding material ng nuclear reactors, atbp
★ Rare earth Ionic radius, charge, pisikal at kemikal na katangian:
Mga depekto sa sala-sala, katulad na Ionic radius, mga katangian ng kemikal, iba't ibang singil – angkop para sa pagpainit, catalyst, sensing element, atbp
Structural specificity – angkop para sa paggamit bilang hydrogen storage alloy cathode materials, microwave absorption materials, atbp
Electro optical at dielectric properties – angkop para gamitin bilang light modulation materials, transparent ceramics, atbp
Oras ng post: Hul-06-2023