ALa metáfora común es que si el petróleo es la sangre de la industria, entonces la tierra rara es la vitamina de la industria.
Tierras raras es la abreviatura de un grupo de metales. Los elementos de tierras raras (REE) se han descubierto uno tras otro desde finales del siglo XVIII. Existen 17 tipos de REE, incluyendo 15 lantánidos en la tabla periódica de elementos químicos: lantano (La), cerio (Ce), praseodimio (Pr), neodimio (Nd), prometio (Pm), etc. Actualmente, se utilizan ampliamente en diversos campos, como la electrónica, la petroquímica y la metalurgia. Casi cada 3 a 5 años, los científicos descubren nuevos usos para las tierras raras, y una de cada seis invenciones no puede separarse de ellas.
China es rica en tierras raras, ocupando el primer lugar en tres mundos: en reservas de recursos, con aproximadamente el 23%; en producción, con entre el 80% y el 90% de las tierras raras del mundo; y en volumen de ventas, con entre el 60% y el 70% de las tierras raras exportadas. Al mismo tiempo, China es el único país que puede suministrar los 17 tipos de tierras raras, especialmente tierras raras medianas y pesadas, con un destacado uso militar. La cuota de mercado de China es envidiable.
RLa tierra es un valioso recurso estratégico, conocido como "glutamato monosódico industrial" y "madre de nuevos materiales", y se utiliza ampliamente en la ciencia y la tecnología de vanguardia, así como en la industria militar. Según el Ministerio de Industria y Tecnología de la Información, materiales funcionales como los imanes permanentes de tierras raras, la luminiscencia, el almacenamiento de hidrógeno y la catálisis se han convertido en materias primas indispensables para industrias de alta tecnología como la fabricación de equipos avanzados, las nuevas energías y las industrias emergentes. También se utiliza ampliamente en electrónica, petroquímica, metalurgia, maquinaria, nuevas energías, industria ligera, protección ambiental, agricultura, etc.
Ya en 1983, Japón introdujo un sistema de reserva estratégica de minerales raros, y el 83% de sus tierras raras nacionales procedían de China.
Consideremos de nuevo a Estados Unidos: sus reservas de tierras raras son solo superadas por las de China, pero todas son tierras raras ligeras, que se dividen en tierras raras pesadas y tierras raras ligeras. Las tierras raras pesadas son muy caras, y la extracción de tierras raras ligeras resulta poco rentable, lo que ha sido convertido en tierras raras falsas por la industria. El 80 % de las importaciones estadounidenses de tierras raras proviene de China.
El camarada Deng Xiaoping dijo una vez: «Hay petróleo en Oriente Medio y tierras raras en China». La implicación de sus palabras es evidente. Las tierras raras no solo son el "glutamato monosódico" necesario para una quinta parte de los productos de alta tecnología del mundo, sino también una poderosa moneda de cambio para China en la mesa de negociaciones mundiales en el futuro. Proteger y utilizar científicamente los recursos de tierras raras se ha convertido en una estrategia nacional reclamada por muchas personas con nobles ideales en los últimos años para evitar que los valiosos recursos de tierras raras se vendan y exporten a ciegas a países occidentales. En 1992, Deng Xiaoping declaró claramente la posición de China como un gran país en tierras raras.
Lista de usos de 17 tierras raras
1 El lantano se utiliza en materiales de aleación y películas agrícolas.
El cerio se utiliza ampliamente en el vidrio de los automóviles.
3. El praseodimio se utiliza ampliamente en pigmentos cerámicos.
El neodimio se utiliza ampliamente en materiales aeroespaciales.
5 platillos proporcionan energía auxiliar para los satélites
Aplicación del 6-samario en reactores de energía atómica
7 fabricación de europio de lentes y pantallas de cristal líquido
Gadolinio 8 para resonancia magnética médica
El terbio 9 se utiliza en el regulador del ala de la aeronave.
El erbio 10 se utiliza en telémetros láser en asuntos militares.
11 El disprosio se utiliza como fuente de iluminación para películas e impresiones.
El holmio 12 se utiliza para fabricar dispositivos de comunicación óptica.
El 13 tulio se utiliza para el diagnóstico clínico y el tratamiento de tumores.
14 aditivos de iterbio para elementos de memoria de computadora
Aplicación del lutecio 15 en la tecnología de baterías energéticas
El 16 itrio se utiliza para fabricar cables y componentes de fuerza para aeronaves.
El escandio se utiliza a menudo para hacer aleaciones.
Los detalles son los siguientes:
1
Lantano (LA)
En la Guerra del Golfo, el dispositivo de visión nocturna con un elemento de tierra rara, el lantano, se convirtió en la principal fuente de munición de los tanques estadounidenses. La imagen de arriba muestra polvo de cloruro de lantano.（Mapa de datos)
El lantano se usa ampliamente en materiales piezoeléctricos, materiales electrotérmicos, materiales termoeléctricos, materiales magnetorresistivos, materiales luminiscentes (polvo azul), materiales de almacenamiento de hidrógeno, vidrio óptico, materiales láser, varios materiales de aleación, etc. El lantano también se usa en catalizadores para la preparación de muchos productos químicos orgánicos. Los científicos han llamado al lantano "super calcio" por su efecto en los cultivos.
2
Cerio (CE)
El cerio se puede utilizar como catalizador, electrodo de arco y vidrio especial. La aleación de cerio es resistente a altas temperaturas y se puede utilizar para fabricar piezas de propulsión a chorro.（Mapa de datos)
(1) El cerio, como aditivo para el vidrio, absorbe los rayos ultravioleta e infrarrojos y se ha utilizado ampliamente en el vidrio de automóviles. No solo previene los rayos ultravioleta, sino que también reduce la temperatura interior del vehículo, ahorrando electricidad para el aire acondicionado. Desde 1997, se ha añadido ceria a todos los vidrios de automóviles en Japón. En 1996, se utilizaron al menos 2000 toneladas de ceria en vidrio para automóviles, y más de 1000 toneladas en Estados Unidos.
(2) Actualmente, el cerio se utiliza en catalizadores de purificación de gases de escape de automóviles, lo que puede prevenir eficazmente la emisión de grandes cantidades de gases de escape a la atmósfera. El consumo de cerio en Estados Unidos representa un tercio del consumo total de tierras raras.
(3) El sulfuro de cerio puede utilizarse en pigmentos en lugar de plomo, cadmio y otros metales perjudiciales para el medio ambiente y los seres humanos. Se puede utilizar para colorear plásticos, recubrimientos, tintas y papel. Actualmente, la empresa líder es la francesa Rhone Planck.
(4) CE: El sistema láser LiSAF es un láser de estado sólido desarrollado en Estados Unidos. Puede utilizarse para detectar armas biológicas y medicamentos mediante el monitoreo de la concentración de triptófano. El cerio se utiliza ampliamente en diversos campos. Casi todas las aplicaciones de tierras raras contienen cerio, como polvo de pulido, materiales de almacenamiento de hidrógeno, materiales termoeléctricos, electrodos de tungsteno y cerio, condensadores cerámicos, cerámicas piezoeléctricas, abrasivos de carburo de silicio y cerio, materias primas para celdas de combustible, catalizadores de gasolina, algunos materiales magnéticos permanentes, diversos aceros aleados y metales no ferrosos.
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Praseodimio (PR)
Aleación de neodimio y praseodimio
(1) El praseodimio se utiliza ampliamente en cerámica de construcción y de uso diario. Se puede mezclar con esmalte cerámico para obtener esmalte de color y también como pigmento bajo cubierta. El pigmento es de color amarillo claro, puro y elegante.
(2) Se utiliza para fabricar imanes permanentes. Al usar praseodimio y neodimio metálicos baratos en lugar de neodimio metálico puro para fabricar material de imán permanente, su resistencia al oxígeno y sus propiedades mecánicas se mejoran obviamente, y se puede procesar en imanes de varias formas. Se usa ampliamente en varios dispositivos electrónicos y motores.
(3) Se utiliza en el craqueo catalítico de petróleo. La actividad, selectividad y estabilidad del catalizador se pueden mejorar añadiendo praseodimio y neodimio enriquecidos en un tamiz molecular de zeolita Y para preparar el catalizador de craqueo de petróleo. China comenzó a ponerlo en uso industrial en la década de 1970 y el consumo está aumentando.
(4) El praseodimio también se puede utilizar para pulido abrasivo. Además, el praseodimio se usa ampliamente en el campo de la fibra óptica.
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Neodimio (nd)
¿Por qué se puede encontrar primero el tanque M1? El tanque está equipado con un telémetro láser Nd: YAG, que puede alcanzar un alcance de casi 4000 metros a plena luz del día.（Mapa de datos)
Con la aparición del praseodimio, surgió el neodimio. Su llegada activó el campo de las tierras raras, desempeñó un papel importante en dicho campo e influyó en su mercado.
El neodimio se ha convertido en un producto estrella del mercado durante muchos años gracias a su posición única en el campo de las tierras raras. El mayor consumidor de neodimio metálico es el imán permanente de NdFeB. La llegada de los imanes permanentes de NdFeB ha revitalizado el campo de la alta tecnología de las tierras raras. El imán de NdFeB es conocido como el rey de los imanes permanentes debido a su alta energía magnética. Se utiliza ampliamente en electrónica, maquinaria y otras industrias por su excelente rendimiento. El exitoso desarrollo del Espectrómetro Magnético Alfa indica que las propiedades magnéticas de los imanes de NdFeB en China han alcanzado un nivel de clase mundial. El neodimio también se utiliza en materiales no ferrosos. Añadir entre un 1,5 % y un 2,5 % de neodimio a aleaciones de magnesio o aluminio puede mejorar el rendimiento a altas temperaturas, la hermeticidad y la resistencia a la corrosión de la aleación. Se utiliza ampliamente en materiales aeroespaciales. Además, el granate de itrio y aluminio dopado con neodimio produce un haz láser de onda corta, ampliamente utilizado en la soldadura y el corte de materiales delgados con espesores inferiores a 10 mm en la industria. En el ámbito médico, el láser Nd:YAG se utiliza para extirpar cirugías o desinfectar heridas en lugar del bisturí. El neodimio también se utiliza para colorear vidrio y materiales cerámicos, y como aditivo para productos de caucho.
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Trolio (Pm)
El tulio es un elemento radiactivo artificial producido por reactores nucleares (mapa de datos)
(1) Puede utilizarse como fuente de calor. Proporciona energía auxiliar para la detección de vacío y para satélites artificiales.
(2) El Pm147 emite rayos β de baja energía, que pueden utilizarse para fabricar baterías de platillos. Se utiliza como fuente de alimentación para instrumentos de guiado de misiles y relojes. Este tipo de batería es de pequeño tamaño y puede utilizarse de forma continua durante varios años. Además, el prometio también se utiliza en instrumentos portátiles de rayos X, la preparación de fósforo, la medición de espesores y lámparas de baliza.
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Samario (Sm)
Samario metálico (mapa de datos)
El Sm, de color amarillo claro, es la materia prima de los imanes permanentes de Sm-Co, y es el primer imán de tierras raras utilizado en la industria. Existen dos tipos de imanes permanentes: el sistema SmCo₄ y el sistema Sm₂Co₄. A principios de la década de 1970 se inventó el sistema SmCo₄, seguido del sistema Sm₂Co₄. Actualmente, la demanda de este último es prioritaria. La pureza del óxido de samario utilizado en los imanes de samario-cobalto no es necesariamente alta. Considerando su coste, se utiliza principalmente en aproximadamente el 95% de los productos. Además, el óxido de samario también se utiliza en condensadores y catalizadores cerámicos. Además, el samario posee propiedades nucleares, lo que permite su uso como material estructural, de blindaje y de control en reactores de energía atómica, permitiendo el uso seguro de la enorme energía generada por la fisión nuclear.
7
Europio (Eu)
Polvo de óxido de europio (mapa de datos)
El óxido de europio se utiliza principalmente para fósforos (mapa de datos)
En 1901, Eugene-Antole Demarcay descubrió un nuevo elemento derivado del samario, el europio. Probablemente su nombre proviene de la palabra "Europe". El óxido de europio se utiliza principalmente en polvos fluorescentes. El Eu₃₄ se utiliza como activador del fósforo rojo, y el Eu₂₄ como fósforo azul. Actualmente, el Y₂O₂S:Eu₃₄ es el fósforo con mejor eficiencia luminosa, estabilidad de recubrimiento y coste de reciclaje. Además, su uso se ha extendido gracias a las mejoras tecnológicas, como la mejora de la eficiencia luminosa y el contraste. En los últimos años, el óxido de europio también se ha utilizado como fósforo de emisión estimulada en nuevos sistemas de diagnóstico médico por rayos X. También se puede utilizar en la fabricación de lentes de color y filtros ópticos, así como en dispositivos de almacenamiento de burbujas magnéticas. Además, ha demostrado su potencial en materiales de control, materiales de blindaje y materiales estructurales de reactores atómicos.
8
Gadolinio (Gd)
El gadolinio y sus isótopos son los absorbentes de neutrones más eficaces y pueden utilizarse como inhibidores de reactores nucleares. (mapa de datos)
(1) Su complejo paramagnético soluble en agua puede mejorar la señal de imágenes de RMN del cuerpo humano en el tratamiento médico.
(2) Su óxido de azufre se puede utilizar como rejilla matriz del tubo del osciloscopio y como pantalla de rayos X con brillo especial.
(3) El gadolinio en granate de gadolinio y galio es un sustrato único ideal para la memoria de burbuja.
(4) Se puede utilizar como medio de refrigeración magnética sólida sin restricción del ciclo Camot.
(5) Se utiliza como inhibidor para controlar el nivel de reacción en cadena de las centrales nucleares para garantizar la seguridad de las reacciones nucleares.
(6) Se utiliza como aditivo del imán de cobalto samario para garantizar que el rendimiento no cambie con la temperatura.
9
Terbio (Tb)
Polvo de óxido de terbio (mapa de datos)
La aplicación del terbio involucra principalmente el campo de alta tecnología, que es un proyecto de vanguardia con gran intensidad de tecnología y conocimiento, así como un proyecto con notables beneficios económicos y con atractivas perspectivas de desarrollo.
(1) Los fósforos se utilizan como activadores de polvo verde en fósforos tricolores, como la matriz de fosfato activado con terbio, la matriz de silicato activado con terbio y la matriz de aluminato de cerio y magnesio activado con terbio, que emiten luz verde en el estado excitado.
(2) Materiales de almacenamiento magnetoóptico. En los últimos años, los materiales magnetoópticos de terbio han alcanzado la producción en masa. Los discos magnetoópticos de películas amorfas de Tb-Fe se utilizan como elementos de almacenamiento informático, lo que ha incrementado su capacidad de almacenamiento entre 10 y 15 veces.
(3) El vidrio magnetoóptico, el vidrio rotatorio Faraday con terbio, es el material clave para la fabricación de rotadores, aisladores y anuladores, ampliamente utilizados en la tecnología láser. En particular, el desarrollo del terfenol, un nuevo material descubierto en la década de 1970, ha abierto nuevas aplicaciones. La mitad de esta aleación está compuesta por terbio y disprosio, a veces con holmio, y el resto es hierro. Esta aleación fue desarrollada inicialmente por el Laboratorio Ames en Iowa, EE. UU. Cuando el terfenol se coloca en un campo magnético, su tamaño cambia más que el de los materiales magnéticos comunes, lo que permite movimientos mecánicos precisos. El terbio disprosio hierro se utilizó inicialmente principalmente en sonares y actualmente se ha utilizado ampliamente en diversos campos, desde sistemas de inyección de combustible, control de válvulas de líquido y microposicionamiento, hasta actuadores mecánicos, mecanismos y reguladores de alas para telescopios espaciales de aeronaves.
10
Dy (Dy)
Disprosio metálico (mapa de datos)
(1) Como aditivo para imanes permanentes de NdFeB, añadir entre un 2 % y un 3 % de disprosio puede mejorar su fuerza coercitiva. Anteriormente, la demanda de disprosio era baja, pero con el aumento de la demanda de imanes de NdFeB, se convirtió en un aditivo necesario, con una calidad de entre el 95 % y el 99,9 %, lo que también aumentó rápidamente.
(2) El disprosio se utiliza como activador del fósforo. El disprosio trivalente es un ion activador prometedor de materiales luminiscentes tricolores con un solo centro luminiscente. Consta principalmente de dos bandas de emisión: una de luz amarilla y otra de luz azul. Los materiales luminiscentes dopados con disprosio pueden utilizarse como fósforos tricolores.
(3) El disprosio es una materia prima metálica necesaria para preparar la aleación de terfenol en aleación magnetoestrictiva, que puede realizar algunas actividades precisas de movimiento mecánico. (4) El metal disprosio se puede utilizar como material de almacenamiento magnetoóptico con alta velocidad de grabación y sensibilidad de lectura.
(5) Utilizado en la preparación de lámparas de disprosio, la sustancia de trabajo utilizada en las lámparas de disprosio es el yoduro de disprosio, que tiene las ventajas de alto brillo, buen color, alta temperatura de color, tamaño pequeño, arco estable, etc., y se ha utilizado como fuente de iluminación para películas e impresión.
(6) El disprosio se utiliza para medir el espectro de energía de neutrones o como absorbedor de neutrones en la industria de la energía atómica debido a su gran área transversal de captura de neutrones.
El (7)Dy₃Al₃O₄ también puede utilizarse como sustancia de trabajo magnética para la refrigeración magnética. Con el desarrollo de la ciencia y la tecnología, las aplicaciones del disprosio se expandirán continuamente.
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Holmio (Ho)
Aleación de Ho-Fe (mapa de datos)
Actualmente, el campo de aplicación del hierro requiere un mayor desarrollo, y su consumo no es muy elevado. Recientemente, el Instituto de Investigación de Tierras Raras de Baotou Steel ha adoptado la tecnología de purificación por destilación a alta temperatura y alto vacío, desarrollando un metal de alta pureza Qin Ho/>RE > 99,9% con bajo contenido de impurezas no pertenecientes a tierras raras.
En la actualidad los principales usos de las cerraduras son:
(1) Como aditivo para lámparas halógenas de metal, las lámparas halógenas de metal son lámparas de descarga de gas desarrolladas a partir de lámparas de mercurio de alta presión. Su característica principal es que la bombilla está llena de diversos haluros de tierras raras. Actualmente, se utilizan principalmente yoduros de tierras raras, que emiten diferentes líneas espectrales al descargar gas. La sustancia activa utilizada en las lámparas de hierro es el yoduro de qi, lo que permite obtener una mayor concentración de átomos metálicos en la zona de arco, lo que mejora considerablemente la eficiencia de la radiación.
(2) El hierro se puede utilizar como aditivo para grabar hierro o granate de aluminio de mil millones.
(3) El granate de aluminio dopado con Khin (Ho:YAG) puede emitir láser de 2 µm, cuya tasa de absorción en los tejidos humanos es alta, casi tres órdenes de magnitud superior a la del Hd:YAG. Por lo tanto, el uso del láser Ho:YAG en cirugías médicas no solo mejora la eficiencia y precisión, sino que también reduce el área de daño térmico. El haz libre generado por el cristal de bloqueo puede eliminar la grasa sin generar calor excesivo. Para reducir el daño térmico en los tejidos sanos, se ha informado que el tratamiento con láser W para el glaucoma en Estados Unidos puede reducir el dolor de la cirugía. El nivel del cristal láser de 2 µm en China ha alcanzado un nivel internacional, por lo que es necesario desarrollar y producir este tipo de cristal láser.
(4) También se puede agregar una pequeña cantidad de Cr a la aleación magnetoestrictiva Terfenol-D para reducir el campo externo requerido para la magnetización de saturación.
(5) Además, la fibra dopada con hierro se puede utilizar para fabricar láseres de fibra, amplificadores de fibra, sensores de fibra y otros dispositivos de comunicación óptica, que desempeñarán un papel más importante en la rápida comunicación de fibra óptica actual.
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Erbio (ER)
Polvo de óxido de erbio (tabla informativa)
(1) La emisión de luz de Er3+ a 1550 nm es de especial importancia, ya que esta longitud de onda se encuentra en la zona de menor pérdida de la fibra óptica en la comunicación por fibra óptica. Tras ser excitado por luz de 980 nm y 1480 nm, el ion cebo (Er3+) pasa del estado fundamental 4115/2 al estado de alta energía 4I13/2. Cuando Er3+, en el estado de alta energía, regresa al estado fundamental, emite luz de 1550 nm. La fibra de cuarzo puede transmitir luz de diferentes longitudes de onda. Sin embargo, la tasa de atenuación óptica en la banda de 1550 nm es la más baja (0,15 dB/km), casi el límite inferior. Por lo tanto, la pérdida óptica en las comunicaciones por fibra óptica es mínima cuando se utiliza como señal luminosa a 1550 nm. De esta manera, si se mezcla la concentración adecuada de cebo en la matriz adecuada, el amplificador puede compensar la pérdida en el sistema de comunicación según el principio láser. Por lo tanto, en las redes de telecomunicaciones que necesitan amplificar la señal óptica de 1550 nm, el amplificador de fibra dopada con cebo es un dispositivo óptico esencial. Actualmente, se ha comercializado el amplificador de fibra de sílice dopada con cebo. Se informa que, para evitar la absorción innecesaria, la cantidad de dopado en la fibra óptica es de decenas a cientos de ppm. El rápido desarrollo de las comunicaciones por fibra óptica abrirá nuevos campos de aplicación.
(2) (2) Además, el cristal láser dopado con cebo y sus láseres de salida de 1730 nm y 1550 nm son seguros para el ojo humano, tienen buena transmisión atmosférica, gran capacidad de penetración del humo del campo de batalla, buena seguridad, son difíciles de detectar por el enemigo y tienen un gran contraste de radiación con los objetivos militares. Se ha convertido en un telémetro láser portátil seguro para el ojo humano en uso militar.
(3) (3) Se puede agregar Er3 + al vidrio para fabricar material láser de vidrio de tierras raras, que es el material láser sólido con la mayor energía de pulso de salida y la mayor potencia de salida.
(4) Er3 + también se puede utilizar como ion activo en materiales láser de conversión ascendente de tierras raras.
(5) (5) Además, el cebo también se puede utilizar para decolorar y colorear vidrios, copas y cristales.
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Tulio (TM)
Después de ser irradiado en un reactor nuclear, el tulio produce un isótopo que puede emitir rayos X, que pueden utilizarse como fuente portátil de rayos X.（Mapa de datos)
(1)TM Se utiliza como fuente de rayos de una máquina de rayos X portátil. Después de ser irradiado en un reactor nuclear,TMProduce un tipo de isótopo que puede emitir rayos X, lo que permite fabricar un irradiador de sangre portátil. Este tipo de radiómetro puede transformar el yu-169 en...TMBajo la acción de rayos X de alta y media intensidad, se irradia la sangre y disminuye los glóbulos blancos. Estos glóbulos blancos son los que causan el rechazo de órganos trasplantados, lo que reduce el rechazo prematuro.
(2) (2)TMTambién se puede utilizar en el diagnóstico clínico y el tratamiento de tumores debido a su alta afinidad por el tejido tumoral, la tierra rara pesada es más compatible que la tierra rara ligera, especialmente la afinidad de Yu es la mayor.
(3) (3) El sensibilizador de rayos X Laobr: br (azul) se utiliza como activador en el fósforo de la pantalla de sensibilización de rayos X para mejorar la sensibilidad óptica, reduciendo así la exposición y el daño de los rayos X a los seres humanos. La dosis de radiación es del 50%, lo que tiene un significado práctico importante en la aplicación médica.
(4) (4) La lámpara de halogenuros metálicos se puede utilizar como aditivo en una nueva fuente de iluminación.
(5) (5) Tm3 + se puede agregar al vidrio para fabricar material láser de vidrio de tierras raras, que es el material láser de estado sólido con el pulso de salida más grande y la mayor potencia de salida. Tm3 + también se puede utilizar como ion de activación de materiales láser de conversión ascendente de tierras raras.
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Iterbio (Yb)
Iterbio metálico (mapa de datos)
(1) Como material de revestimiento de protección térmica. Los resultados muestran que el espejo puede mejorar obviamente la resistencia a la corrosión del revestimiento de zinc electrodepositado y que el tamaño de grano del revestimiento con espejo es menor que el del revestimiento sin espejo.
(2) Como material magnetostrictivo. Este material tiene las características de magnetostricción gigante, es decir, expansión en el campo magnético. La aleación está compuesta principalmente de aleación de espejo/ferrita y aleación de disprosio/ferrita, y se agrega una cierta proporción de manganeso para producir magnetostricción gigante.
(3) Elemento de espejo utilizado para la medición de presión. Los experimentos demuestran que la sensibilidad del elemento de espejo es alta en el rango de presión calibrado, lo que abre un nuevo camino para su aplicación en la medición de presión.
(4) Rellenos a base de resina para cavidades de muelas en reemplazo de amalgamas de plata comúnmente utilizadas en el pasado.
(5) Académicos japoneses han completado con éxito la preparación de un láser de guía de ondas lineal con granate baht de vanadio dopado con espejo, lo cual es de gran importancia para el desarrollo futuro de la tecnología láser. Además, el espejo también se utiliza para activadores de polvo fluorescente, radiocerámicas, aditivos para elementos de memoria de computadoras (burbujas magnéticas), fundentes para fibra de vidrio y aditivos para vidrio óptico, entre otros.
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Lutecio (Lu)
Polvo de óxido de lutecio (mapa de datos)
Cristal de silicato de itrio lutecio (mapa de datos)
(1) Fabricar aleaciones especiales. Por ejemplo, la aleación de lutecio y aluminio puede utilizarse para el análisis por activación neutrónica.
(2) Los nucleidos de lutecio estables desempeñan un papel catalítico en el craqueo, la alquilación, la hidrogenación y la polimerización del petróleo.
(3) La adición de granate de itrio y hierro o de itrio y aluminio puede mejorar algunas propiedades.
(4) Materias primas del depósito de burbujas magnéticas.
(5) Un cristal funcional compuesto, el tetraborato de aluminio, itrio y neodimio dopado con lutecio, pertenece al campo técnico del crecimiento de cristales por enfriamiento de soluciones salinas. Experimentos demuestran que el cristal NYAB dopado con lutecio es superior al cristal NYAB en cuanto a uniformidad óptica y rendimiento láser.
(6) Se ha descubierto que el lutecio tiene aplicaciones potenciales en pantallas electrocrómicas y semiconductores moleculares de baja dimensión. Además, el lutecio también se utiliza en la tecnología de baterías de energía y como activador de fósforo.
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Itrio (y)
El itrio se usa ampliamente, el granate de itrio y aluminio se puede usar como material para láser, el granate de itrio y hierro se usa para tecnología de microondas y transferencia de energía acústica, y el vanadato de itrio dopado con europio y el óxido de itrio dopado con europio se usan como fósforos para televisores en color. (mapa de datos)
(1) Aditivos para acero y aleaciones no ferrosas. La aleación FeCr suele contener entre un 0,5 % y un 4 % de itrio, lo que mejora la resistencia a la oxidación y la ductilidad de estos aceros inoxidables. Las propiedades integrales de la aleación MB26 se mejoran notablemente añadiendo una cantidad adecuada de tierras raras mixtas ricas en itrio, que puede sustituir a algunas aleaciones de aluminio de resistencia media y utilizarse en componentes sometidos a tensión en aeronaves. Añadir una pequeña cantidad de tierras raras ricas en itrio a la aleación Al-Zr puede mejorar su conductividad. Esta aleación ha sido adoptada por la mayoría de las fábricas de alambre de China. Añadir itrio a la aleación de cobre mejora la conductividad y la resistencia mecánica.
(2) El material cerámico de nitruro de silicio que contiene 6% de itrio y 2% de aluminio se puede utilizar para desarrollar piezas de motor.
(3) El rayo láser Nd:Y:Al:Granate con una potencia de 400 vatios se utiliza para perforar, cortar y soldar componentes de grandes dimensiones.
(4) La pantalla del microscopio electrónico compuesta de monocristal de granate Y-Al tiene un alto brillo de fluorescencia, baja absorción de luz dispersa y buena resistencia a altas temperaturas y resistencia al desgaste mecánico.
(5) La aleación estructural con alto contenido de itrio que contiene 90 % de itrio se puede utilizar en la aviación y otros lugares que requieren baja densidad y alto punto de fusión.
(6) El material conductor de protones de alta temperatura SrZrO₃ dopado con itrio, que actualmente despierta gran interés, es fundamental para la producción de pilas de combustible, celdas electrolíticas y sensores de gas que requieren alta solubilidad en hidrógeno. Además, el itrio también se utiliza como material de pulverización de alta temperatura, diluyente para combustible de reactores atómicos, aditivo para materiales magnéticos permanentes y captador en la industria electrónica.
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Escandio (Sc)
Escandio metálico (mapa de datos)
En comparación con el itrio y los lantánidos, el escandio presenta un radio iónico particularmente pequeño y una alcalinidad de hidróxido particularmente baja. Por lo tanto, al mezclar escandio y tierras raras, el escandio precipita primero al tratarse con amoníaco (o álcali extremadamente diluido), por lo que puede separarse fácilmente de las tierras raras mediante el método de "precipitación fraccionada". Otro método consiste en utilizar la descomposición por polarización del nitrato para la separación. El nitrato de escandio es el más fácil de descomponer, logrando así el objetivo de la separación.
El Sc se puede obtener por electrólisis. El ScCl₃, el KCl y el LiCl se funden conjuntamente durante el refinado del escandio, y el zinc fundido se utiliza como cátodo para la electrólisis, de modo que el escandio precipita sobre el electrodo de zinc y, posteriormente, se evapora para obtenerlo. Además, el escandio se recupera fácilmente durante el procesamiento del mineral para producir uranio, torio y elementos lantánidos. La recuperación integral del escandio asociado a los minerales de tungsteno y estaño también es una de las fuentes importantes de escandio. El escandio es mprincipalmente en estado trivalente en el compuesto, que se oxida fácilmente en Sc2O3 en el aire y pierde su brillo metálico y se vuelve gris oscuro.
Los principales usos del escandio son:
(1) El escandio puede reaccionar con agua caliente para liberar hidrógeno y también es soluble en ácido, por lo que es un fuerte agente reductor.
(2) El óxido y el hidróxido de escandio son únicamente alcalinos, pero sus cenizas salinas difícilmente se hidrolizan. El cloruro de escandio es un cristal blanco, soluble en agua y delicuescente en el aire. (3) En la industria metalúrgica, el escandio se utiliza a menudo para fabricar aleaciones (aditivos de aleaciones) con el fin de mejorar la resistencia, la dureza, la resistencia térmica y el rendimiento de las aleaciones. Por ejemplo, añadir una pequeña cantidad de escandio al hierro fundido puede mejorar significativamente las propiedades del hierro fundido, mientras que añadir una pequeña cantidad de escandio al aluminio puede mejorar su resistencia y resistencia térmica.
(4) En la industria electrónica, el escandio se puede utilizar en diversos dispositivos semiconductores. Por ejemplo, la aplicación del sulfito de escandio en semiconductores ha atraído la atención nacional e internacional, y la ferrita que contiene escandio también es prometedora en...núcleos magnéticos de computadora.
(5) En la industria química, el compuesto de escandio se utiliza como agente de deshidrogenación y deshidratación de alcohol, que es un catalizador eficiente para la producción de etileno y cloro a partir de ácido clorhídrico residual.
(6) En la industria del vidrio se pueden fabricar vidrios especiales que contengan escandio.
(7) En la industria de fuentes de luz eléctrica, las lámparas de escandio y sodio hechas de escandio y sodio tienen las ventajas de alta eficiencia y color de luz positivo.
(8) El escandio existe en la naturaleza en forma de 45Sc. Además, existen nueve isótopos radiactivos de escandio: 40-44Sc y 46-49Sc. Entre ellos, el 46Sc, como trazador, se ha utilizado en la industria química, la metalurgia y la oceanografía. En medicina, hay investigadores extranjeros que estudian el uso del 46Sc para tratar el cáncer.
Hora de publicación: 04-jul-2022