Wat isseldsame aarde?
Mense het 'n geskiedenis van meer as 200 jaar sedert die ontdekking van seldsame aardes in 1794. Aangesien daar op daardie stadium min Seldsame-aarde-mineraal gevind is, kon slegs 'n klein hoeveelheid water-onoplosbare oksiede deur chemiese metode verkry word. Histories is sulke oksiede gewoonlik "aarde" genoem, vandaar die naam van seldsame aarde.
Trouens, Skaars-aarde-mineraal is nie skaars in die natuur nie. Skaars aarde is nie aarde nie, maar 'n tipiese metaalelement. Sy aktiewe tipe is slegs tweede na alkalimetale en aardalkalimetale. Hulle het meer inhoud in die kors as gewone koper, sink, tin, kobalt en nikkel.
Tans is skaars aardmeste wyd gebruik in verskeie velde soos elektronika, petrochemikalieë, metallurgie, ens. Byna elke 3-5 jaar kan wetenskaplikes nuwe gebruike vir skaars aardes ontdek, en uit elke ses uitvindings kan 'n mens nie doen nie sonder seldsame aardes.
China is ryk aan seldsame aardminerale en is eerste op drie wêreldranglys: reserwes, produksieskaal en uitvoervolume. Terselfdertyd is China ook die enigste land wat al 17 seldsame aardmetale, veral die medium- en swaar seldsame aardmetalen, van uiters prominente militêre toepassings kan voorsien.
Seldsame aarde element samestelling
Skaars aardelemente bestaan uit Lantanied-elemente in die periodieke tabel van chemiese elemente:lantaan(La),serium(Ce),praseodimium(Pr),neodymium(Nd), prometium (Pm),samarium(Sm),europium(Eu),gadolinium(God),terbium(Tb),dysprosium(Dy),holmium(Ho),erbium(Eh),thulium(Tm),ytterbium(Yb),lutetium(Lu), en twee elemente wat nou verwant is aan lantanied:skandium(Sc) enyttrium(Y).
Dit word genoemSkaars Aarde, afgekort as Rare Earth.
Klassifikasie van seldsame aardelemente
Geklassifiseer volgens die fisiese en chemiese eienskappe van elemente:
Ligte seldsame aarde elemente:skandium, yttrium, lantaan, cerium, praseodimium, neodymium, prometium, samarium, europium
Swaar seldsame aarde elemente:gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium, lutetium
Geklassifiseer volgens minerale eienskappe:
Serium groep:lantaan, cerium, praseodymium, neodymium, promethium, samarium, europium
Yttrium groep:gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium, lutetium, skandium, yttrium
Klassifikasie deur ekstraksieskeiding:
Ligte skaars aarde (P204 swak suur onttrekking): lantaan, serium, praseodimium, neodymium
Medium seldsame aarde (P204 lae suur-ekstraksie):samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium
Swaar seldsame aarde (suur-ekstraksie in P204):holmium, erbium, thulium, ytterbium, lutetium, yttrium
Eienskappe van seldsame aardelemente
Meer as 50 funksies van seldsame aardelemente hou verband met hul unieke 4f elektroniese struktuur, wat hulle wyd gebruik maak in beide tradisionele materiale en hoë-tegnologie nuwe materiaal velde.
4f elektron wentelbaan
1. Fisiese en chemiese eienskappe
★ Het duidelike metaaleienskappe; Dit is silwergrys, behalwe vir praseodymium en neodymium, lyk dit liggeel
★ Ryk oksied kleure
★ Vorm stabiele verbindings met nie-metale
★ Metaal lewendig
★ Maklik om in die lug te oksideer
2 Opto-elektroniese eienskappe
★ Ongevulde 4f-sublaag, waar 4f-elektrone deur buitenste elektrone afgeskerm word, wat verskeie spektrale terme en energievlakke tot gevolg het
Wanneer 4f elektrone oorgaan, kan hulle straling van verskillende golflengtes absorbeer of uitstraal vanaf ultraviolet, sigbaar tot infrarooi gebiede, wat hulle geskik maak as luminescerende materiale
★ Goeie geleidingsvermoë, in staat om skaars aardmetale deur middel van elektrolise metode te berei
Die rol van 4f-elektrone van seldsame aardelemente in nuwe materiale
1. Materiaal wat 4f elektroniese kenmerke gebruik
★ 4f elektronspinrangskikking:gemanifesteer as sterk magnetisme – geskik vir gebruik as permanente magneetmateriaal, MRI-beeldmateriaal, magnetiese sensors, supergeleiers, ens.
★ 4f orbitale elektronoorgang: gemanifesteer as luminescerende eienskappe – geskik vir gebruik as luminescerende materiale soos fosfors, infrarooi lasers, veselversterkers, ens.
Elektroniese oorgange in die 4f energievlakgidsband: gemanifesteer as kleureienskappe – geskik vir kleur en ontkleuring van warmkolkomponente, pigmente, keramiekolies, glas, ens.
2 is indirek verwant aan 4f-elektron, met behulp van Ioniese radius, lading en chemiese eienskappe
★ Kern eienskappe:
Klein termiese neutron Absorpsie deursnit – geskik vir gebruik as strukturele materiaal van kernreaktors, ens.
Groot neutron Absorpsie deursnit – geskik vir afskermmateriaal van kernreaktore, ens.
★ Skaars aarde Ioniese radius, lading, fisiese en chemiese eienskappe:
Roosterdefekte, soortgelyke Ioniese radius, chemiese eienskappe, verskillende ladings – geskik vir verhitting, katalisator, waarneemelement, ens.
Strukturele spesifisiteit – geskik vir gebruik as waterstofopbergingslegering katode materiale, mikrogolf absorpsie materiale, ens
Elektrooptiese en diëlektriese eienskappe – geskik vir gebruik as ligmodulasiemateriaal, deursigtige keramiek, ens
Postyd: Jul-06-2023