稀土的用途和功能
1.磁性材料
稀土元素可以用于制造高性能磁体,如永磁体和磁记录材料。稀土磁体具有较高的磁能积和矫顽力,广泛应用于电机、发电机、传感器、磁盘驱动器等领域。
2.光学材料
稀土元素可以用于制造光学玻璃和陶瓷材料。稀土材料具有特殊的光学性质,如荧光、吸收和发射特定波长的光线。它们被广泛应用于激光器、荧光体、光纤通信等领域。
3.催化剂
稀土元素可以用作催化剂,促进化学反应的进行。稀土催化剂在石油加工、化学合成、环境保护等领域有重要应用。它们可以提高反应速率、选择性和产率。
4.电子材料
稀土元素可以用于制造电子材料,如电子器件、电子陶瓷和电子薄膜。稀土材料具有良好的导电性、磁性和光学性质,被广泛应用于电子行业。
5.生物医药
稀土元素在生物医药领域有重要的应用,如荧光探针、造影剂和药物。稀土荧光探针可以用于细胞成像和分析,稀土造影剂可以用于医学影像学,稀土药物可以用于治疗某些疾病。
稀土在许多领域都发挥着重要的作用,它们的特殊性质使得它们具有广泛的应用前景。
相关问答拓展:
硒土的用途?
1、军事方面
稀土有工业“黄金”之称,由于其具有优良的光电磁等物理特性,能与其他材料组成性能各异、品种繁多的新型材料,其最显著的功能就是大幅度提高其他产品的质量和性能。比如大幅度提高用于制造坦克、飞机、导弹的钢材、铝合金、镁合金、钛合金的战术性能。
而且,稀土同样是电子、激光、核工业、超导等诸多高科技的润滑剂。稀土科技一旦用于军事,必然带来军事科技的跃升。从一定意义上说,美军在冷战后几次局部战争中压倒性控制,正缘于稀土科技领域的超人一等。
2、冶金工业
稀土金属或氟化物、硅化物加入钢中,能起到精炼、脱硫、中和低熔点有害杂质的作用,并可以改善钢的加工性能;稀土硅铁合金、稀土硅镁合金作为球化剂生产稀土球墨铸铁,由于这种球墨铸铁特别适用于生产有特殊要求的复杂球铁件,被广泛用于汽车、拖拉机、柴油机等机械制造业;稀土金属添加至镁、铝、铜、锌、镍等有色合金中,可以改善合金的物理化学性能,并提高合金室温及高温机械性能。
3、石油化工
用稀土制成的分子筛催化剂,具有活性高、选择性好、抗重金属中毒能力强的优点,因而取代了硅酸铝催化剂用于石油催化裂化过程;
在合成氨生产过程中,用少量的硝酸稀土为助催化剂,其处理气量比镍铝催化剂大1.5倍;在合成顺丁橡胶和异戊橡胶过程中,采用环烷酸稀土-三异丁基铝型催化剂,所获得的产品性能优良,具有设备挂胶少,运转稳定,后处理工序短等优点;复合稀土氧化物还可以用作内燃机尾气净化催化剂,环烷酸铈还可用作油漆催干剂等。
4、玻璃陶瓷
主要包括一下几个方面:超导陶瓷、压电陶瓷、导电陶瓷、介电陶瓷及敏感陶瓷等。
稀土氧化物或经过加工处理的稀土精矿,可作为抛光粉广泛用于光学玻璃、眼镜片、显像管、示波管、平板玻璃、塑料及金属餐具的抛光;在熔制玻璃过程中,可利用二氧化铈对铁有很强的氧化作用,降低玻璃中的铁含量,以达到脱除玻璃中绿色的目的;
添加稀土氧化物可以制得不同用途的光学玻璃和特种玻璃,其中包括能通过红外线、吸收紫外线的玻璃、耐酸及耐热的玻璃、防X-射线的玻璃等;在陶釉和瓷釉中添加稀土,可以减轻釉的碎裂性,并能使制品呈现不同的颜色和光泽,被广泛用于陶瓷工业。
5、农业方面
研究结果表明,稀土元素可以提高植物的叶绿素含量,增强光合作用,促进根系发育,增加根系对养分吸收。稀土还能促进种子萌发,提高种子发芽率,促进幼苗生长。除了以上主要作用外,还具有使某些作物增强抗病、抗寒、抗旱的能力。
我国在稀土元素资源的开发和利用上的成就?我国在矿产资源的开发利用过程中的浪费十分惊人,平均回收率为30-50%,比发达国家低20%左右。下面举两个例子。稀土元素是现代高科技所必需的,从航空到核能,都离不开稀土元素。我国是的稀土产量是世界第一,约占世界总量的60%,但是由于我国的分离稀土的技术、设备落后,成本高、而且只能分离出一部分。于是我国只能出口廉价的矿石给日本、美国,却要以高昂的价价格从他们那买回来必需的稀土元素。我国一年进口的稀土元素所花的钱甚至比出口稀土矿石所得到的钱还要多。目前稀土元素的应用蓬勃发展,已扩展到科学技术的各个方面,尤其现代一些新型功能性材料的研制和应用,稀土元素已成为不可缺少的原料。1、稀土元素在传统产业领域中应用——农业领域:目前发展有稀土农学、稀土土壤学、稀土植物生理学、稀土卫生毒理学和稀土微量分析学等学科。稀土作为植物的生长、生理调节剂,对农作物具有增产、改善品质和抗逆性三大特征;同时稀土属低毒物质,对人畜无害,对环境无污染;合理使用稀土,可使农作物增强抗旱、抗涝和抗倒伏能力。当前我国农田施用稀土面积达5000—7000万亩/年,为国家增产粮、棉、豆、油、糖等6—8亿公斤,直接经济效益为10—15亿元,年消费稀土1100—1200吨。——冶金工业领域:稀土在冶金工业中应用量很大,约占稀土总用量的1/3。稀土元素容易与氧和硫生成高熔点且在高温下塑性很小的氧化物、硫化物以及硫氧化合物等,钢水中加入稀土,可起脱硫脱氧改变夹杂物形态作用,改善钢的常、低温韧性、断裂性、减少某些钢的热脆性并能改善加热工性和焊接件的牢固性。稀土在铸铁中作为石墨球化剂、形核剂核对有害元素的控制剂,提高铸件质量,对铸件的机械性能有很大改善,主要用于钢锭模、轧锟、铸管和异型件四个方面。在有色合金方面应用,对以有色金属为基的各种合金都有良好的作用,改善合金的物理和机械性能。应用最多的使铝、镁、铜三个系列。——石油化工领域:稀土用于石油裂化工业中的稀土分子筛裂化催化剂,特点是活性高、选择性好、汽油的生产率高。稀土在这方面的用量很大。——玻璃工业领域:稀土在玻璃工业中有三个应用:玻璃着色、玻璃脱色和制备特种性能的玻璃。用于玻璃着色的稀土氧化物有钕(粉红色并带有紫色光泽)、镨玻璃为绿色(制造滤光片)等;二氧化铈可将玻璃中呈黄绿色的二价铁氧化为三价而脱色,避免了过去使用砷氧化物的毒性,还可以加入氧化钕进行物理脱色;稀土特种玻璃如铈玻璃(防辐射玻璃)、镧玻璃(光学玻璃)。——陶瓷工业领域:稀土可以加入陶瓷和瓷釉之中,减少釉和破裂并使其具有光泽。稀土更主要用做陶瓷的颜料,由于稀土元素有未充满的4f电子,可以吸收或发射从紫外、可见到红外光区不同波长的光,发射每种光区的范围小,导致陶瓷的颜色更柔和、纯正,色调新颖,光洁度好。如***、紫罗兰色、绿色、桃红色、橙色、棕色、黑色等。稀土氧化物可以制造耐高温透明陶瓷(应用于激光等领域)、耐高温坩埚(冶金)。——电光源工业领域:稀土作为荧光灯的发光材料,是节能性的光源,特点是光效好、光色好、寿命长。比白炽灯可节电75—80%。2、稀土元素在高新技术产业中应用——显示器的发光材料:稀土元素中钇、铕是红色荧光粉的主要原料,广泛应用于彩色电视机、计算机及各种显示器。目前,我国年产彩电红粉300—400吨,计算机显示器红粉50—100吨,以满足国产3500万支彩显管和近百万支显示器的需求。——磁性材料:钕、钐、镨、镝等是制造现代超级永磁材料的主要原料,其磁性高出普通永磁材料4—10倍,广泛应用于电视机、电声、医疗设备、磁悬浮列车及军事工业等高新技术领域。据专家预测,本世纪末此类材料产值将达到35亿美元。我市南开大学研究开发出拥有自主知识产权的钕铁硼永磁材料就属此类,现正与肯达集团合作进行产业化。——储氢材料:稀土与过渡元素的金属间化合物MMNi5(MM为混合稀土金属)和LaNi5是优良的吸氢材料,被称为氢海绵。其最为成功的应用是制造二次电池——金属氢化物电池,即镍氢电池。其等体积充电容量是目前广泛使用的镍镉电池的2倍,充放电循环寿命和输出电压与镍镉电池一样,但没有了镉污染。我市南开大学在储氢材料研究开发上有很大优势,通过863项目,和平海湾公司已开始了镍氢电池产业化工作。——激光材料:稀土离子是固体激光材料和无机液体激光材料的最主要的激活剂,其中以掺Nd3+的激光材料研究得最多,除钇铝石榴石(YAG)、铝酸钇(YAP)玻璃等基质外,高稀土浓度激光材料可能称为特殊应用的材料。——精密陶瓷:氧化钇部分稳定的氧化镐是性能十分优异的结构陶瓷,可制作各种特殊用途的刀剪;可以制作汽车发动机,因其具有高导热、低膨胀系数、热稳定性能好、在1650℃下工作强度不降低,导致发动机马力大、省燃料等优点。——催化剂:稀土除用于制造石油裂化催化剂外,广泛应用于很多化学反应,如稀土氧化物LaO3、Nd2O3和Sm2O3用于环己烷脱氢制苯,用LnCoO3代替铂催化氧化氨制硝酸。并在合成异戊橡胶、顺丁橡胶的生产中作为催化剂。汽车尾气需要将CH、CO氧化,对NOX进行还原处理,以解决目前城市空气污染问题。稀土元素是汽车尾气净化催化剂的主要原料。我市化工研究院在这方面有很强的优势,可推动形成一个汽车尾气净化器产品。——高温超导材料:近几年研究表明,许多单一稀土氧化物及其某些混合稀土氧化物是高温超导材料的重要原料。一旦高温超导材料进入实用,整个世界将起翻天覆地的变化。目前,我国在稀土超导材料的成材研究方面取得了有意义的突破。稀土在军事上有哪些用途?石油化工:用稀土制成的分子筛催化剂,具有活性高、选择性好、抗重金属中毒能力强的优点;
在合成氨生产过程中,用少量的硝酸稀土为助催化剂,其处理气量比镍铝催化剂大1.5倍;
在合成顺丁橡胶和异戊橡胶过程中,采用环烷酸稀土-三异丁基铝型催化剂,所获得的产品性能优良,具有设备挂胶少,运转稳定,后处理工序短等优点;
复合稀土氧化物还可以用作内燃机尾气净化催化剂,环烷酸铈还可用作油漆催干剂等。
冶金工业:稀土金属或氟化物、
硅化物
加入钢中,能起到精炼、脱硫、中和低熔点有害杂质
的作用,并可以改善钢的加工性能。稀土硅铁合金、稀土硅镁合金作为球化剂生产稀土球墨铸铁,由于这种球墨铸铁特别适用于生产有特殊要求的复杂球铁件,被广泛用于汽车、拖拉机、柴油机等机械制造业。
添至镁、铝、铜、锌、镍等有色合金中,改善合金物理化学性能,提高合金室温及高温机械性能。
玻璃陶瓷主要包括:超导陶瓷、压电陶瓷、导电陶瓷、介电陶瓷及敏感陶瓷等。
稀土氧化物或经过加工处理的稀土精矿,可作为抛光粉广泛用于光学玻璃、眼镜片、显像管、示波管、平板玻璃、塑料及金属餐具的抛光。
在熔制玻璃过程中,可利用二氧化铈对铁有很强的氧化作用,降低玻璃中的铁含量,以达到脱除玻璃中绿色的目的。
添加稀土氧化物可以制得不同用途的光学玻璃和特种玻璃,其中包括能通过红外线、吸收紫外线的玻璃、耐酸及耐热的玻璃、防X-射线的玻璃等。
在陶釉和瓷釉中添加稀土,可以减轻釉的碎裂性,并能使制品呈现不同的颜色和光泽,被广泛用于陶瓷工业。
浙江大学陈昂等,采用常规功能陶瓷的制备方法,YBa2Cu3O7-x和铁电陶瓷BaTiO3复合,获得了铁电性与超导性共存的YBa2Cu3O7-x-BaTiO3系复合功能陶瓷,其电导特性符合三维导电行为,并当YBa2Cu3O7-x含量较高时呈超导性。
华中理工大学周东祥等的研究指出,LaCoO3-SrCoO3系和LaCrO3-SrCrO3系复合功能陶瓷,可用作磁流体电机的电极材料和气敏材料
而在NTC热敏复合材料NiMn2O4-LaCrO3陶瓷中,新化合物LaMnO3导电相决定着陶瓷的主要性质。
西安交通大学的邹秦等通过用稀土离子Y3+、La3+对(Sr,Ca)TiO3掺杂,省去了原有的用碱金属离子(Nb5+、Ta5+)涂覆并进行热扩散的工艺,制得的陶瓷材料致密度高、工艺性能良好,保持电阻率低(ρ为10-2Ω/cm量级)、非线性高(非线性系数α>10)的介电-压敏复合功能特性。
智能陶瓷是指具有自诊断、自调整、自恢复、自转换等特点的一类功能陶瓷。
在锆钛酸铅(PZT)陶瓷中添加稀土镧而获得的锆钛酸铅镧(PLZT)陶瓷,不但是一种优良的电光陶瓷,而且因其具有形状记忆功能,即体现出形状自我恢复的自调谐机制,故也是一种智能陶瓷。智能陶瓷材料概念的提出,倡导了一种研制和设计陶瓷材料的新理念,对拓宽稀土在近代功能陶瓷中应用极为有利。近年的研究还表明,稀土在生物陶瓷、抗菌陶瓷等新型陶瓷材料中也有着独特的作用。由于稀土元素可与银、锌、铜等过渡元素协同增效,开发的稀土复合磷酸盐抗菌可使陶瓷表面产生大量的羟基自由基,从而增强了陶瓷的抗菌性能。
稀土陶瓷颜料主要是指五种色相的组合着色锆英石基稀土陶瓷颜料。
它可用作彩釉砖、外墙砖、地砖等建筑陶瓷的装饰材料,尤其适用于卫生洁具陶瓷制品的彩饰,还可用作瓷器釉上彩、釉中彩和釉下彩的色基。
组合着色锆英石基稀土陶瓷颜料,是以二氧化锆、二氧化硅为基质材料,以过渡元素和稀土元素为组合着色剂,添加少量矿化剂,经高温900~1150℃固相反应合成。
其主要技术指标如下:色相有红、黄、蓝、绿和灰,稳定性小于或等于1280℃最高可达1300℃),适应气氛为氧化焰,颗粒直径小于15μm的不少于92%,大于30μm者为零新材料
稀土钴及钕铁硼永磁材料,具有高剩磁、高矫顽力和高磁能积,被广泛
稀土永磁微电机用于电子及航天工业纯稀土氧化物和三氧化二铁化合而成的石榴石型铁氧体单晶及多晶,可用于微波与电子工业
用高纯氧化钕制作的钇铝石榴石和钕玻璃,可作为固体激光材料
稀土六硼化物可用于制作电子发射的阴极材料;镧镍金属是70年代新发展起来的贮氢材料;铬酸镧是高温热电材料
当前世界各国采用钡钇铜氧元素改进的钡基氧化物制作的超导材料,可在
液氮
温区获得超导体,使超导材料的研制取得了突破性进展。稀土用于照明光源,投影电视荧光粉、增感屏荧光粉、三基色荧光粉、复印灯粉
在轻纺工业中,稀土氯化物还广泛用于鞣制毛皮、皮毛染色、毛线染色及地毯染色等方面。
农业方面:稀土元素可以提高植物的叶绿素含量,增强光合作用,促进根系发育,增加根系对养分吸收。向田间作物施用微量的硝酸稀土,可使其产量增加5~10%。
稀土还能促进种子萌发,提高种子发芽率,促进幼苗生长。
除了以上主要作用外,还具有使某些作物增强抗病、抗寒、抗旱的能力。
大量研究表明,使用适当浓度稀土元素能促进植物对养分的吸收、转化和利用。
军事方面:稀土具有优良的光电磁等物理特性,能与其他材料组成性能各异、品种繁多的新型材料,其最显著的功能就是大幅度提高其他产品的质量和性能。
比如大幅度提高用于制造坦克、飞机、导弹的钢材、铝合金、镁合金、钛合金的战术性能。
稀土同样是电子、激光、核工业、超导等诸多高科技的润滑剂。
稀土科技一旦用于军事,必然带来军事科技的跃升。从一定意义上说,美军在冷战后几次局部战争中压倒性控制,正缘于稀土科技领域的超人一等。
稀土用于肉羊有什么作用呢?稀土已被广泛应用于国防工业、冶金、机械、电子、石油、化工、玻璃、陶瓷、纺织、皮革、农牧养殖等各传统方面领域,在社会生活中几乎随处可见。
作为改性添加元素在钢铁和有色金属中加入极少量稀土就能明显改善金属材料性能,提高钢材的强度及耐磨性和抗腐蚀性能力。
比如大幅度提高用于制造坦克、飞机、导弹的钢材、铝合金、镁合金、钛合金的战术性能。
而且,稀土同样是电子、激光、核工业、超导等诸多高科技的润滑剂。
稀土科技一旦用于军事,必然带来军事科技的跃升。
从一定意义上说,美军在冷战后几次局部战争中压倒性控制,得益于稀土科技领域的技术。扩展资料稀土产业在国际有话语权全世界绝大部分稀土依赖中国,美国也不例外。
美国政府问责局曾发布一份报告,其中提到:“如果中国禁运稀土材料,那么中国之外的几乎所有汽车、计算机、智能手机和飞机装配线都可能被关闭,依赖稀土的美国和北约武器系统也将如此。”
18年美国政府曾宣布对中国稀土征收进口关税,但随后收回了这项决定。
另外,从近期美国向中国加征关税的情况看,稀土并未进入美国2000亿美元的关税清单,而后续宣布的3000亿美元征收清单中,也没有稀土。
对此,俄罗斯卫星通讯社称,“可见美国对中国的战略资源有依赖”。
路透社援引专家的话称,稀土材料对美国工业和国防至关重要,短期内没有替代品,如若加征关税美方将承受更大苦痛。
“美国在对中国商品征收关税的名单中没有稀土,说明美国很需要中国的稀土,而这种资源的可替代性极低。
目前美国是中国的第二大稀土出口国,美国占中国出口的20%。”
中国稀土行业协会副秘书长陈占恒说。
锎和铝的区别与用途?锎(Cf)和铝(Al)是两种化学元素,它们在化学性质、物理性质和用途方面存在显著的区别。
1.化学性质:
-锎:锎是一种放射性元素,位于周期表的锕系。它的化学性质与其他锕系元素类似,具有较高的电子亲和能和离子电子吸引力。锎的化合物有较强的氧化性和放射性,通常以+3价存在。
-铝:铝是一种典型的金属元素,具有较高的电导率和热导率。它在常温下相对稳定,并且可以方便地与其他元素形成化合物。铝以+3价存在广泛使用。
2.物理性质:
-锎:锎是一种坚硬、银白色的金属,具有高密度和较高的熔点。它是人造元素,主要通过核反应合成。锎是一种重元素,并且具有辐射性。
-铝:铝是一种轻质金属,具有较低的密度和相对较低的熔点。它是地壳中丰富的元素之一。铝具有良好的导电性和导热性,同时也具有良好的耐腐蚀性和可塑性。
3.用途:
-锎:由于其放射性质和稀缺性,锎的应用非常有限。它主要用于科学研究、核能领域和放射性同位素的制备。
-铝:铝广泛应用于许多领域,包括建筑、航空航天、汽车工业、包装材料等。由于其低密度和良好的可塑性,铝被用于制造轻型结构和工件,同时也用于电线、食品罐、饮料罐、航空器部件等。
总结起来,锎是一种放射性元素,用途有限,主要用于科学研究和核能领域。而铝是一种轻质金属,被广泛应用于各种行业,其用途包括建筑、航空航天、汽车工业、包装材料等。
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