稀土元素-工業黃金

2020-12-03 中國數字科技館

本展項展示稀土元素在發光材料、磁鐵、工業、軍事等方面的應用,使觀眾了解稀土元素。

 ①什麼是稀土元素?

稀土元素是化學元素周期表中鑭系元素——鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、鉕(Pm)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)、鑥(Lu),以及與鑭系的15個元素密切相關的釔(Y)和鈧(Sc),共17種元素的統稱。

②家族特徵

l 原子結構相似,離子半徑相近

l 都是活潑金屬,在自然界密切共生

l 性質相似,常見化合物+3,其水合離子大多有顏色,易形成穩定的配合物

③「黃金」地位

稀土有「工業黃金」之稱,具有優良的光電磁等物理特性,能與其他材料組成性能各異、品類繁多的新型材料,其最顯著的功能就是大幅度提高其他產品的質量和性能。廣泛用於石油化工、冶金、電子、航天等領域,尤其是軍事技術方面,因此稀土是重要的戰略資源。

④它們在哪裡?

稀土元素可用於生產各類先進材料,如螢光材料、稀土金屬氫化物電池材料、電光源材料、永磁材料、儲氫材料、催化材料、精密陶瓷材料、雷射材料、超導材料、磁致伸縮材料、磁致冷材料、磁光存儲材料、光導纖維材料等。廣泛應用於電子、石油化工、冶金、機械、能源、輕工、環境保護、農業等領域。

中國擁有豐富的稀土礦產資源,成礦條件優越,堪稱得天獨厚,探明的儲量居世界之首,為發展中國稀土工業提供了堅實的基礎。

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  • 稀土被稱為工業『維生素』,因特殊用途被世界各國列為戰略資源
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    它們與金銀銅鐵一樣,都是從礦石中提煉出來的,屬於稀有金屬元素。在自然界中,稀土元素主要以單礦物形式存在,全球已發現的稀土礦物及含有稀土元素的礦物大約有250種。1794年,芬蘭化學家加多林從一塊形似瀝青的礦石中分離出第一種稀土元素釔。當時只能用化學法製得稀土元素的氧化物,而歷史上習慣把這種氧化物稱為「土」,故而得名稀土。稀土並不是很稀有,其中某些稀土元素在地殼中的含量比銅還高。
  • 稀土永磁材料-Lu元素
    為銀白色金屬,是稀土元素中最硬和最緻密的金屬;熔點1663℃,沸點3395℃,密度9.8404。Lu在空氣中比較穩定;氧化Lu為無色晶體,溶於酸生成相應的無色鹽。Lu主要用於研究工作,其它用途很少。質軟。溶於稀酸,能與水緩慢作用。鹽類無色,氧化物白色。
  • 稀土永磁材料-Nd元素
    Nd:伴隨著La元素的誕生,釹元素也應運而生,Nd元素的到來活躍了稀土領域,在稀土領域中扮演著重要角色,並且左右著稀土市場。 這之後,各國化學家特別注意從已發現的稀土元素去分離新的元素。 1885年奧地利人威斯巴克(A.V.Welsbach)從莫桑得爾認為是「新元素」的PrNd混合物中發現了Pr和Nd。其中一種被命名為neodidymium,後來被簡化為neodymium,元素符號Nd,就是釹元素。
  • 稀土永磁材料-Sc元素
    他們給這一元素定名為「Scandium」(鈧),Sc就是門捷列夫當初所預言的「類硼」元素。他們的發現再次證明了元素周期律的正確性和門捷列夫的遠見卓識。比起Y和La系元素來,由於離子半徑特別小,氫氧化物的鹼性也特別弱,因此,Sc和稀土元素混在一起時,用氨(或極稀的鹼)處理,Sc將首先析出,故應用「分級沉澱」法可比較容易地把它從稀土元素中分離出來。另一種方法是利用硝酸鹽的分極分解進行分離,由於硝酸鈧最容易分解,從而達到分離的目的。
  • 稀土永磁材料-Dy元素
    Dy主要用於製造新型照明光源Dy燈;Dy可作反應堆的控制材料;鏑化合物在煉油工業中可作催化劑。1842年莫桑德爾從Y土中分離出Er土和Tb土後,不少化學家利用光譜分析鑑定,確定它們不是純淨的一種元素的氧化物,這就鼓勵了化學家們繼續去分離它們。在Ho被分離出來7年後,1886年布瓦博德朗又把它一分為二,保留了Ho,另一個稱為dysprosium,元素符號Dy。這一詞來自希臘文dysprositos,是「難以取得」的意思。
  • 稀土永磁材料-Pr元素
    -Pr元素是一種金屬元素,屬稀土金屬。元素名來源於希臘文,原意是「綠色」。晶體結構為晶胞為六方晶胞。Pr在空氣中抗腐蝕能力比La、Ce、Nd和Eu都要強,但暴露在空氣中會產生一層易碎的綠色氧化物,純Pr必須在礦物油或密封塑料中保存。Pr的用途之一是用於石油催化裂化。
  • 稀土永磁材料-Tb元素
    是La系元素中的一員,原子序數65。銀白色金屬,元素符號Tb,屬稀土金屬,有毒。它的化合物可做殺蟲劑,亦用來治療皮膚病。Tb的貴重性和其具有的許多優異特性,使其在一些應用領域處於無可取代的地位。它在農業、工業、畜牧業、醫藥衛生、高新技術產業等領域得到廣泛應用。
  • 美研究人員從磷石膏中提取稀土元素
    原標題:美研究人員從磷石膏中提取稀土元素 稀土元素,有工業維生素之稱,是手機、計算機等許多高科技設備不可或缺的製造材料。全世界的稀土元素儲量並不豐富,且分布不均,長期處於供應短缺狀態。
  • 稀土永磁材料-Sm元素
    作為一個典型的部件的La系元素系列,Sm通常假定的氧化態+3。Sm(II)的化合物,也是最常見的是SmO(O3Sm2(II)),SmS,SmSe 和 SmTe。 最後一個化合物在化學合成是一種常見的還原劑。Sm沒有顯著的生物學作用,只有輕微毒性。詞條詳細介紹其發現歷史、礦藏分布、物理化學性質、製備方法、應用領域以及其化合物。