【科普】 认识稀土

显示说 2019-05-21

稀土知识

【稀土概述】

稀土(rare earth)有“工业维生素”的美称。现如今已成为极其重要的战略资源。稀土元素氧化物是指元素周期表中原子序数为57 到71 的15种镧系元素氧化物，以及与镧系元素化学性质相似的钪（Sc） 和钇（Y）共17 种元素的氧化物。稀土元素在石油、化工、冶金、纺织、陶瓷、玻璃、永磁材料等领域都得到了广泛的应用，随着科技的进步和应用技术的不断突破，稀土氧化物的价值将越来越大。

17种稀土元素是铈（Ce），镝（Dy），铒（Er），铕（Eu），钆（Gd），钬（Ho），镧（La），l（Lu），钕（Nd） ），镨（Pr），pr（Pm），钐（Sm），钪（Sc），铽（Tb），th（Tm），镱（Yb）和钇（Y）。

【稀土分类】

1）轻稀土（又称铈组）：镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆。

2）重稀土（又称钇组）：铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇。

【称号由来】

稀土一词是前史遗留下来的称号。稀土元素是从18世纪末叶开始连续发现，其时人们常把不溶于水的固体氧化物称为土。稀土一般是以氧化物状况别离出来的，又很稀疏，因此得名为稀土。一般把镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕称为轻稀土或铈组稀土；把钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥钇称为重稀土或钇组稀土。也有的依据稀土元素物理化学性质的相似性和差异性，除钪之外(有的将钪划归稀散元素)，划分红三组，即轻稀土组为镧、铈、镨、钕、钷；中稀土组为钐、铕、钆、铽、镝；重稀土组为钬、铒、铥、镱、镥、钇。 这些稀土元素的发现，从1794年芬兰人加多林(J.Gadolin)别离出钇到1947年美国人马林斯基(J.A.Marinsky)等制得钷，历时150多年。其间大部分稀土元素是欧洲的一些矿藏学家、化学家、冶金学家等发现制取的。钷是美国人马林斯基、格兰德宁(L.E.Glendenin)和科列尔(C.D.Coryell)用离子交换别离，在铀裂变产品的稀土元素中取得的。曩昔以为自然界中不存在钷，直到1965年，芬兰一家磷酸盐工厂在处理磷灰石时发现了痕量的钷。

【稀土元素的性质与使用】

大多数稀土金属出现顺磁性。钆在0℃时比铁具更强的铁磁性。铽、镝、钬、铒等在低温下也出现铁磁性，镧、铈的低熔点和钐、铕、镱的高蒸气压表现出稀土金属的物理性质有极大差异。钐、铕、钇的热中子吸收截面比广泛用于核反应堆操控材料的镉、硼还大。稀土金属具有可塑性，以钐和镱为最好。除镱外，钇组稀土较铈组稀土具有更高的硬度。 稀土金属已广泛使用于电子、石油化工、冶金、机械、动力、轻工、环境保护、农业等范畴。使用稀土可生产荧光材料、稀土金属氢化物电池材料、电光源材料、永磁材料、储氢材料、催化材料、精细陶瓷材料、激光材料、超导材料、磁致弹性材料、磁致冷材料、磁光存储材料、光导纤维材料等。

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