Wat isseldsume ierde?
Minsken hawwe in skiednis fan mear as 200 jier sûnt de ûntdekking fan seldsume ierden yn 1794. Omdat der doe mar in pear seldsume ierdemineralen fûn waarden, koe mar in lytse hoemannichte wetterûnoplosbere oksiden krigen wurde troch gemyske metoaden. Histoarysk waarden sokke oksiden gewoanlik "ierde" neamd, dêrfandinne de namme seldsume ierde.
Eins binne seldsume ierdemineralen net seldsum yn 'e natuer. Seldsame ierde is gjin ierde, mar in typysk metaalelemint. Syn aktive type is mar twadde nei alkalimetalen en alkaline ierdemetalen. Se hawwe mear ynhâld yn 'e korst as gewoane koper, sink, tin, kobalt en nikkel.
Op it stuit wurde seldsume ierden in soad brûkt yn ferskate fjilden lykas elektroanika, petrochemicals, metallurgy, ensfh. Hast elke 3-5 jier binne wittenskippers yn steat om nije gebrûken foar seldsume ierden te ûntdekken, en fan elke seis útfiningen kin men net sûnder seldsume ierden.
Sina is ryk oan seldsume ierdemineralen, en stiet op it earste plak yn trije wrâldranglisten: reserves, produksjeskaal en eksportvolume. Tagelyk is Sina ek it ienige lân dat alle 17 seldsume ierdemetalen kin leverje, benammen de middel- en swiere seldsume ierdemetalen mei ekstreem promininte militêre tapassingen.
Gearstalling fan seldsume ierde-eleminten
Seldsume ierde-eleminten binne gearstald út lanthanide-eleminten yn it periodyk systeem fan gemyske eleminten:lantaan(De),serium(Se),praseodymium(Pr),neodymium(Nd), promethium (Pm),samarium(Sm),europium(Eu),gadolinium(God),terbium(Tb),dysprosium(Dy),holmium(Ho),erbium(Eh),tulium(Tm),ytterbium(Yb),lutetium(Lu), en twa eleminten dy't nau besibbe binne oan lanthanide:skandium(Sc) enyttrium(J).
It wurdt neamdSeldsame ierde, ôfkoarte as Rare Earth.
Klassifikaasje fan seldsume ierde-eleminten
Klassifisearre troch de fysike en gemyske eigenskippen fan eleminten:
Lichte seldsume ierde-eleminten:scandium, yttrium, lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, promethium, samarium, europium
Swiere seldsume ierde-eleminten:gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium, lutetium
Klassifisearre troch minerale skaaimerken:
Ceriumgroep:lanthaan, cerium, praseodym, neodym, promethium, samarium, europium
Yttriumgroep:gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium, lutetium, scandium, yttrium
Klassifikaasje troch ekstraksjeskieding:
Lichte seldsume ierde (P204 swakke soerwinning)lantaan, cerium, praseodymium, neodymium
Middel seldsume ierde (P204 ekstraksje mei lege soerheid):samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium
Swiere seldsume ierde (soere-ekstraksje yn P204):holmium, erbium, thulium, ytterbium, lutetium, yttrium
Eigenskippen fan seldsume ierde-eleminten
Mear as 50 funksjes fan seldsume ierde-eleminten binne relatearre oan har unike 4f elektroanyske struktuer, wêrtroch't se in soad brûkt wurde yn sawol tradisjonele materialen as yn fjilden fan hege-tech nije materialen.
4f elektronbaan
1. Fysyske en gemyske eigenskippen
★ Hat dúdlike metallyske eigenskippen; It is sulvergriis, útsein praseodymium en neodymium, it liket ljochtgiel
★ Rike oksidekleuren
★ Foarmje stabile ferbiningen mei net-metalen
★ Metal libbendich
★ Maklik te oksidearjen yn 'e loft
2 Opto-elektronyske eigenskippen
★ Unfolde 4f-ûnderlaach, dêr't 4f-elektroanen ôfskerme wurde troch bûtenste elektroanen, wat resulteart yn ferskate spektrale termen en enerzjynivo's
As 4f-elektronen oergeane, kinne se strieling fan ferskate golflingten fan ultraviolet, sichtber oant ynfrareade regio's, absorbearje of útstjitte, wêrtroch't se geskikt binne as lumineszinte materialen.
★ Goede geliedingsfermogen, by steat om seldsume ierdemetalen te tarieden troch elektrolysemetoade
De rol fan 4f-elektronen fan seldsume ierde-eleminten yn nije materialen
1. Materialen dy't gebrûk meitsje fan 4f elektroanyske funksjes
★ 4f elektron spin-regeling:manifestearre as sterk magnetisme - geskikt foar gebrûk as permaninte magneetmaterialen, MRI-ôfbyldingsmaterialen, magnetyske sensoren, supergelieders, ensfh.
★ 4f orbitale elektronoergong: manifestearre as lumineszinte eigenskippen - geskikt foar gebrûk as lumineszinte materialen lykas fosforen, ynfrareadlasers, glêstriedfersterkers, ensfh.
Elektroanyske oergongen yn 'e 4f-enerzjynivo-gidsband: manifestearre as kleureigenskippen - geskikt foar it kleuren en ûntkleurjen fan hotspot-komponinten, pigmenten, keramyske oaljes, glês, ensfh.
2 is yndirekt relatearre oan 4f elektron, mei help fan ionyske straal, lading en gemyske eigenskippen
★ Nukleêre skaaimerken:
Lytse termyske neutronenabsorpsje-dwersdoorsnede - geskikt foar gebrûk as strukturele materialen fan kearnreaktors, ensfh.
Grutte neutronenabsorpsje-dwersdoorsnede - geskikt foar it ôfskermjen fan materialen fan kearnreaktors, ensfh.
★ Seldsame ierde Ionyske radius, lading, fysike en gemyske eigenskippen:
Roosterdefekten, ferlykbere ionyske radius, gemyske eigenskippen, ferskillende ladingen - geskikt foar ferwaarming, katalysator, sensorelemint, ensfh.
Strukturele spesifisiteit - geskikt foar gebrûk as katodematerialen foar wetterstofopslachlegeringen, materialen foar mikrogolfabsorpsje, ensfh.
Elektro-optyske en diëlektryske eigenskippen - geskikt foar gebrûk as ljochtmodulaasjematerialen, transparante keramyk, ensfh.
Pleatsingstiid: 6 july 2023