Тафсилоти таҳлили истифодаи 17 унсурҳои нодири заминро омӯзед.

Дар маҷмӯъ 17 элемент мавҷуд аст, ки ҳамчун унсурҳои нодири замин маълуманд, аз ҷумла лантан (La), церий (Се), празеодим (Pr), неодим (Nd), прометий (Pm), самарий (Sm), европий (Еу), гадолиниум. (Gd), terbium (Tb), dysprosium (Dy), holmium (Ho), эрбия (Er), тулий (Tm), ytterbium (Yb), lutetium (Lu) ва скандий (Sc) ва иттрий (Y), ки бо 15 элементи силсилаи лантанидхо зич алокаманданд.
Унсурҳои нодири замин як гурӯҳи 17 унсури махсус мебошанд, ки номи худро аз пайвастагиҳое гирифтаанд, ки олимон барои истихроҷи онҳо истифода мебаранд.

Таснифи унсурҳои нодири замин

Умуман, лантан, церий, празеодим, неодим, прометий, самарий, европиумро элементҳои сабуки нодири замин ва гадолиниум, тербия, диспросий, голмий, эрбия, тулий, итербий, лютетий ва иттриуми вазнин номида мешаванд.Аз рӯи монандӣ ва фарқиятҳои хосиятҳои физикӣ ва химиявии элементҳои нодири замин, ба ғайр аз скандий (скандий ҳамчун элементҳои пароканда тасниф карда мешавад) ба се гурӯҳ тақсим мешавад, яъне гурӯҳи сабуки замини нодир лантан, серий, празеодим мебошад. , неодим ва прометий, ки прометий элементи радиоактивии сунъй мебошад.Гурӯҳи миёнаи заминҳои камёфт самариум, европиум, гадолиниум, тербиум ва диспрозия мебошанд.Гурӯҳҳои вазнини замини нодир голмий, эрбия, тулий, иттербий, лютетий ва иттрий мебошанд.

Табиат

Элементҳои замини нодир металлҳои хеле фаъол буда, хосиятҳои ба ҳам монанд доранд.Валенти умумӣ +3 аст.Аксарияти ионҳои гидратшуда ранг доранд ва ба осонӣ пайвастагиҳои координатсияи устувор доранд.Истихроҷи ҳалкунанда ва мубодилаи ионҳо беҳтарин усулҳои ҷудо кардани замини нодир мебошанд.Металлҳои камьёби сабуки замин, аз қабили лантан, церий, празеодим ва неодим аз сабаби ҳарорати пасти обшавии онҳо ва боришот дар катод дар ҳолати гудохта ҳангоми электролиз одатан тавассути электролиз ба даст оварда мешаванд.Ду системаи намак мавҷуд аст: хлорид ва фторид.Аввалин ба ҳуҷайраи электролитӣ бо хлориди камёфт ҳамчун ашёи хом илова карда мешавад, дар ҳоле ки охирин дар шакли оксид илова карда мешавад.

Намудҳо ва татбиқи унсурҳои нодири замин

1. Элементхои гурухи замини нодири сабук
Лантан (Ла)
Лантан ба таври васеъ истифода мешавад, ба монанди маводи пьезоэлектрикӣ, маводи электротермикӣ, маводи термоэлектрикӣ, маводи муқовимати магнитӣ, маводи люминесцентӣ (хокаи кабуд), маводи нигоҳдории гидроген, шишаи оптикӣ, маводи лазерӣ, ҳама намуди маводи хӯлаи.Lanthanum низ дар тайёр кардани бисёр маҳсулоти кимиёвии органикӣ дар катализатор истифода бурда мешавад, филми табдили нури кишоварзӣ низ дар lanthanum истифода бурда мешавад, дар кишварҳои хориҷӣ, олимон ба нақши lanthanum оид ба зироат ва "супер калсий" номи таҳсин.

Серий (Се)
(1) Айни замон церий дар катализаторҳо барои тоза кардани ихроҷи автомобил истифода мешавад, ки метавонад ба таври муассир аз партови миқдори зиёди партовҳои автомобилӣ ба ҳаво пешгирӣ кунад.ИСТЕЪМОЛИ замини нодир дар ин район дар ШМА сеяки тамоми истеъмолро ташкил медихад.

(2) Системаи лазерии Ce:LiSAF як лазери ҳолати сахтест, ки аз ҷониби Иёлоти Муттаҳида таҳия шудааст.Он метавонад барои ошкор кардани силоҳи биологӣ тавассути назорати консентратсияи триптофан истифода шавад ва инчунин метавонад дар тиб истифода шавад.

Празодим (Pr)
Празодим миқдори зиёди элементҳои нодири замин аст, ки дар шиша, сафол ва маводи магнитӣ истифода мешаванд.

(1) Praseodymium ба таври васеъ дар сафолҳои меъморӣ ва сафолҳои ҳаррӯза истифода мешавад.Онро бо глазури сафолї омехта карда, барои ѓалабаи ранга тайёр мекунанд ва инчунин метавонад алоњида њамчун пигменти зери шиша истифода шавад.Пигменти сохташуда зарди равшан бо оҳанги пок ва шево мебошад.

(2) Барои истеҳсоли магнитҳои доимӣ истифода мешавад.Бо истифода аз praseodymium арзон ва металл neodymium ба ҷои металли neodymium пок барои истеҳсоли маводи магнитии доимӣ, хосиятҳои антиоксидант ва механикии он баръало беҳтар, мумкин аст ба шаклҳои гуногуни магнит коркард, ба таври васеъ дар дастгоҳҳои электронӣ ва муҳаррикҳои гуногун истифода бурда мешавад;

(3) барои крекинги каталитикии нафт.Фаъолият, интихобӣ ва устувории катализатори крекинги нафт, ки тавассути илова кардани ғанисозии празеодим ва неодим ба ҷумбони молекулавии зеолити Y омода карда шудааст, метавонад беҳтар карда шавад.Хитой дар солхои 70-ум ба истифодаи саноатй шуруъ намуд, ки маблаги зиёд;

(4) Praseodymium низ метавонад барои сайқал додани абразивӣ истифода шавад.Празодим низ дар нахи оптикӣ васеъ истифода мешавад.

Неодим (Nd)
Неодим аз сабаби мавқеъи беназири худ дар соҳаи замини нодир дар тӯли солҳои зиёд диққати бозор буд.

(1) Бузургтарин корбари металли неодимӣ маводи магнитии доимии ndfeb мебошад.Пайдоиши магнити доимии NdFEB ба майдони баландтехнологии замини нодир қувват ва нерӯи нав ворид кард.Магнити Ndfeb бо маҳсулоти баланди энергияи магнитӣ, ки ҳамчун "подшоҳи магнити доимӣ" маъруф аст, бо иҷрои аълои худ дар электроника, мошинсозӣ ва дигар соҳаҳо васеъ истифода мешавад.Муваффақияти таҳияи спектрометри магнитии алфа, ки хосиятҳои магнитии магнитҳои Ndfeb дар Чинро нишон медиҳад, ба дараҷаи якуми ҷаҳонӣ ворид шуд.

(2) Неодим инчунин дар маводи металлҳои ранга истифода мешавад.Илова кардани 1,5% ~ 2,5% неодим ба хӯлаи магний ё алюминий метавонад қобилияти баланди ҳарорати хӯла, ноустувории ҳаво ва муқовимат ба зангзаниро беҳтар созад ва ҳамчун маводи аэрокосмосӣ васеъ истифода мешавад.Илова бар ин, гранати алюминии иттриуми неодимӣ нурҳои лазерии кӯтоҳмуддат истеҳсол мекунад ва дар саноат барои кафшер ва буридани маводи борик бо ғафсӣ камтар аз 10 мм васеъ истифода мешавад.

Прометий (Pm)
Прометий як унсури радиоактивии сунъӣ аст, ки аз ҷониби реакторҳои ҳастаӣ ҳосил мешавад.Истифодаи асосии он инҳоянд:
(1) Он метавонад ҳамчун манбаи гармӣ барои таъмини энергияи ёрирасон барои кашфи вакуум ва моҳвораҳои сунъӣ истифода шавад.
(2) Pm147 нури ками энергияи β-ро мебарорад, ки барои истеҳсоли батареяи прометий ҳамчун таъминоти барқи асбобҳо ва соатҳои мушакӣ истифода мешавад.Ин гуна аккумулятор аз чихати хачм хурд буда, барои якчанд сол кор карда метавонад.Прометий инчунин дар дастгоҳҳои сайёри рентгенӣ, фосфорҳо, андозагирии ғафсӣ ва чароғҳои маяк истифода мешавад.

2. Элементхои гурухи миёнаи нодири замин

Самарий (См)

Самариум, ки ранги зарди сабук дорад, ашёи хоми магнитҳои доимии самари кобальт мебошад, ки аввалин магнитҳои нодири замин барои истифодаи саноатӣ мебошанд.Ду намуди магнитҳои доимӣ мавҷуданд: SmCo5 ва Sm2Co17.
Тоза будани оксиди самариӣ, ки дар магнитҳои кобальти самариӣ истифода мешавад, набояд аз ҳад зиёд бошад.Аз руи арзиши аслй кариб 95 фоизи махсулот асосан истифода мешавад.Оксиди самарий инчунин дар конденсаторҳо ва катализаторҳои сафолӣ истифода мешавад.Илова бар ин, самариум инчунин дорои хосиятҳои ҳастаӣ мебошад, ки онҳоро ҳамчун маводи сохторӣ, маводи нигоҳдорӣ ва маводи назоратӣ барои реакторҳои атомӣ истифода бурдан мумкин аст, то энергияи азими дар натиҷаи тақсимоти ҳастаӣ тавлидшуда бехатар истифода шавад.

Аврупо (ИА)
Оксиди европиум бештар дар фосфорҳо истифода мешавад.Eu3+ ҳамчун фаъолкунанда барои фосфорҳои сурх ва Eu2+ барои фосфорҳои кабуд истифода мешавад.Ҳоло Y2OS: Eu3+ беҳтарин фосфор барои самаранокии люминессенсия, устувории пӯшиш ва ҷуброни хароҷот дар якҷоягӣ бо беҳтар кардани самаранокии люминессенсия ва контраст ва технологияҳои дигар мебошад, аз ин рӯ он ба таври васеъ истифода мешавад.

Гадолиниум (Gd)
Gadolinium асосан барои:
(1) Маҷмааи парамагнитии дар об ҳалшавандаи он метавонад сигнали тасвири резонанси магнитии ядроии инсонро (NMR) дар табобати тиббӣ беҳтар кунад.
(2) Оксиди сулфури он метавонад ҳамчун шабакаи матритсаи найчаи осциллограф ва экрани рентгенӣ бо равшании махсус истифода шавад.
(3) Гадолиниум дар гранати галлий гадолиниум як субстрати ягонаи беҳтарин барои хотираи ҳубобчаи магнитӣ мебошад.

Terbium (Tb)
Аксари барномаҳои TERbium соҳаҳои баландтехнологиро дар бар мегиранд, ки лоиҳаҳои пешрафтаи технологияталаб ва доништалаб мебошанд.Барномаҳои асосӣ инҳоянд:
(1) фаъолкунандаи хокаи сабзи фосфор барои се фосфори ранга, ба монанди матритсаи фосфати фаъолшудаи terbium, матритсаи силикат, матритсаи алюминийи магнийи серий, дар ҳолати ҳаяҷонбахши нури сабз.
(2) маводи нигоҳдории магнитӣ-оптикӣ, дар солҳои охир, маводи магнитӣ-оптикии силсилаи terbium ба миқёси истеҳсоли оммавӣ расидаанд, бо филми аморфӣ TB-Fe диски магнитӣ-оптикиро таҳия кардааст, зеро ҷузъҳои нигоҳдории компютер, қобилияти нигоҳдорӣ 10 ~ 15 афзоиш ёфтааст маротиба.
(3) Шишаи магнитӣ-оптикӣ, шишаи гардиши Фарадей, ки дорои terbium аст, маводи калидӣ дар истеҳсоли ротаторҳо, изоляторҳо ва гардишгарон дар технологияи лазерӣ васеъ истифода мешавад.

Disprosium (Dy)
Истифодаи асосии Dysprosium инҳоянд:
(1) Ҳамчун иловаҳо барои магнитҳои доимии Ndfeb истифода мешаванд, илова кардани тақрибан 2% ~ 3% диспрозия ба ин магнит метавонад коэрсивияти онро беҳтар кунад.Диспрозия пештар талабот кам буд, аммо бо афзоиши талабот ба магнитҳои Ndfeb он иловаи зарурӣ гардид.
(2) Dysprosium ҳамчун фаъолкунандаи фосфор, диспрозияи севалентӣ як иони фаъолсозии перспективии маркази ягонаи люминесценти маводи фосфории се ранг аст, ки асосан аз ду бандҳои эмиссия иборат аст, яке эмиссияи зард, дигаре эмиссияи кабуд, фосфори лопинги диспрозия масолехро хамчун фосфори се-ранга истифода бурдан мумкин аст.
(3) Dysprosium тайёр намудани оҳан калон magnetostrictive terbium dysprosium (Terfenol) хӯлаи ашёи хоми металлӣ зарурӣ, метавонад баъзе ҳаракати механикии фаъолияти дақиқ метавонад амалӣ кунад.
(4) Металли диспрозиумро метавон ҳамчун маводи нигоҳдории магнитӣ-оптикӣ бо суръати баланди сабт ва ҳассосияти хониш истифода бурд.

3. Элементҳои гурӯҳи вазнини замини нодир

Холмиум (Хо)
Истифодаи асосии holmium дар айни замон инҳоянд:
(1) Ҳамчун илова барои лампаи галогени металлӣ истифода мешавад.Лампаи галогении металлӣ як навъ лампаи разряди газ мебошад, ки он ба лампаи симобии фишори баланд асос ёфтааст, ки хусусияти он бо галогенҳои гуногуни заминии нодир дар лампа пур карда шудааст.
(2) Холмий метавонад ҳамчун илова барои оҳани иттрий ё гранати алюминийи иттрий истифода шавад.
(3) Гранати алюминийи итрий бо холмиум (Ho: YAG) метавонад лазери 2 мкм барорад ва суръати азхудкунии лазери 2 мкм дар бофтаҳои инсон баланд аст, тақрибан 3 фармоиши бузургтар аз Hd: YAG.Ҳамин тавр, вақте ки лазерии Ho: YAG дар ҷарроҳии тиббӣ истифода мешавад, на танҳо самаранокӣ ва дақиқии ҷарроҳиро беҳтар кардан мумкин аст, балки майдони зарари гармиро низ метавон хурдтар кард.

Эрбиум (эр)
Эрбиум аз сабаби хосиятҳои барҷастаи оптикии худ дар маркази таваҷҷӯҳ қарор дошт:
(1) Эмиссияи Er3+ дар 1550 нм аҳамияти махсус дорад, зеро ин дарозии мавҷ дар пасттарин талафоти нахи оптикӣ дар алоқаи нахи оптикӣ ҷойгир аст.Er3+ пас аз ҳаяҷон кардани нур дар дарозии мавҷи 980нм ва 1480нм аз ҳолати заминии 4I15/2 ба ҳолати баланди энергияи 4I13/2 мегузарад.Вақте ки Er3+ дар ҳолати энергияи баланд ба ҳолати заминӣ бармегардад ва нури дарозии мавҷи 1550 нм мебарорад, нахи кварц метавонад нури дарозии мавҷҳои гуногунро интиқол диҳад, аммо суръати пӯсидаи оптикии нурҳои гуногун гуногун аст.Сатҳи пастшавии оптикии басомади 1550 нм дар нахи кварц пасттарин (0,15 дБ/км) аст, ки тақрибан суръати пастшавии маҳдудияти поёнӣ мебошад.
(2) кристали дигари лазерии эрбиум ва баромади он аз 1730 нм ва лазери 1550 нм барои чашми одамон бехатар аст, иҷрои интиқоли атмосфера хуб аст, дуди қобилияти ворид шудан ба майдони ҷанг қавитар аст, махфият хуб аст, ошкор кардани душман осон нест, миқдори зиёди ҳадафҳои ҳарбиро равшан мекунад, онро барои истифодаи ҳарбӣ бехатар гардонид.
(3) Вақте ки Er3 + ба шиша илова карда мешавад, онро метавон ба маводи лазерии шишагии нодир табдил дод, ки маводи лазерии сахт бо бузургтарин энергияи набз ва баландтарин қудрати баромад дар айни замон мебошад.

Тулий (Тм)
Тулиум асосан бо роҳҳои зерин истифода мешавад:
(1) Тулий ҳамчун манбаи радиатсионӣ барои мошинҳои сайёри рентгении тиббӣ истифода мешавад.Пас аз шуоъ дар реакторҳои ҳастаӣ, тулий изотоперо ба вуҷуд меорад, ки қодир аст нурҳои рентгенӣ барорад, ки метавонад барои истеҳсоли нурҳои сайёри хун истифода шавад.
(2) Тулиумро инчунин дар ташхиси клиникӣ ва табобати варамҳо истифода бурдан мумкин аст, зеро он ба бофтаи варам наздикии баланд дорад, замини нодири вазнин аз наздикии замини нодир бештар аст, бахусус тулий баландтарин наздикӣ дорад.
(3) Тулиумро метавон ҳамчун фаъолкунандаи lao-Br :Br (кабуд) дар хокаи флуоресцентӣ, ки дар экрани ҳассосияти рентгенӣ истифода мешавад, барои баланд бардоштани ҳассосияти оптикӣ истифода бурдан мумкин аст, бинобар ин, таъсир ва зарари рентгенро ба инсон коҳиш медиҳад.Дар муқоиса бо экрани қаблии ҳассосияти вольфрати калсий, вояи рентгениро метавон 50% кам кард, ки дар татбиқи тиббӣ аҳамияти бузург дорад.

Итербий (Йб)
Истифодаи асосии ytterbium инҳоянд:
(1) ҳамчун маводи пӯшиши муҳофизаткунандаи гармӣ.
(2) ҳамчун маводи магнитостриктивӣ, ин мавод дорои хосияти магнитостриксияи азим, яъне васеъшавӣ дар майдони магнитӣ мебошад.
(3) Унсури итербиум барои андозагирии фишор истифода мешавад.Санҷиш исбот мекунад, ки элементи итербий дар диапазони фишори калибршуда ҳассосияти баланд дорад, ки барои истифодаи итербий дар андозагирии фишор роҳи нав мекушояд.

Лютетий (Лу)
Истифодаи асосии lutetium инҳоянд:
(1) Истеҳсоли баъзе хӯлаҳои махсус, аз қабили хӯлаи алюминийи лютетий метавонад барои таҳлили фаъолсозии нейтрон истифода шавад.
(2) Нуклидҳои устувори лютетий крекинг, алкилизатсия, гидрогенизатсия ва полимеризатсияи нафтро катализ мекунанд.
(3) ҳамчун унсури иловагии оҳани иттрий ё гранати алюминийи иттрий барои беҳтар кардани баъзе хосиятҳо.

Итриум (Y)
Yttrium як металлест, ки доираи васеи истифодаҳо дорад, аз ҷумла:
(1) иловаҳо барои оҳану пӯлод ва хӯлаҳои ранга.
(2) Маводи сафолини кремний нитриди дорои иттрий 6% ва алюминий 2%, ки барои коркарди ҷузъҳои муҳаррик истифода мешавад;
(3) бо қудрати 400W nd yttrium алюминий чӯбро лазерӣ гранат мумкин аст барои пармакунӣ, буридан, кафшер ва дигар коркарди механикии ҷузъҳои калон истифода бурда мешавад.

4. Элементҳои пароканда

Скандиум (Sc)
(1) Саноати рӯшноӣ.Ҷолиб он аст, ки истифодаи скандий (ҳамчун моддаи асосии корӣ, на барои допинг) дар самти рӯшноӣ мутамарказ шудааст ва онро писари нур номидан аз рӯи адолат аст.Ба монанди лампаи натрийи скандий, ҳуҷайраи офтобӣ, манбаи γ шуоъ ва ғайра.
(2) Скандиум дар шакли элементарии он дар допинги хӯлаи алюминий ба таври васеъ истифода шудааст.
(3) Скандиум дар шакли элементарии худ одатан дар хӯлаҳо истифода мешавад ва оксиди скандий низ дар маводи сафолӣ нақши муҳим мебозад.Тасвирро метавон ҳамчун маводи электроди ҳуҷайраи сӯзишвории оксиди сахт истифода кард, аммо инчунин метавонад ҳамчун қувваи баланд, ба ҳарорати баланд тобовар маводи сафолии муҳандисии нитриди кремний ҳамчун зичкунанда ва стабилизатор истифода шавад.
(4) Илова кардани миқдори ками Sc2O3 ба сӯзишвории ҳастаии реактори баландҳаррат метавонад аз табдили тор, афзоиши ҳаҷм ва тарқиш дар натиҷаи табдили UO2 ба U3O8 пешгирӣ кунад.
Элементхои нодири замин дар электроника, нефту химия, металлургия, мошинсозй, энергетика, саноати сабук, мухофизати мухити зист, хочагии кишлок ва дигар сохахо васеъ истифода бурда мешаванд.


Вақти фиристодан: 20 август-2022