รายชื่อการใช้แร่หายาก 17 ชนิด (พร้อมรูปภาพ)

Aคำอุปมาทั่วไปก็คือ หากน้ำมันคือเลือดของอุตสาหกรรม โลหะหายากก็คือวิตามินของอุตสาหกรรม

Rare Earth เป็นตัวย่อของกลุ่มโลหะ ธาตุหายาก (REE) ถูกค้นพบทีละชิ้นตั้งแต่ปลายศตวรรษที่ 18 REE มีทั้งหมด 17 ชนิด รวมทั้งแลนทาไนด์ 15 ชนิดในตารางธาตุ ได้แก่ แลนทานัม (La) ซีเรียม (Ce) เพรซีโอดิเมียม (Pr) นีโอไดเมียม (Nd) โพรมีเทียม (Pm) เป็นต้น ปัจจุบันมี ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในหลายสาขา เช่น อิเล็กทรอนิกส์ ปิโตรเคมี และโลหะวิทยา เกือบทุก 3-5 ปี นักวิทยาศาสตร์สามารถค้นพบการใช้ประโยชน์ใหม่ๆ ของแร่หายาก และสิ่งประดิษฐ์หนึ่งในหกชิ้นไม่สามารถแยกออกจากแร่หายากได้

จีนอุดมไปด้วยแร่ธาตุหายาก ซึ่งครองอันดับหนึ่งในสามโลก โดยเป็นประเทศแรกในด้านทรัพยากรสำรอง คิดเป็นประมาณ 23%; ผลผลิตเป็นผลผลิตชิ้นแรก ซึ่งคิดเป็น 80% ถึง 90% ของสินค้าโภคภัณฑ์หายากของโลก ปริมาณการขายเป็นอันดับแรก โดย 60% ถึง 70% ของผลิตภัณฑ์แร่หายากส่งออกไปต่างประเทศ ขณะเดียวกัน จีนเป็นประเทศเดียวที่สามารถจัดหาโลหะหายากได้ทั้งหมด 17 ชนิด โดยเฉพาะอย่างยิ่งแร่หายากขนาดกลางและหนักที่มีการใช้ประโยชน์ทางการทหารที่โดดเด่น ส่วนแบ่งของจีนเป็นสิ่งที่น่าอิจฉา

Rare Earth เป็นทรัพยากรเชิงกลยุทธ์ที่มีคุณค่า ซึ่งเป็นที่รู้จักในชื่อ “โมโนโซเดียมกลูตาเมตทางอุตสาหกรรม” และ “แม่ของวัสดุใหม่” และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีที่ล้ำสมัย และอุตสาหกรรมการทหาร ตามที่กระทรวงอุตสาหกรรมและเทคโนโลยีสารสนเทศระบุ วัสดุที่ใช้งานได้ เช่น แม่เหล็กถาวรหายากของโลก การเรืองแสง การจัดเก็บไฮโดรเจน และการเร่งปฏิกิริยา กลายเป็นวัตถุดิบที่ขาดไม่ได้สำหรับอุตสาหกรรมที่มีเทคโนโลยีสูง เช่น การผลิตอุปกรณ์ขั้นสูง พลังงานใหม่ และอุตสาหกรรมเกิดใหม่ นอกจากนี้ยังเป็น ใช้กันอย่างแพร่หลายในอิเล็กทรอนิกส์, อุตสาหกรรมปิโตรเคมี, โลหะ, เครื่องจักร, พลังงานใหม่, อุตสาหกรรมเบา, การคุ้มครองสิ่งแวดล้อม, การเกษตรและอื่น ๆ -

ในช่วงต้นปี 1983 ญี่ปุ่นได้เปิดตัวระบบสำรองเชิงกลยุทธ์สำหรับแร่ธาตุหายาก และ 83% ของธาตุหายากในประเทศมาจากประเทศจีน

ลองมองดูสหรัฐอเมริกาอีกครั้ง แร่หายากของมันเป็นอันดับสองรองจากจีน แต่ธาตุหายากของมันล้วนเป็นธาตุหายากเบา ซึ่งแบ่งออกเป็นธาตุหายากหนักและธาตุหายากเบา แร่หายากชนิดหนักมีราคาแพงมาก และแร่หายากชนิดเบานั้นไม่ประหยัดสำหรับการขุด ซึ่งคนในอุตสาหกรรมกลายเป็นแร่หายากปลอม 80% ของการนำเข้าแร่หายากของสหรัฐฯ มาจากประเทศจีน

สหายเติ้งเสี่ยวผิงเคยกล่าวไว้ว่า “จีนมีน้ำมันในตะวันออกกลางและมีแร่หายากในจีน” ความหมายของคำพูดของเขาชัดเจนในตัวเอง Rare Earth ไม่เพียงแต่เป็น "ผงชูรส" ที่จำเป็นสำหรับผลิตภัณฑ์ไฮเทค 1/5 ของโลกเท่านั้น แต่ยังเป็นชิปต่อรองที่ทรงพลังสำหรับจีนที่โต๊ะเจรจาโลกในอนาคต ปกป้องและใช้ทรัพยากรหายากทางวิทยาศาสตร์ ได้กลายเป็นยุทธศาสตร์ระดับชาติที่คนจำนวนมากที่มีอุดมการณ์อันสูงส่งเรียกร้องในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เพื่อป้องกันไม่ให้ทรัพยากรหายากอันล้ำค่าถูกขายและส่งออกไปยังประเทศตะวันตกอย่างสุ่มสี่สุ่มห้า ในปี 1992 เติ้งเสี่ยวผิงระบุอย่างชัดเจนถึงสถานะของจีนในฐานะประเทศหายากขนาดใหญ่

รายชื่อการใช้แร่หายาก 17 ชนิด

แลนทานัม 1 ตัวใช้ในวัสดุโลหะผสมและฟิล์มเกษตร

ซีเรียมถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในกระจกรถยนต์

3 praseodymium ใช้กันอย่างแพร่หลายในเม็ดสีเซรามิก

นีโอไดเมียมใช้กันอย่างแพร่หลายในวัสดุการบินและอวกาศ

ฉาบ 5 อันให้พลังงานเสริมแก่ดาวเทียม

การใช้ซาแมเรียม 6 ตัวในเครื่องปฏิกรณ์พลังงานปรมาณู

เลนส์การผลิตยูโรเปียม 7 ชิ้นและจอแสดงผลคริสตัลเหลว

แกโดลิเนียม 8 สำหรับการถ่ายภาพด้วยคลื่นสนามแม่เหล็กทางการแพทย์

เทอร์เบียม 9 ถูกใช้ในตัวควบคุมปีกเครื่องบิน

เออร์เบียม 10 ถูกใช้ในเครื่องวัดระยะด้วยเลเซอร์ในกิจการทางทหาร

ดิสโพรเซียม 11 ถูกใช้เป็นแหล่งแสงสำหรับภาพยนตร์และการพิมพ์

12 ฮอลเมียมใช้เพื่อสร้างอุปกรณ์สื่อสารด้วยแสง

13 thulium ใช้สำหรับการวินิจฉัยทางคลินิกและการรักษาเนื้องอก

สารเติมแต่งอิตเทอร์เบียม 14 ชนิดสำหรับองค์ประกอบหน่วยความจำคอมพิวเตอร์

การใช้ลูทีเซียม 15 ชนิดในเทคโนโลยีแบตเตอรี่พลังงาน

16 อิตเทรียมผลิตสายไฟและส่วนประกอบแรงของเครื่องบิน

Scandium มักใช้ทำโลหะผสม

รายละเอียดมีดังนี้:

1

แลนทานัม (แอลเอ)

ในสงครามอ่าว อุปกรณ์มองกลางคืนที่มีธาตุแลนทานัมธาตุหายากกลายเป็นแหล่งที่มาของรถถังสหรัฐฯ อย่างล้นหลาม ภาพด้านบนแสดงผงแลนทานัมคลอไรด์-แผนที่ข้อมูล)

แลนทานัมใช้กันอย่างแพร่หลายในวัสดุเพียโซอิเล็กทริก, วัสดุไฟฟ้าความร้อน, วัสดุเทอร์โมอิเล็กทริก, วัสดุแม่เหล็ก, วัสดุเรืองแสง (ผงสีน้ำเงิน), วัสดุกักเก็บไฮโดรเจน, แก้วแสง, วัสดุเลเซอร์, วัสดุโลหะผสมต่างๆ ฯลฯ แลนทานัมยังใช้ในตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับการเตรียม ผลิตภัณฑ์เคมีอินทรีย์หลายชนิด นักวิทยาศาสตร์ได้ตั้งชื่อแลนทานัมว่า "ซุปเปอร์แคลเซียม" เนื่องจากมีผลต่อพืชผล

2

ซีเรียม (CE)

ซีเรียมสามารถใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา อิเล็กโทรดอาร์ก และแก้วชนิดพิเศษ โลหะผสมซีเรียมทนต่อความร้อนสูงและสามารถใช้ทำชิ้นส่วนขับเคลื่อนด้วยไอพ่นได้-แผนที่ข้อมูล)

(1) ซีเรียมเป็นสารเติมแต่งแก้ว สามารถดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลตและรังสีอินฟราเรด และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในกระจกรถยนต์ ไม่เพียงป้องกันรังสีอัลตราไวโอเลตเท่านั้น แต่ยังช่วยลดอุณหภูมิภายในรถเพื่อประหยัดไฟฟ้าในอากาศอีกด้วย ปรับสภาพ ตั้งแต่ปี 1997 เป็นต้นมา ซีเรียได้ถูกเพิ่มเข้าไปในกระจกรถยนต์ทั้งหมดในญี่ปุ่น ในปี 1996 มีการใช้ซีเรียเรียอย่างน้อย 2,000 ตันในกระจกรถยนต์ และมากกว่า 1,000 ตันในสหรัฐอเมริกา

(2) ปัจจุบันมีการใช้ซีเรียมในตัวเร่งปฏิกิริยาการทำให้บริสุทธิ์ไอเสียรถยนต์ ซึ่งสามารถป้องกันไม่ให้ก๊าซไอเสียรถยนต์จำนวนมากถูกปล่อยออกสู่อากาศได้อย่างมีประสิทธิภาพ การบริโภคซีเรียมในสหรัฐอเมริกาคิดเป็นสัดส่วนหนึ่งในสามของการบริโภคธาตุหายากทั้งหมด

(3) ซีเรียมซัลไฟด์สามารถใช้ในเม็ดสีแทนตะกั่ว แคดเมียม และโลหะอื่น ๆ ที่เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมและมนุษย์ สามารถใช้กับอุตสาหกรรมพลาสติกสี สารเคลือบ หมึก และกระดาษ ปัจจุบันบริษัทชั้นนำคือ French Rhone Planck

(4) CE: ระบบเลเซอร์ LiSAF เป็นเลเซอร์โซลิดสเตตที่พัฒนาโดยสหรัฐอเมริกา สามารถใช้ตรวจจับอาวุธชีวภาพและยารักษาโรคได้โดยการตรวจสอบความเข้มข้นของทริปโตเฟน ซีเรียมมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในหลายสาขา การใช้งานแร่หายากเกือบทั้งหมดประกอบด้วยซีเรียม เช่น ผงขัดเงา วัสดุกักเก็บไฮโดรเจน วัสดุเทอร์โมอิเล็กทริก อิเล็กโทรดทังสเตนซีเรียม ตัวเก็บประจุเซรามิก เซรามิกเพียโซอิเล็กทริก สารกัดกร่อนซีเรียมซิลิคอนคาร์ไบด์ วัตถุดิบเซลล์เชื้อเพลิง ตัวเร่งปฏิกิริยาน้ำมันเบนซิน วัสดุแม่เหล็กถาวรบางชนิด โลหะผสมต่างๆ เหล็กและโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก

3

ปราซีโอดิเมียม (PR)

โลหะผสมนีโอไดเมียมพราซีโอดิเมียม

(1) Praseodymium ใช้กันอย่างแพร่หลายในการสร้างเซรามิกและเซรามิกที่ใช้ในชีวิตประจำวัน สามารถผสมกับเคลือบเซรามิกเพื่อทำสีเคลือบ และยังสามารถใช้เป็นเม็ดสีด้านล่างได้อีกด้วย เม็ดสีเป็นสีเหลืองอ่อนมีสีที่บริสุทธิ์และหรูหรา

(2) ใช้ในการผลิตแม่เหล็กถาวร การใช้ praseodymium และโลหะนีโอไดเมียมราคาถูกแทนโลหะนีโอไดเมียมบริสุทธิ์เพื่อสร้างวัสดุแม่เหล็กถาวร ความต้านทานของออกซิเจนและคุณสมบัติทางกลได้รับการปรับปรุงอย่างเห็นได้ชัด และสามารถแปรรูปเป็นแม่เหล็กที่มีรูปร่างต่างๆ ได้ มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และมอเตอร์ต่างๆ

(3) ใช้ในการแตกตัวเร่งปฏิกิริยาปิโตรเลียม กิจกรรม การเลือกสรรและความเสถียรของตัวเร่งปฏิกิริยาสามารถปรับปรุงได้โดยการเพิ่ม praseodymium และนีโอไดเมียมที่ได้รับการเสริมสมรรถนะลงในตะแกรงโมเลกุลซีโอไลต์ Y เพื่อเตรียมตัวเร่งปฏิกิริยาการแตกตัวของปิโตรเลียม จีนเริ่มนำไปใช้ในอุตสาหกรรมในปี 1970 และการบริโภคก็เพิ่มมากขึ้น

(4) Praseodymium สามารถใช้สำหรับการขัดเงาได้ นอกจากนี้ praseodymium ยังใช้กันอย่างแพร่หลายในสนามใยแก้วนำแสง

4

นีโอดิเมียม (nd)

เหตุใดจึงพบถัง M1 ก่อนถังติดตั้งเครื่องวัดระยะด้วยเลเซอร์ Nd: YAG ซึ่งสามารถเข้าถึงระยะเกือบ 4,000 เมตรในเวลากลางวันที่สดใส-แผนที่ข้อมูล)

ด้วยการกำเนิดของเพราซีโอดิเมียม นีโอไดเมียมจึงเกิดขึ้น การมาถึงของนีโอไดเมียมทำให้เกิดสนามธาตุหายาก มีบทบาทสำคัญในสนามธาตุหายาก และมีอิทธิพลต่อตลาดธาตุหายาก

นีโอไดเมียมกลายเป็นจุดร้อนในตลาดมาหลายปีแล้ว เนื่องจากมีตำแหน่งที่มีเอกลักษณ์เฉพาะในด้านแร่หายาก ผู้ใช้โลหะนีโอดิเมียมรายใหญ่ที่สุดคือวัสดุแม่เหล็กถาวร NdFeB การถือกำเนิดของแม่เหล็กถาวร NdFeB ได้เพิ่มพลังใหม่ให้กับสนามเทคโนโลยีชั้นสูงของธาตุหายาก แม่เหล็ก NdFeB ถูกเรียกว่า "ราชาแห่งแม่เหล็กถาวร" เนื่องจากมีผลิตภัณฑ์พลังงานแม่เหล็กสูง มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เครื่องจักร และอุตสาหกรรมอื่น ๆ เพื่อประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยม การพัฒนาที่ประสบความสำเร็จของ Alpha Magnetic Spectrometer บ่งชี้ว่าคุณสมบัติทางแม่เหล็กของแม่เหล็ก NdFeB ในประเทศจีนได้เข้าสู่ระดับโลกแล้ว นีโอไดเมียมยังใช้ในวัสดุที่ไม่ใช่เหล็ก การเพิ่มนีโอไดเมียม 1.5-2.5% ลงในแมกนีเซียมหรือโลหะผสมอลูมิเนียมสามารถปรับปรุงสมรรถนะที่อุณหภูมิสูง ความหนาแน่นของอากาศ และความต้านทานการกัดกร่อนของโลหะผสมได้ ใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นวัสดุการบินและอวกาศ นอกจากนี้ โกเมนอะลูมิเนียมอิตเทรียมเจือด้วยนีโอไดเมียมยังผลิตลำแสงเลเซอร์คลื่นสั้น ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในการเชื่อมและตัดวัสดุบางที่มีความหนาต่ำกว่า 10 มม. ในอุตสาหกรรม ในการรักษาทางการแพทย์ เลเซอร์ Nd: YAG ใช้เพื่อลบการผ่าตัดหรือฆ่าเชื้อบาดแผลแทนการใช้มีดผ่าตัด นีโอไดเมียมยังใช้สำหรับระบายสีแก้วและวัสดุเซรามิกและเป็นสารเติมแต่งสำหรับผลิตภัณฑ์ยาง

5

โทรลเลียม (Pm)

ทูเลียมเป็นธาตุกัมมันตภาพรังสีเทียมที่ผลิตโดยเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ (แผนที่ข้อมูล)

(1) สามารถใช้เป็นแหล่งความร้อนได้ ให้พลังงานเสริมสำหรับการตรวจจับสุญญากาศและดาวเทียมเทียม

(2) Pm147 ปล่อยรังสี β พลังงานต่ำ ซึ่งสามารถนำไปใช้ในการผลิตแบตเตอรี่ฉาบได้ เป็นแหล่งจ่ายไฟของเครื่องมือนำทางขีปนาวุธและนาฬิกา แบตเตอรี่ประเภทนี้มีขนาดเล็กและสามารถใช้งานได้ต่อเนื่องหลายปี นอกจากนี้ โพรมีเธียมยังใช้ในเครื่องเอ็กซ์เรย์แบบพกพา การเตรียมสารเรืองแสง การวัดความหนา และไฟบีคอน

6

ซาแมเรียม (Sm)

ซาแมเรียมโลหะ (แผนที่ข้อมูล)

Sm มีสีเหลืองอ่อน และเป็นวัตถุดิบของแม่เหล็กถาวร Sm-Co และแม่เหล็ก Sm-Co เป็นแม่เหล็กหายากที่เก่าแก่ที่สุดที่ใช้ในอุตสาหกรรม แม่เหล็กถาวรมีสองประเภท: ระบบ SmCo5 และระบบ Sm2Co17 ในช่วงต้นทศวรรษ 1970 ระบบ SmCo5 ถูกประดิษฐ์ขึ้น และระบบ Sm2Co17 ถูกประดิษฐ์ขึ้นในยุคต่อมา ตอนนี้ความต้องการอย่างหลังได้รับความสำคัญเป็นอันดับแรก ความบริสุทธิ์ของซาแมเรียมออกไซด์ที่ใช้ในแม่เหล็กซาแมเรียมโคบอลต์ไม่จำเป็นต้องสูงเกินไป เมื่อพิจารณาถึงต้นทุนแล้ว ส่วนใหญ่ใช้สินค้าประมาณ 95% นอกจากนี้ ซาแมเรียมออกไซด์ยังใช้ในตัวเก็บประจุและตัวเร่งปฏิกิริยาเซรามิกอีกด้วย นอกจากนี้ ซาแมเรียมยังมีคุณสมบัติทางนิวเคลียร์ ซึ่งสามารถใช้เป็นวัสดุโครงสร้าง วัสดุป้องกัน และวัสดุควบคุมสำหรับเครื่องปฏิกรณ์พลังงานปรมาณู เพื่อให้พลังงานมหาศาลที่เกิดจากการแยกตัวของนิวเคลียร์สามารถนำมาใช้ได้อย่างปลอดภัย

7

ยูโรเปียม (Eu)

ผงยูโรเพียมออกไซด์ (แผนที่ข้อมูล)

ยูโรเพียมออกไซด์ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับสารเรืองแสง (แผนที่ข้อมูล)

ในปี 1901 Eugene-AntoleDemarcay ค้นพบองค์ประกอบใหม่จาก "ซาแมเรียม" ซึ่งมีชื่อว่ายูโรเพียม นี้อาจตั้งชื่อตามคำว่ายุโรป ยูโรเพียมออกไซด์ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับผงเรืองแสง Eu3+ ถูกใช้เป็นตัวกระตุ้นของสารเรืองแสงสีแดง และ Eu2+ ถูกใช้เป็นสารเรืองแสงสีน้ำเงิน ปัจจุบัน Y2O2S:Eu3+ เป็นสารเรืองแสงที่ดีที่สุดในด้านประสิทธิภาพการส่องสว่าง ความคงตัวในการเคลือบ และต้นทุนการรีไซเคิล นอกจากนี้ยังมีการใช้กันอย่างแพร่หลายเนื่องจากมีการปรับปรุงเทคโนโลยี เช่น การปรับปรุงประสิทธิภาพการส่องสว่างและคอนทราสต์ ยูโรเพียมออกไซด์ยังถูกใช้เป็นสารเรืองแสงแบบกระตุ้นสำหรับระบบการวินิจฉัยทางการแพทย์ด้วยรังสีเอกซ์แบบใหม่ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ยูโรเพียมออกไซด์ยังสามารถใช้ในการผลิตเลนส์สีและตัวกรองแสง สำหรับอุปกรณ์จัดเก็บฟองแม่เหล็ก นอกจากนี้ยังสามารถแสดงความสามารถในด้านวัสดุควบคุม วัสดุป้องกัน และวัสดุโครงสร้างของเครื่องปฏิกรณ์ปรมาณู

8

แกโดลิเนียม (Gd)

แกโดลิเนียมและไอโซโทปของแกโดลิเนียมเป็นตัวดูดซับนิวตรอนที่มีประสิทธิภาพสูงสุด และสามารถใช้เป็นตัวยับยั้งเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ได้ (แผนที่ข้อมูล)

(1) สารพาราแมกเนติกคอมเพล็กซ์ที่ละลายน้ำได้สามารถปรับปรุงสัญญาณการถ่ายภาพ NMR ของร่างกายมนุษย์ในการรักษาพยาบาลได้

(2) ซัลเฟอร์ออกไซด์สามารถใช้เป็นตารางเมทริกซ์ของหลอดออสซิลโลสโคปและหน้าจอเอ็กซ์เรย์ที่มีความสว่างพิเศษ

(3) แกโดลิเนียมในแกโดลิเนียม แกลเลียม โกเมนเป็นสารตั้งต้นเดียวที่เหมาะสำหรับหน่วยความจำฟอง

(4) สามารถใช้เป็นสื่อทำความเย็นแม่เหล็กแข็งได้โดยไม่มีข้อจำกัดของวงจร Camot

(5) ใช้เป็นตัวยับยั้งในการควบคุมระดับปฏิกิริยาลูกโซ่ของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์เพื่อความปลอดภัยของปฏิกิริยานิวเคลียร์

(6) ใช้เป็นสารเติมแต่งของแม่เหล็กซาแมเรียมโคบอลต์เพื่อให้แน่ใจว่าประสิทธิภาพไม่เปลี่ยนแปลงตามอุณหภูมิ

9

เทอร์เบียม (Tb)

ผงเทอร์เบียมออกไซด์ (แผนที่ข้อมูล)

การใช้เทอร์เบียมส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับสาขาเทคโนโลยีขั้นสูง ซึ่งเป็นโครงการล้ำหน้าที่มีเทคโนโลยีเข้มข้นและมีความรู้เข้มข้น ตลอดจนโครงการที่มีประโยชน์ทางเศรษฐกิจอย่างน่าทึ่ง พร้อมโอกาสการพัฒนาที่น่าดึงดูด

(1) ฟอสเฟอร์ถูกใช้เป็นตัวกระตุ้นของผงสีเขียวในฟอสเฟอร์ไตรรงค์ เช่น เมทริกซ์ฟอสเฟตที่กระตุ้นด้วยเทอร์เบียม เมทริกซ์ซิลิเกตที่กระตุ้นด้วยเทอร์เบียม และเมทริกซ์อลูมิเนตซีเรียมที่กระตุ้นด้วยเทอร์เบียม ซึ่งทั้งหมดจะปล่อยแสงสีเขียวในสถานะที่ตื่นเต้น

(2) วัสดุจัดเก็บแสงแบบแม๊กนีโต ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา วัสดุเทอร์เบียมแมกนีโตออปติคอลได้ก้าวไปสู่ระดับการผลิตจำนวนมาก ดิสก์ออปติคอลแม๊กที่ทำจากฟิล์มอสัณฐาน Tb-Fe ถูกใช้เป็นองค์ประกอบการจัดเก็บข้อมูลคอมพิวเตอร์ และความจุเพิ่มขึ้น 10~15 เท่า

(3) แก้วแสงแบบแม๊กนีโต กระจกหมุนของฟาราเดย์ที่ประกอบด้วยเทอร์เบียมเป็นวัสดุสำคัญสำหรับการผลิตโรเตเตอร์ ตัวแยก และตัวรบกวนซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในเทคโนโลยีเลเซอร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การพัฒนา TerFenol ได้เปิดการใช้งานใหม่ของ Terfenol ซึ่งเป็นวัสดุใหม่ที่ถูกค้นพบในปี 1970 ครึ่งหนึ่งของโลหะผสมนี้ประกอบด้วยเทอร์เบียมและดิสโพรเซียม บางครั้งมีโฮลเมียม และส่วนที่เหลือเป็นเหล็ก โลหะผสมนี้ได้รับการพัฒนาครั้งแรกโดยห้องปฏิบัติการเอมส์ในรัฐไอโอวา ประเทศสหรัฐอเมริกา เมื่อวาง Terfenol ไว้ในสนามแม่เหล็ก ขนาดของมันจะเปลี่ยนไปมากกว่าขนาดของวัสดุแม่เหล็กทั่วไป ซึ่งสามารถทำให้เกิดการเคลื่อนไหวทางกลที่แม่นยำได้ เหล็กเทอร์เบียมดิสโพรเซียมส่วนใหญ่ใช้ในโซนาร์ในตอนแรก และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในหลายสาขาในปัจจุบัน ตั้งแต่ระบบฉีดเชื้อเพลิง การควบคุมวาล์วของเหลว การวางตำแหน่งระดับไมโคร ไปจนถึงตัวกระตุ้นเชิงกล กลไก และตัวควบคุมปีกสำหรับกล้องโทรทรรศน์อวกาศเครื่องบิน

10

ดี (ดี)

โลหะดิสโพรเซียม (แผนที่ข้อมูล)

(1) ในฐานะที่เป็นสารเติมแต่งของแม่เหล็กถาวร NdFeB การเติมดิสโพรเซียมประมาณ 2~3% ให้กับแม่เหล็กนี้สามารถปรับปรุงแรงบีบบังคับได้ ในอดีต ความต้องการดิสโพรเซียมไม่มาก แต่ด้วยความต้องการที่เพิ่มขึ้นของแม่เหล็ก NdFeB มันจึงกลายเป็นองค์ประกอบเสริมที่จำเป็น และเกรดจะต้องอยู่ที่ประมาณ 95~99.9% และความต้องการก็เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเช่นกัน

(2) ดิสโพรเซียมใช้เป็นตัวกระตุ้นของสารเรืองแสง ดิสโพรเซียมไตรวาเลนท์เป็นไอออนกระตุ้นการทำงานของวัสดุเรืองแสงไตรรงค์ที่มีจุดศูนย์กลางเรืองแสงเดี่ยว โดยส่วนใหญ่ประกอบด้วยแถบปล่อยแสงสองแถบ แถบหนึ่งคือแถบปล่อยแสงสีเหลือง และอีกแถบคือแถบปล่อยแสงสีน้ำเงิน วัสดุเรืองแสงที่เจือด้วยดิสโพรเซียมสามารถใช้เป็นสารเรืองแสงไตรรงค์ได้

(3) ดิสโพรเซียมเป็นวัตถุดิบโลหะที่จำเป็นสำหรับการเตรียมโลหะผสม Terfenol ในโลหะผสมแม่เหล็กซึ่งสามารถรับรู้ถึงกิจกรรมการเคลื่อนไหวทางกลที่แม่นยำ (4) โลหะดิสโพรเซียมสามารถใช้เป็นวัสดุจัดเก็บแสงแบบแมกนีโตได้ด้วยความเร็วในการบันทึกและความไวในการอ่านสูง

(5) ใช้ในการเตรียมหลอดดิสโพรเซียม สารทำงานที่ใช้ในหลอดดิสโพรเซียมคือดิสโพรเซียมไอโอไดด์ ซึ่งมีข้อดีคือความสว่างสูง สีที่ดี อุณหภูมิสีสูง ขนาดเล็ก ส่วนโค้งที่เสถียรและอื่น ๆ และถูกนำมาใช้ เป็นแหล่งแสงสว่างสำหรับภาพยนตร์และการพิมพ์

(6) ดิสโพรเซียมใช้ในการวัดสเปกตรัมพลังงานนิวตรอนหรือเป็นตัวดูดซับนิวตรอนในอุตสาหกรรมพลังงานปรมาณู เนื่องจากมีพื้นที่หน้าตัดในการจับนิวตรอนขนาดใหญ่

(7) Dy3Al5O12 ยังสามารถใช้เป็นสารทำงานแม่เหล็กสำหรับการทำความเย็นแบบแม่เหล็ก ด้วยการพัฒนาทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี การประยุกต์ใช้ดิสโพรเซียมจะถูกขยายและขยายอย่างต่อเนื่อง

11

โฮลเมียม (โฮ)

โลหะผสม Ho-Fe (แผนที่ข้อมูล)

ในปัจจุบัน จำเป็นต้องพัฒนาด้านการประยุกต์ใช้เหล็กเพิ่มเติม และการบริโภคไม่มากนัก เมื่อเร็วๆ นี้ สถาบันวิจัยแร่หายากแห่ง Baotou Steel ได้นำเทคโนโลยีการกลั่นบริสุทธิ์แบบสุญญากาศที่มีอุณหภูมิสูงมาใช้ และพัฒนาโลหะที่มีความบริสุทธิ์สูง Qin Ho/>RE>99.9% โดยมีปริมาณสิ่งเจือปนที่ไม่ใช่แร่หายากในปริมาณต่ำ

ในปัจจุบันการใช้ล็อคหลักคือ:

(1) ในฐานะที่เป็นสารเติมแต่งของหลอดฮาโลเจนโลหะ หลอดฮาโลเจนโลหะเป็นหลอดปล่อยก๊าซชนิดหนึ่งซึ่งพัฒนาขึ้นโดยใช้หลอดปรอทแรงดันสูง และมีลักษณะเฉพาะคือหลอดไฟเต็มไปด้วยเฮไลด์ของธาตุหายากต่างๆ ปัจจุบันไอโอไดด์ของธาตุหายากส่วนใหญ่จะใช้ซึ่งจะปล่อยเส้นสเปกตรัมที่แตกต่างกันออกไปเมื่อปล่อยก๊าซ สารทำงานที่ใช้ในโคมไฟเหล็กคือ qiniodide ซึ่งสามารถรับความเข้มข้นของอะตอมโลหะที่สูงขึ้นได้ในเขตส่วนโค้ง ซึ่งจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการแผ่รังสีได้อย่างมาก

(2) เหล็กสามารถใช้เป็นสารเติมแต่งสำหรับบันทึกเหล็กหรือโกเมนอะลูมิเนียมพันล้าน

(3) โกเมนอะลูมิเนียมเจือ Khin (Ho: YAG) สามารถปล่อยเลเซอร์ 2um ได้ และอัตราการดูดซึมของเลเซอร์ 2um โดยเนื้อเยื่อของมนุษย์นั้นสูง ซึ่งสูงกว่า HD: YAG เกือบสามเท่า ดังนั้นเมื่อใช้เลเซอร์ Ho: YAG ในการรักษาพยาบาล ไม่เพียงแต่สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพและความแม่นยำในการดำเนินงาน แต่ยังช่วยลดพื้นที่ความเสียหายจากความร้อนให้มีขนาดเล็กลงอีกด้วย ลำแสงอิสระที่สร้างโดยคริสตัลล็อคสามารถกำจัดไขมันได้โดยไม่สร้างความร้อนมากเกินไป เพื่อลดความเสียหายจากความร้อนต่อเนื้อเยื่อที่มีสุขภาพดี มีรายงานว่าการรักษาด้วยเลเซอร์ต้อหินในสหรัฐอเมริกาสามารถลดความเจ็บปวดจากการผ่าตัดได้ระดับ ของคริสตัลเลเซอร์ขนาด 2um ในประเทศจีนได้ก้าวไปสู่ระดับสากลแล้ว ดังนั้นจึงจำเป็นต้องพัฒนาและผลิตคริสตัลเลเซอร์ชนิดนี้

(4) สามารถเติม Cr จำนวนเล็กน้อยลงในโลหะผสมแม่เหล็ก Terfenol-D เพื่อลดสนามภายนอกที่จำเป็นสำหรับการทำให้เป็นสนามแม่เหล็กอิ่มตัว

(5) นอกจากนี้ เส้นใยเจือเหล็กยังสามารถใช้เพื่อสร้างไฟเบอร์เลเซอร์ เครื่องขยายสัญญาณไฟเบอร์ เซ็นเซอร์ไฟเบอร์ และอุปกรณ์สื่อสารด้วยแสงอื่น ๆ ซึ่งจะมีบทบาทสำคัญในการสื่อสารด้วยใยแก้วนำแสงที่รวดเร็วในปัจจุบัน

12

เออร์เบียม (ER)

ผงเออร์เบียมออกไซด์ (แผนภูมิข้อมูล)

(1) การปล่อยแสงของ Er3 + ที่ 1550 นาโนเมตรมีความสำคัญเป็นพิเศษ เนื่องจากความยาวคลื่นนี้อยู่ที่การสูญเสียใยแก้วนำแสงน้อยที่สุดในการสื่อสารด้วยใยแก้วนำแสง หลังจากที่ตื่นเต้นกับแสง 980 นาโนเมตรและ 1480 นาโนเมตร ไอออนของเหยื่อ (Er3 +) จะเปลี่ยนจากสถานะพื้นดิน 4115 / 2 เป็นสถานะพลังงานสูง 4I13 / 2 เมื่อ Er3 + ในสถานะพลังงานสูงเปลี่ยนกลับเป็นสถานะพื้นดิน มันปล่อยแสง 1550 นาโนเมตร เส้นใยควอตซ์สามารถส่งแสงที่มีความยาวคลื่นต่างกันได้ อย่างไรก็ตาม อัตราการลดทอนแสงของแถบความถี่ 1550 นาโนเมตรนั้นต่ำที่สุด (0.15 dB / km) ซึ่งเกือบจะเป็นอัตราการลดทอนขีดจำกัดล่าง ดังนั้น การสูญเสียทางแสงของการสื่อสารด้วยใยแก้วนำแสงจึงน้อยที่สุดเมื่อ ใช้เป็นไฟสัญญาณที่ 1550 นาโนเมตร ด้วยวิธีนี้หากผสมความเข้มข้นของเหยื่อที่เหมาะสมลงในเมทริกซ์ที่เหมาะสมเครื่องขยายเสียงจะสามารถชดเชยการสูญเสียในระบบสื่อสารตามเลเซอร์ได้ หลักการ ดังนั้น ในเครือข่ายโทรคมนาคมซึ่งจำเป็นต้องขยายสัญญาณแสง 1550nm เครื่องขยายสัญญาณไฟเบอร์เจือเหยื่อจึงเป็นอุปกรณ์ออปติคัลที่จำเป็น ปัจจุบันเครื่องขยายสัญญาณไฟเบอร์ซิลิกาแบบเจือเหยื่อได้รับการจำหน่ายในเชิงพาณิชย์ มีรายงานว่าเพื่อหลีกเลี่ยงการดูดซึมที่ไร้ประโยชน์ปริมาณที่เจือในใยแก้วนำแสงคือสิบถึงหลายร้อย ppm การพัฒนาอย่างรวดเร็วของการสื่อสารด้วยใยแก้วนำแสงจะเปิดช่องแอปพลิเคชันใหม่ .

(2) (2) นอกจากนี้คริสตัลเลเซอร์เจือเหยื่อและเลเซอร์เอาต์พุต 1730 นาโนเมตรและเลเซอร์ 1550 นาโนเมตรปลอดภัยต่อสายตามนุษย์ประสิทธิภาพการส่งผ่านบรรยากาศที่ดีความสามารถในการเจาะทะลุควันในสนามรบที่แข็งแกร่งการรักษาความปลอดภัยที่ดีไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะถูกตรวจพบโดย ศัตรูและความแตกต่างของการแผ่รังสีของเป้าหมายทางทหารนั้นมีมาก มันถูกสร้างเป็นเครื่องวัดระยะด้วยเลเซอร์แบบพกพาซึ่งปลอดภัยต่อสายตามนุษย์ในการใช้งานทางทหาร

(3) (3) สามารถเพิ่ม Er3 + ลงในแก้วเพื่อสร้างวัสดุเลเซอร์แก้วหายากซึ่งเป็นวัสดุเลเซอร์แข็งที่มีพลังงานพัลส์เอาท์พุตที่ใหญ่ที่สุดและมีกำลังเอาท์พุตสูงสุด

(4) Er3 + ยังสามารถใช้เป็นไอออนที่ใช้งานอยู่ในวัสดุเลเซอร์การแปลงสภาพของธาตุหายาก

(5) (5) นอกจากนี้เหยื่อยังสามารถใช้สำหรับการลดสีและสีของแก้วแก้วและแก้วคริสตัลได้

13

ทูเลียม (TM)

หลังจากถูกฉายรังสีในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ ทูเลียมจะผลิตไอโซโทปที่สามารถปล่อยรังสีเอกซ์ออกมาได้ ซึ่งสามารถใช้เป็นแหล่งกำเนิดรังสีเอกซ์แบบพกพาได้-แผนที่ข้อมูล)

(1)TM ถูกใช้เป็นแหล่งรังสีของเครื่องเอ็กซ์เรย์แบบพกพา หลังจากถูกฉายรังสีในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์TMผลิตไอโซโทปชนิดหนึ่งที่สามารถปล่อยรังสีเอกซ์ออกมา ซึ่งสามารถนำมาใช้สร้างเครื่องฉายรังสีในเลือดแบบพกพาได้ เรดิโอมิเตอร์ชนิดนี้สามารถเปลี่ยน yu-169 เป็นได้TM-170 ภายใต้การกระทำของลำแสงสูงและกลางและฉายรังสีเอกซ์เพื่อฉายรังสีเลือดและลดเม็ดเลือดขาว เซลล์เม็ดเลือดขาวเหล่านี้เองที่ทำให้เกิดการปฏิเสธการปลูกถ่ายอวัยวะ เพื่อลดการปฏิเสธอวัยวะตั้งแต่เนิ่นๆ

(2) (2)TMยังสามารถนำมาใช้ในการวินิจฉัยทางคลินิกและการรักษาเนื้องอกได้ เนื่องจากมีความสัมพันธ์สูงกับเนื้อเยื่อเนื้องอก Heavy Rare Earth เข้ากันได้มากกว่า Light Rare Earth โดยเฉพาะอย่างยิ่งความสัมพันธ์ของ Yu นั้นใหญ่ที่สุด

(3) (3) ตัวกระตุ้นความไวต่อรังสีเอกซ์ Laobr: br (สีน้ำเงิน) ถูกใช้เป็นตัวกระตุ้นในสารเรืองแสงของหน้าจอป้องกันความไวต่อรังสีเอกซ์เพื่อเพิ่มความไวแสง ซึ่งช่วยลดการสัมผัสและอันตรายของรังสีเอกซ์ต่อมนุษย์× ปริมาณรังสีคือ 50% ซึ่งมีความสำคัญในทางปฏิบัติที่สำคัญในการใช้งานทางการแพทย์

(4) (4) หลอดเมทัลฮาไลด์สามารถใช้เป็นสารเติมแต่งในแหล่งกำเนิดแสงใหม่ได้

(5) (5) สามารถเพิ่ม Tm3 + ลงในแก้วเพื่อสร้างวัสดุเลเซอร์แก้วธาตุหายากซึ่งเป็นวัสดุเลเซอร์โซลิดสเตตที่มีพัลส์เอาต์พุตที่ใหญ่ที่สุดและกำลังขับสูงสุด Tm3 + ยังสามารถใช้เป็นไอออนกระตุ้นการทำงานของ ของวัสดุเลเซอร์การแปลงสภาพของธาตุหายาก

14

อิตเทอร์เบียม (Yb)

โลหะอิตเทอร์เบียม (แผนที่ข้อมูล)

(1) เป็นวัสดุเคลือบป้องกันความร้อน ผลการวิจัยพบว่ากระจกสามารถปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนของการเคลือบสังกะสีด้วยอิเล็กโทรโพซิตได้อย่างเห็นได้ชัด และขนาดเกรนของการเคลือบด้วยกระจกมีขนาดเล็กกว่าการเคลือบที่ไม่มีกระจก

(2) เป็นวัสดุแม่เหล็ก วัสดุนี้มีลักษณะของสนามแม่เหล็กยักษ์นั่นคือการขยายตัวในสนามแม่เหล็ก โลหะผสมส่วนใหญ่ประกอบด้วยกระจก / โลหะผสมเฟอร์ไรต์และโลหะผสมดิสโพรเซียม / เฟอร์ไรต์ และสัดส่วนของแมงกานีสจะถูกเพิ่มในการผลิต สนามแม่เหล็กขนาดยักษ์

(3) องค์ประกอบกระจกที่ใช้สำหรับการวัดความดัน การทดลองแสดงให้เห็นว่าความไวขององค์ประกอบกระจกสูงในช่วงความดันที่สอบเทียบ ซึ่งเปิดวิธีใหม่ในการใช้กระจกในการวัดความดัน

(4) การอุดฟันผุโดยใช้เรซินเพื่อทดแทนซิลเวอร์อะมัลกัมที่ใช้กันทั่วไปในอดีต

(5) นักวิชาการชาวญี่ปุ่นประสบความสำเร็จในการเตรียมเลเซอร์ท่อนำคลื่นแบบฝังโกเมนวานาเดียมบาทเจือกระจก ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการพัฒนาเทคโนโลยีเลเซอร์ต่อไป นอกจากนี้ กระจกยังใช้สำหรับตัวกระตุ้นผงเรืองแสง เซรามิกวิทยุ สารเติมแต่งองค์ประกอบหน่วยความจำคอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ (ฟองแม่เหล็ก) ฟลักซ์ใยแก้ว และสารเติมแต่งแก้วแสง ฯลฯ

15

ลูทีเทียม (Lu)

ผงลูทีเซียมออกไซด์ (แผนที่ข้อมูล)

อิตเทรียมลูเทเทียมซิลิเกตคริสตัล (แผนที่ข้อมูล)

(1) ทำโลหะผสมพิเศษบางอย่าง ตัวอย่างเช่น อลูมิเนียมอัลลอยด์ลูทีเซียมสามารถใช้ในการวิเคราะห์การกระตุ้นนิวตรอนได้

(2) นิวไคลด์ลูทีเซียมที่เสถียรมีบทบาทสำคัญในการเร่งปฏิกิริยาในการแตกร้าวของปิโตรเลียม อัลคิเลชัน ไฮโดรจิเนชัน และการเกิดพอลิเมอไรเซชัน

(3) การเติมเหล็กอิตเทรียมหรือโกเมนอลูมิเนียมอิตเทรียมสามารถปรับปรุงคุณสมบัติบางอย่างได้

(4) วัตถุดิบของอ่างเก็บน้ำฟองแม่เหล็ก

(5) คริสตัลเชิงฟังก์ชันคอมโพสิต อลูมิเนียมอิตเทรียมนีโอดิเมียมเจือลูเทเซียม tetraborate เป็นของสาขาทางเทคนิคของสารละลายเกลือทำความเย็นการเติบโตของคริสตัล การทดลองแสดงให้เห็นว่าคริสตัล NYAB ที่เจือด้วยลูทีเซียมนั้นเหนือกว่าคริสตัล NYAB ในด้านความสม่ำเสมอของแสงและประสิทธิภาพของเลเซอร์

(6) พบว่าลูทีเซียมมีศักยภาพในการใช้งานในจอแสดงผลแบบอิเล็กโทรโครมิกและเซมิคอนดักเตอร์โมเลกุลขนาดต่ำ นอกจากนี้ลูทีเซียมยังใช้ในเทคโนโลยีแบตเตอรี่พลังงานและตัวกระตุ้นของสารเรืองแสงอีกด้วย

16

อิตเทรียม (ญ)

อิตเทรียมมีการใช้กันอย่างแพร่หลาย อิตเทรียมอะลูมิเนียมโกเมนสามารถใช้เป็นวัสดุเลเซอร์ อิตเทรียมเหล็กโกเมนใช้สำหรับเทคโนโลยีไมโครเวฟและการถ่ายโอนพลังงานเสียง และอิตเทรียมวานาเดตที่เจือด้วยยูโรเพียม และอิตเทรียมออกไซด์ที่เจือด้วยยูโรเพียม ถูกใช้เป็นสารเรืองแสงสำหรับโทรทัศน์สี (แผนที่ข้อมูล)

(1) สารเติมแต่งสำหรับเหล็กและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก โลหะผสม FeCr มักจะมีอิตเทรียม 0.5-4% ซึ่งสามารถเพิ่มความต้านทานการเกิดออกซิเดชันและความเหนียวของเหล็กกล้าไร้สนิมเหล่านี้ คุณสมบัติที่ครอบคลุมของโลหะผสม MB26 ได้รับการปรับปรุงอย่างเห็นได้ชัดโดยการเพิ่มปริมาณแร่หายากผสมที่อุดมด้วยอิตเทรียมในปริมาณที่เหมาะสม ซึ่งสามารถทดแทนโลหะผสมอลูมิเนียมที่มีความแข็งแกร่งปานกลางบางชนิด และนำไปใช้ในส่วนประกอบที่มีความเค้นของเครื่องบินได้ การเพิ่มธาตุหายากที่อุดมด้วยอิตเทรียมจำนวนเล็กน้อยลงในโลหะผสม Al-Zr ค่าการนำไฟฟ้าของโลหะผสมนั้นสามารถปรับปรุงได้ โลหะผสมนี้ถูกนำมาใช้โดยโรงงานลวดส่วนใหญ่ในประเทศจีน การเพิ่มอิตเทรียมลงในโลหะผสมทองแดงจะช่วยเพิ่มการนำไฟฟ้าและความแข็งแรงทางกล

(2) วัสดุเซรามิกซิลิคอนไนไตรด์ที่มีอิตเทรียม 6% และอลูมิเนียม 2% สามารถใช้ในการพัฒนาชิ้นส่วนเครื่องยนต์ได้

(3) ลำแสงเลเซอร์ Nd: Y: Al: Garnet กำลัง 400 วัตต์ ใช้ในการเจาะ ตัด และเชื่อมชิ้นส่วนขนาดใหญ่

(4) หน้าจอกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนที่ประกอบด้วยผลึกเดี่ยว Y-Al garnet มีความสว่างของฟลูออเรสเซนต์สูง การดูดกลืนแสงที่กระจัดกระจายต่ำ และทนต่ออุณหภูมิสูงและทนต่อการสึกหรอทางกลได้ดี

(5) โลหะผสมโครงสร้างอิตเทรียมสูงที่มีอิตเทรียม 90% สามารถใช้ในการบินและสถานที่อื่น ๆ ที่ต้องการความหนาแน่นต่ำและจุดหลอมเหลวสูง

(6) วัสดุนำโปรตอนอุณหภูมิสูงที่เจือด้วยอิตเทรียม SrZrO3 ซึ่งดึงดูดความสนใจอย่างมากในปัจจุบัน มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการผลิตเซลล์เชื้อเพลิง เซลล์อิเล็กโทรไลต์ และเซ็นเซอร์ก๊าซที่ต้องการความสามารถในการละลายไฮโดรเจนสูง นอกจากนี้ อิตเทรียมยังใช้เป็นวัสดุพ่นที่อุณหภูมิสูง สารเจือจางสำหรับเชื้อเพลิงเครื่องปฏิกรณ์ปรมาณู สารเติมแต่งสำหรับวัสดุแม่เหล็กถาวร และสารทะเยอทะยานในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์

17

สแกนเดียม (Sc)

สแกนเดียมโลหะ (แผนที่ข้อมูล)

เมื่อเปรียบเทียบกับธาตุอิตเทรียมและแลนทาไนด์ สแกนเดียมมีรัศมีไอออนิกเล็กเป็นพิเศษและมีไฮดรอกไซด์เป็นด่างอ่อนเป็นพิเศษ ดังนั้น เมื่อธาตุสแกนเดียมและธาตุหายากผสมกัน สแกนเดียมจะตกตะกอนก่อนเมื่อบำบัดด้วยแอมโมเนีย (หรือด่างที่เจือจางมาก) จึงสามารถแยกออกจากธาตุธาตุหายากได้อย่างง่ายดายด้วยวิธี "การตกตะกอนแบบเศษส่วน" อีกวิธีหนึ่งคือการใช้การสลายตัวของไนเตรตแบบโพลาไรเซชันเพื่อการแยก สแกนเดียมไนเตรตเป็นวิธีที่ง่ายที่สุดในการย่อยสลาย จึงบรรลุวัตถุประสงค์ของการแยก

Sc สามารถหาได้จากอิเล็กโทรไลซิส ScCl3, KCl และ LiCl ถูกหลอมร่วมกันในระหว่างการกลั่นสแกนเดียม และสังกะสีหลอมเหลวจะถูกใช้เป็นแคโทดสำหรับอิเล็กโทรลิซิส เพื่อให้สแกนเดียมตกตะกอนบนอิเล็กโทรดสังกะสี จากนั้นสังกะสีจะถูกระเหยเพื่อให้ได้สแกนเดียม นอกจากนี้ สแกนเดียมสามารถกู้คืนได้ง่ายเมื่อแปรรูปแร่เพื่อผลิตธาตุยูเรเนียม ทอเรียม และแลนทาไนด์ การฟื้นตัวอย่างครอบคลุมของสแกนเดียมที่เกี่ยวข้องจากทังสเตนและแร่ดีบุกก็เป็นหนึ่งในแหล่งสำคัญของสแกนเดียม สแกนเดียมคืออยู่ในสถานะไตรวาเลนต์ในสารประกอบ ซึ่งสามารถออกซิไดซ์เป็น Sc2O3 ในอากาศได้ง่าย และสูญเสียความมันวาวของโลหะและเปลี่ยนเป็นสีเทาเข้ม　

การใช้งานหลักของ scandium คือ:

(1) สแกนเดียมสามารถทำปฏิกิริยากับน้ำร้อนเพื่อปล่อยไฮโดรเจน และยังละลายได้ในกรด ดังนั้นจึงเป็นสารรีดิวซ์ที่แรง

(2) สแกนเดียมออกไซด์และไฮดรอกไซด์เป็นเพียงด่าง แต่เถ้าเกลือของมันแทบจะไม่สามารถไฮโดรไลซ์ได้ สแกนเดียมคลอไรด์เป็นผลึกสีขาว ละลายได้ในน้ำและมีกลิ่นในอากาศ　(3) ในอุตสาหกรรมโลหะวิทยา สแกนเดียมมักใช้ทำโลหะผสม (สารเติมแต่งของโลหะผสม) เพื่อปรับปรุงความแข็งแรง ความแข็ง ทนความร้อน และประสิทธิภาพของโลหะผสม ตัวอย่างเช่น การเติมสแกนเดียมจำนวนเล็กน้อยลงในเหล็กหลอมเหลวสามารถปรับปรุงคุณสมบัติของเหล็กหล่อได้อย่างมาก ในขณะที่การเติมสแกนเดียมจำนวนเล็กน้อยลงในอะลูมิเนียมจะช่วยเพิ่มความแข็งแรงและทนความร้อนได้

(4) ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ สแกนเดียมสามารถใช้เป็นอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ต่างๆ ตัวอย่างเช่น การใช้สแกนเดียมซัลไฟต์ในเซมิคอนดักเตอร์ได้รับความสนใจทั้งในและต่างประเทศ และเฟอร์ไรต์ที่มีสแกนเดียมก็มีแนวโน้มเช่นกันแกนแม่เหล็กของคอมพิวเตอร์　

(5) ในอุตสาหกรรมเคมี สารประกอบสแกนเดียมถูกใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาดีไฮโดรจีเนชันและดีไฮเดรชันของแอลกอฮอล์ ซึ่งเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีประสิทธิภาพในการผลิตเอทิลีนและคลอรีนจากกรดไฮโดรคลอริกของเสีย　

(6) ในอุตสาหกรรมแก้ว สามารถผลิตแก้วพิเศษที่มีสแกนเดียมได้　

(7) ในอุตสาหกรรมแหล่งกำเนิดแสงไฟฟ้า หลอดสแกนเดียมและโซเดียมที่ทำจากสแกนเดียมและโซเดียมมีข้อดีคือมีประสิทธิภาพสูงและมีสีของแสงที่เป็นบวก　

(8) สแกนเดียมมีอยู่ในรูปของ 45Sc ในธรรมชาติ นอกจากนี้ สแกนเดียมยังมีไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีอีก 9 ไอโซโทป ได้แก่ 40~44Sc และ 46~49Sc ในหมู่พวกเขา 46Sc เป็นตัวติดตามได้ถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมเคมี โลหะวิทยา และสมุทรศาสตร์ ในด้านการแพทย์ มีคนในต่างประเทศที่ศึกษาการใช้ 46Sc เพื่อรักษาโรคมะเร็ง