รายชื่อการใช้แร่ธาตุหายาก 17 ชนิด (พร้อมรูปภาพ)

Aอุปมาอุปไมยทั่วไปก็คือ หากน้ำมันคือเลือดของอุตสาหกรรม แร่ธาตุหายากก็คือวิตามินของอุตสาหกรรมเช่นกัน

แรร์เอิร์ธ (Rare Earth) คือคำย่อของกลุ่มโลหะ แรร์เอิร์ธ (Rare Earth Elements, REE) ถูกค้นพบมาอย่างต่อเนื่องตั้งแต่ปลายศตวรรษที่ 18 มี REE ทั้งหมด 17 ชนิด รวมถึงแลนทาไนด์ 15 ชนิดในตารางธาตุเคมี ได้แก่ แลนทานัม (La) ซีเรียม (Ce) เพรซีโอไดเมียม (Pr) นีโอไดเมียม (Nd) โพรมีเทียม (Pm) และอื่นๆ ปัจจุบัน REE ถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในหลายสาขา เช่น อิเล็กทรอนิกส์ ปิโตรเคมี และโลหะวิทยา นักวิทยาศาสตร์สามารถค้นพบการใช้งานใหม่ๆ ของแรร์เอิร์ธได้เกือบทุก 3-5 ปี และสิ่งประดิษฐ์ 1 ใน 6 รายการไม่สามารถแยกออกจากแรร์เอิร์ธได้

จีนมีแร่ธาตุหายากอยู่มากมาย โดยอยู่อันดับหนึ่งในสามโลก โดยอันดับหนึ่งคือแหล่งสำรองทรัพยากร คิดเป็นประมาณ 23% ผลผลิตเป็นอันดับหนึ่ง คิดเป็น 80% ถึง 90% ของสินค้าแร่ธาตุหายากของโลก ปริมาณการขายเป็นอันดับหนึ่ง โดยส่งออกผลิตภัณฑ์แร่ธาตุหายากไปต่างประเทศ 60% ถึง 70% ในขณะเดียวกัน จีนเป็นประเทศเดียวที่สามารถจัดหาแร่ธาตุหายากครบทั้ง 17 ชนิดได้ โดยเฉพาะแร่ธาตุหายากระดับกลางและหนักซึ่งมีประโยชน์ทางการทหารอย่างโดดเด่น ส่วนแบ่งของจีนนั้นน่าอิจฉา

Rโลกเป็นทรัพยากรเชิงกลยุทธ์ที่มีคุณค่าซึ่งรู้จักกันในชื่อ "ผงชูรสอุตสาหกรรม" และ "แม่ของวัสดุใหม่" และถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีขั้นสูงและอุตสาหกรรมการทหาร ตามข้อมูลของกระทรวงอุตสาหกรรมและเทคโนโลยีสารสนเทศ วัสดุที่มีฟังก์ชัน เช่น แม่เหล็กถาวรของธาตุหายาก การเรืองแสง การจัดเก็บไฮโดรเจน และการเร่งปฏิกิริยา ได้กลายมาเป็นวัตถุดิบที่ขาดไม่ได้สำหรับอุตสาหกรรมไฮเทค เช่น การผลิตอุปกรณ์ขั้นสูง พลังงานใหม่และอุตสาหกรรมเกิดใหม่ นอกจากนี้ยังใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ อุตสาหกรรมปิโตรเคมี โลหะวิทยา เครื่องจักร พลังงานใหม่ อุตสาหกรรมเบา การปกป้องสิ่งแวดล้อม การเกษตร และอื่นๆ

ในปีพ.ศ. 2526 ญี่ปุ่นได้นำระบบสำรองเชิงยุทธศาสตร์สำหรับแร่ธาตุหายากมาใช้ และร้อยละ 83 ของแร่ธาตุหายากในประเทศมาจากจีน

หากมองดูประเทศสหรัฐอเมริกาอีกครั้ง ปริมาณสำรองแร่ธาตุหายากของประเทศเป็นรองเพียงจีนเท่านั้น แต่แร่ธาตุหายากของประเทศล้วนเป็นแร่ธาตุเบา ซึ่งแบ่งออกเป็นแร่ธาตุหนักและแร่ธาตุเบา แร่ธาตุหนักมีราคาแพงมาก และแร่ธาตุเบาไม่คุ้มทุนต่อการขุด จึงทำให้ผู้คนในอุตสาหกรรมนี้เปลี่ยนแร่ธาตุหายากเหล่านี้ให้เป็นแร่ธาตุปลอม แร่ธาตุหายากของสหรัฐฯ 80% มาจากจีน

สหายเติ้งเสี่ยวผิงเคยกล่าวไว้ว่า “มีน้ำมันในตะวันออกกลางและแร่ธาตุหายากในจีน” นัยของคำพูดของเขานั้นชัดเจน แร่ธาตุหายากไม่เพียงแต่เป็น “ผงชูรส” ที่จำเป็นสำหรับผลิตภัณฑ์เทคโนโลยีขั้นสูง 1/5 ของโลกเท่านั้น แต่ยังเป็นปัจจัยต่อรองที่ทรงพลังสำหรับจีนในโต๊ะเจรจาระดับโลกในอนาคตอีกด้วย ปกป้องและใช้ทรัพยากรแร่ธาตุหายากอย่างเป็นวิทยาศาสตร์ ได้กลายเป็นกลยุทธ์ระดับชาติที่เรียกร้องโดยผู้คนจำนวนมากที่มีอุดมคติสูงส่งในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาเพื่อป้องกันไม่ให้ทรัพยากรแร่ธาตุหายากอันมีค่าถูกขายและส่งออกไปยังประเทศตะวันตกโดยไม่ลืมหูลืมตา ในปี 1992 เติ้งเสี่ยวผิงได้ระบุสถานะของจีนอย่างชัดเจนในฐานะประเทศแร่ธาตุหายากขนาดใหญ่

รายชื่อการใช้ธาตุหายาก 17 ชนิด

แลนทานัม 1 ใช้ในวัสดุโลหะผสมและฟิล์มเกษตร

ซีเรียมถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในกระจกรถยนต์

3 เพรซีโอไดเมียมถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในเม็ดสีเซรามิก

นีโอไดเมียมถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในวัสดุสำหรับการบินและอวกาศ

ฉาบ 5 อันให้พลังงานเสริมแก่ดาวเทียม

การประยุกต์ใช้ 6 Samarium ในเครื่องปฏิกรณ์พลังงานปรมาณู

เลนส์ผลิตยูโรเพียม 7 และจอแสดงผลคริสตัลเหลว

แกโดลิเนียม 8 สำหรับการถ่ายภาพด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าทางการแพทย์

เทอร์เบียม 9 ใช้ในตัวควบคุมปีกเครื่องบิน

เออร์เบียม 10 ถูกนำมาใช้ในเครื่องวัดระยะด้วยเลเซอร์ในกิจการทหาร

11 ดิสโพรเซียมใช้เป็นแหล่งกำเนิดแสงสำหรับฟิล์มและการพิมพ์

12 โฮลเมียมใช้ทำอุปกรณ์สื่อสารด้วยแสง

13 ทูเลียมใช้ในการวินิจฉัยทางคลินิกและการรักษาเนื้องอก

สารเติมแต่งอิตเทอร์เบียม 14 สำหรับองค์ประกอบหน่วยความจำคอมพิวเตอร์

การประยุกต์ใช้ลูทีเทียม 15 ชนิดในเทคโนโลยีแบตเตอรี่พลังงาน

อิตเทรียม 16 ผลิตสายไฟและส่วนประกอบของเครื่องบิน

สแกนเดียมมักใช้ในการผลิตโลหะผสม

โดยมีรายละเอียดดังนี้:

1

แลนทานัม (LA)

ในสงครามอ่าวเปอร์เซีย อุปกรณ์มองเห็นตอนกลางคืนที่มีแลนทานัมธาตุหายากกลายมาเป็นแหล่งที่มาหลักของรถถังสหรัฐฯ รูปภาพด้านบนแสดงผงแลนทานัมคลอไรด์-แผนที่ข้อมูล)

แลนทานัมถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในวัสดุเพียโซอิเล็กทริก วัสดุไฟฟ้าความร้อน วัสดุเทอร์โมอิเล็กทริก วัสดุแม่เหล็กรีซิสทีฟ วัสดุเรืองแสง (ผงสีฟ้า) วัสดุกักเก็บไฮโดรเจน กระจกออปติคอล วัสดุเลเซอร์ วัสดุโลหะผสมต่างๆ เป็นต้น แลนทานัมยังใช้ในตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับการเตรียมผลิตภัณฑ์เคมีอินทรีย์หลายชนิด นักวิทยาศาสตร์ได้ตั้งชื่อแลนทานัมว่า "แคลเซียมสุดยอด" เนื่องจากมีผลต่อพืชผล

2

ซีเรียม (CE)

ซีเรียมสามารถใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา อิเล็กโทรดอาร์ก และแก้วชนิดพิเศษ โลหะผสมซีเรียมทนความร้อนสูง และสามารถใช้ทำชิ้นส่วนขับเคลื่อนไอพ่นได้-แผนที่ข้อมูล)

(1) ซีเรียมเป็นสารเติมแต่งกระจกที่สามารถดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลตและอินฟราเรดและถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในกระจกรถยนต์ ไม่เพียงแต่สามารถป้องกันรังสีอัลตราไวโอเลตเท่านั้น แต่ยังช่วยลดอุณหภูมิภายในรถได้อีกด้วย เพื่อประหยัดไฟฟ้าสำหรับเครื่องปรับอากาศ ตั้งแต่ปี 1997 เป็นต้นมา ซีเรียมถูกเพิ่มเข้าไปในกระจกรถยนต์ทั้งหมดในญี่ปุ่น ในปี 1996 ซีเรียมอย่างน้อย 2,000 ตันถูกใช้ในกระจกรถยนต์ และมากกว่า 1,000 ตันในสหรัฐอเมริกา

(2) ปัจจุบันมีการใช้ซีเรียมเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาการฟอกไอเสียของรถยนต์ ซึ่งสามารถป้องกันก๊าซไอเสียของรถยนต์จำนวนมากไม่ให้ถูกปล่อยสู่บรรยากาศได้อย่างมีประสิทธิภาพ การบริโภคซีเรียมในสหรัฐอเมริกาคิดเป็นหนึ่งในสามของการบริโภคแร่ธาตุหายากทั้งหมด

(3) ซีเรียมซัลไฟด์สามารถนำมาใช้ในเม็ดสีแทนตะกั่ว แคดเมียม และโลหะอื่นๆ ที่เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมและมนุษย์ นอกจากนี้ยังสามารถใช้ในการแต่งสีพลาสติก เคลือบ หมึก และอุตสาหกรรมกระดาษ ปัจจุบันบริษัทชั้นนำคือ Rhone Planck จากฝรั่งเศส

(4) CE: ระบบเลเซอร์ LiSAF เป็นเลเซอร์โซลิดสเตตที่พัฒนาโดยสหรัฐอเมริกา สามารถใช้ตรวจจับอาวุธชีวภาพและยาได้โดยการตรวจสอบความเข้มข้นของทริปโตเฟน ซีเรียมใช้กันอย่างแพร่หลายในหลายสาขา การใช้งานแร่ธาตุหายากเกือบทั้งหมดมีซีเรียมเป็นส่วนประกอบ เช่น ผงขัด วัสดุกักเก็บไฮโดรเจน วัสดุเทอร์โมอิเล็กทริก อิเล็กโทรดทังสเตนซีเรียม ตัวเก็บประจุเซรามิก เซรามิกเพียโซอิเล็กทริก สารกัดกร่อนซีเรียมซิลิกอนคาร์ไบด์ วัตถุดิบเซลล์เชื้อเพลิง ตัวเร่งปฏิกิริยาเบนซิน วัสดุแม่เหล็กถาวรบางชนิด เหล็กอัลลอยด์ต่างๆ และโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก

3

เพรซีโอไดเมียม (PR)

โลหะผสมนีโอดิเมียมพราซีโอไดเมียม

(1) เพรซิโอไดเมียมใช้กันอย่างแพร่หลายในเซรามิกส์สำหรับสร้างอาคารและเซรามิกส์สำหรับใช้ในชีวิตประจำวัน สามารถผสมกับเคลือบเซรามิกเพื่อทำเคลือบสีได้ และยังใช้เป็นเม็ดสีเคลือบใต้เคลือบได้อีกด้วย เม็ดสีมีสีเหลืองอ่อน ให้สีบริสุทธิ์และสง่างาม

(2) ใช้ในการผลิตแม่เหล็กถาวร โดยใช้เพรซีโอไดเมียมและโลหะนีโอไดเมียมราคาถูกแทนที่โลหะนีโอไดเมียมบริสุทธิ์ในการผลิตวัสดุแม่เหล็กถาวร ซึ่งทำให้ทนทานต่อออกซิเจนและมีคุณสมบัติทางกลดีขึ้นอย่างเห็นได้ชัด และสามารถแปรรูปเป็นแม่เหล็กที่มีรูปร่างต่างๆ ได้ ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และมอเตอร์ต่างๆ

(3) ใช้ในการแตกตัวเร่งปฏิกิริยาปิโตรเลียม กิจกรรม การคัดเลือก และความเสถียรของตัวเร่งปฏิกิริยาสามารถปรับปรุงได้โดยการเติมเพรซีโอไดเมียมและนีโอไดเมียมที่เสริมสมรรถนะลงในตะแกรงโมเลกุลซีโอไลต์ Y เพื่อเตรียมตัวเร่งปฏิกิริยาการแตกตัวปิโตรเลียม จีนเริ่มนำไปใช้ในอุตสาหกรรมตั้งแต่ทศวรรษ 1970 และการบริโภคก็เพิ่มมากขึ้น

(4) เพรซิโอไดเมียมยังใช้ขัดเงาได้ด้วย นอกจากนี้ เพรซิโอไดเมียมยังใช้กันอย่างแพร่หลายในสาขาเส้นใยแก้วนำแสง

4

นีโอไดเมียม (nd)

เหตุใดจึงพบรถถัง M1 ได้ก่อน รถถังติดตั้งเครื่องวัดระยะเลเซอร์ Nd: YAG ซึ่งสามารถวัดระยะได้เกือบ 4,000 เมตรในตอนกลางวันที่อากาศแจ่มใส-แผนที่ข้อมูล)

จากการถือกำเนิดของเพรซีโอไดเมียม นีโอไดเมียมจึงถือกำเนิดขึ้น การถือกำเนิดของนีโอไดเมียมได้กระตุ้นให้เกิดอุตสาหกรรมแรร์เอิร์ธ มีบทบาทสำคัญในอุตสาหกรรมแรร์เอิร์ธ และมีอิทธิพลต่อตลาดแรร์เอิร์ธ

แม่เหล็กนีโอไดเมียมได้กลายเป็นจุดร้อนในตลาดมาหลายปีแล้วเนื่องจากตำแหน่งที่ไม่เหมือนใครในด้านของแร่ธาตุหายาก ผู้ใช้โลหะนีโอไดเมียมรายใหญ่ที่สุดคือวัสดุแม่เหล็กถาวร NdFeB การถือกำเนิดของแม่เหล็กถาวร NdFeB ได้เติมพลังใหม่ให้กับสาขาเทคโนโลยีขั้นสูงของแร่ธาตุหายาก แม่เหล็ก NdFeB เรียกว่า "ราชาของแม่เหล็กถาวร" เนื่องจากมีผลิตภัณฑ์พลังงานแม่เหล็กสูง แม่เหล็กนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในอิเล็กทรอนิกส์ เครื่องจักร และอุตสาหกรรมอื่นๆ เนื่องจากมีประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยม การพัฒนาเครื่องสเปกโตรมิเตอร์แม่เหล็กอัลฟ่าที่ประสบความสำเร็จบ่งชี้ว่าคุณสมบัติทางแม่เหล็กของแม่เหล็ก NdFeB ในจีนได้เข้าสู่ระดับโลกแล้ว นีโอไดเมียมยังใช้ในวัสดุที่ไม่มีธาตุเหล็ก การเติมนีโอไดเมียม 1.5-2.5% ลงในแมกนีเซียมหรือโลหะผสมอลูมิเนียมสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพในอุณหภูมิสูง ความหนาแน่นของอากาศ และความต้านทานการกัดกร่อนของโลหะผสม ใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นวัสดุสำหรับการบินและอวกาศ นอกจากนี้ อะลูมิเนียมการ์เนตอิตเทรียมที่เจือด้วยนีโอไดเมียมยังผลิตลำแสงเลเซอร์คลื่นสั้นซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในการเชื่อมและการตัดวัสดุบางที่มีความหนาต่ำกว่า 10 มม. ในอุตสาหกรรม ในการรักษาทางการแพทย์ เลเซอร์ Nd: YAG ใช้ในการผ่าตัดหรือฆ่าเชื้อแผลแทนมีดผ่าตัด นีโอไดเมียมยังใช้ในการระบายสีวัสดุแก้วและเซรามิก และเป็นสารเติมแต่งสำหรับผลิตภัณฑ์ยางอีกด้วย

5

ทรอเลียม (Pm)

ทูเลียม คือ ธาตุที่มีกัมมันตภาพรังสีสังเคราะห์ที่ผลิตขึ้นจากเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ (แผนที่ข้อมูล)

(1) สามารถใช้เป็นแหล่งความร้อน ให้พลังงานเสริมสำหรับการตรวจจับสุญญากาศและดาวเทียมเทียม

(2) Pm147 ปล่อยรังสีเบต้าพลังงานต่ำ ซึ่งสามารถใช้ในการผลิตแบตเตอรี่ฉาบ ใช้เป็นแหล่งจ่ายไฟให้กับเครื่องมือนำวิถีขีปนาวุธและนาฬิกา แบตเตอรี่ประเภทนี้มีขนาดเล็กและสามารถใช้งานได้ต่อเนื่องหลายปี นอกจากนี้ โพรมีเทียมยังใช้ในเครื่องมือเอกซเรย์พกพา การเตรียมฟอสเฟอร์ การวัดความหนา และโคมไฟสัญญาณ

6

ซามาเรียม (Sm)

ซามาเรียมโลหะ (แผนที่ข้อมูล)

Sm เป็นสีเหลืองอ่อนและเป็นวัตถุดิบของแม่เหล็กถาวร Sm-Co และแม่เหล็ก Sm-Co เป็นแม่เหล็กหายากชนิดแรกที่ใช้ในอุตสาหกรรม มีแม่เหล็กถาวรสองประเภท ได้แก่ ระบบ SmCo5 และระบบ Sm2Co17 ในช่วงต้นทศวรรษปี 1970 ระบบ SmCo5 ได้รับการประดิษฐ์ขึ้น และระบบ Sm2Co17 ได้รับการประดิษฐ์ขึ้นในช่วงหลัง ปัจจุบัน ความต้องการระบบหลังได้รับความสำคัญเป็นอันดับแรก ความบริสุทธิ์ของซามาเรียมออกไซด์ที่ใช้ในแม่เหล็กซามาเรียมโคบอลต์ไม่จำเป็นต้องสูงเกินไป เมื่อพิจารณาถึงต้นทุนแล้ว ส่วนใหญ่จะใช้กับผลิตภัณฑ์ประมาณ 95% นอกจากนี้ ซามาเรียมออกไซด์ยังใช้ในตัวเก็บประจุเซรามิกและตัวเร่งปฏิกิริยาอีกด้วย นอกจากนี้ ซามาเรียมยังมีคุณสมบัติทางนิวเคลียร์ ซึ่งสามารถใช้เป็นวัสดุโครงสร้าง วัสดุป้องกัน และวัสดุควบคุมสำหรับเครื่องปฏิกรณ์พลังงานปรมาณู ดังนั้นจึงสามารถใช้พลังงานมหาศาลที่สร้างจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชันได้อย่างปลอดภัย

7

ยูโรเพียม (Eu)

ผงยูโรเพียมออกไซด์ (แผนที่ข้อมูล)

ยูโรเพียมออกไซด์ส่วนใหญ่นำมาใช้ทำฟอสเฟอร์ (แผนที่ข้อมูล)

ในปี 1901 Eugene-Antole Demarcay ได้ค้นพบธาตุใหม่จาก "ซาแมเรียม" ชื่อว่ายูโรเพียม ซึ่งน่าจะตั้งชื่อตามคำว่ายุโรป ยูโรเพียมออกไซด์ส่วนใหญ่ใช้ทำผงเรืองแสง Eu3+ ใช้เป็นตัวกระตุ้นฟอสเฟอร์สีแดง และ Eu2+ ใช้เป็นฟอสเฟอร์สีน้ำเงิน ปัจจุบัน Y2O2S:Eu3+ เป็นฟอสเฟอร์ที่ดีที่สุดในด้านประสิทธิภาพการส่องสว่าง ความเสถียรของการเคลือบ และต้นทุนการรีไซเคิล นอกจากนี้ยังใช้กันอย่างแพร่หลายเนื่องจากการพัฒนาเทคโนโลยี เช่น การปรับปรุงประสิทธิภาพการส่องสว่างและความคมชัด ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ยูโรเพียมออกไซด์ยังใช้เป็นฟอสเฟอร์การแผ่รังสีกระตุ้นสำหรับระบบวินิจฉัยทางการแพทย์ด้วยรังสีเอกซ์ใหม่ ยูโรเพียมออกไซด์ยังสามารถใช้ในการผลิตเลนส์สีและฟิลเตอร์ออปติก สำหรับอุปกรณ์จัดเก็บฟองแม่เหล็ก นอกจากนี้ยังสามารถแสดงความสามารถในวัสดุควบคุม วัสดุป้องกัน และวัสดุโครงสร้างของเครื่องปฏิกรณ์อะตอมได้อีกด้วย

8

แกโดลิเนียม (Gd)

แกโดลิเนียมและไอโซโทปของมันคือตัวดูดซับนิวตรอนที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดและสามารถใช้เป็นสารยับยั้งเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ได้ (แผนที่ข้อมูล)

(1) คอมเพล็กซ์พาราแมกเนติกที่ละลายน้ำได้สามารถปรับปรุงสัญญาณการถ่ายภาพ NMR ของร่างกายมนุษย์ในการรักษาทางการแพทย์ได้

(2) ซัลเฟอร์ออกไซด์ของมันสามารถใช้เป็นกริดเมทริกซ์ของหลอดออสซิลโลสโคปและหน้าจอเอกซเรย์ที่มีความสว่างพิเศษ

(3) แกโดลิเนียมในแกโดลิเนียม แกลเลียม การ์เนตเป็นสารตั้งต้นเดี่ยวที่เหมาะสำหรับหน่วยความจำฟองสบู่

(4) สามารถใช้เป็นตัวกลางทำความเย็นแม่เหล็กแข็งได้โดยไม่มีข้อจำกัดวงจร Camot

(5) ใช้เป็นสารยับยั้งเพื่อควบคุมระดับปฏิกิริยาลูกโซ่ของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์เพื่อให้แน่ใจถึงความปลอดภัยของปฏิกิริยานิวเคลียร์

(6) ใช้เป็นสารเติมแต่งของแม่เหล็กซาแมเรียมโคบอลต์เพื่อให้แน่ใจว่าประสิทธิภาพจะไม่เปลี่ยนแปลงตามอุณหภูมิ

9

เทอร์เบียม (Tb)

ผงเทอร์เบียมออกไซด์ (แผนที่ข้อมูล)

การประยุกต์ใช้เทอร์เบียมส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับสาขาเทคโนโลยีขั้นสูง ซึ่งเป็นโครงการล้ำสมัยที่มีความเข้มข้นของเทคโนโลยีและความเข้มข้นของความรู้ รวมถึงเป็นโครงการที่มีประโยชน์ทางเศรษฐกิจที่โดดเด่น พร้อมแนวโน้มการพัฒนาที่น่าดึงดูด

(1) ฟอสเฟอร์ใช้เป็นตัวกระตุ้นผงสีเขียวในฟอสเฟอร์ไตรรงค์ เช่น เมทริกซ์ฟอสเฟตที่กระตุ้นด้วยเทอร์เบียม เมทริกซ์ซิลิเกตที่กระตุ้นด้วยเทอร์เบียม และเมทริกซ์ซีเรียม-แมกนีเซียมอะลูมิเนตที่กระตุ้นด้วยเทอร์เบียม ซึ่งทั้งหมดนี้เปล่งแสงสีเขียวในสถานะกระตุ้น

(2) วัสดุจัดเก็บแม่เหล็กออปติก ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา วัสดุแม่เหล็กออปติกเทอร์เบียมได้เข้าสู่การผลิตจำนวนมาก ดิสก์แม่เหล็กออปติกที่ทำจากฟิล์มอะมอร์ฟัส Tb-Fe ใช้เป็นองค์ประกอบจัดเก็บข้อมูลคอมพิวเตอร์ และความจุในการจัดเก็บเพิ่มขึ้น 10~15 เท่า

(3) กระจกแมกนีโตออปติกที่มีเทอร์เบียมเป็นส่วนประกอบ กระจกฟาราเดย์แบบหมุนได้เป็นวัสดุหลักสำหรับการผลิตโรเตเตอร์ ไอโซเลเตอร์ และวงแหวน ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในเทคโนโลยีเลเซอร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การพัฒนาเทอร์ฟีนอลได้เปิดโอกาสให้เทอร์ฟีนอลซึ่งเป็นวัสดุชนิดใหม่ที่ถูกค้นพบในช่วงทศวรรษปี 1970 ถูกนำมาใช้งาน โดยครึ่งหนึ่งของโลหะผสมนี้ประกอบด้วยเทอร์เบียมและดิสโพรเซียม บางครั้งมีโฮลเมียมและส่วนที่เหลือเป็นเหล็ก โลหะผสมนี้ได้รับการพัฒนาครั้งแรกโดยห้องปฏิบัติการ Ames ในไอโอวา สหรัฐอเมริกา เมื่อเทอร์ฟีนอลถูกวางไว้ในสนามแม่เหล็ก ขนาดของมันจะเปลี่ยนแปลงมากกว่าวัสดุแม่เหล็กทั่วไป ซึ่งทำให้สามารถเคลื่อนไหวทางกลที่แม่นยำได้ เทอร์เบียมดิสโพรเซียมเหล็กส่วนใหญ่ใช้ในโซนาร์ในตอนแรก และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในหลายสาขาในปัจจุบัน ตั้งแต่ระบบฉีดเชื้อเพลิง การควบคุมวาล์วของเหลว การกำหนดตำแหน่งระดับไมโคร ไปจนถึงตัวกระตุ้นเชิงกล กลไก และตัวควบคุมปีกสำหรับกล้องโทรทรรศน์อวกาศของเครื่องบิน

10

ดี (Dy)

โลหะดิสโพรเซียม (แผนที่ข้อมูล)

(1) การเติมดิสโพรเซียมประมาณ 2~3% ลงในแม่เหล็กชนิดนี้เป็นสารเติมแต่งแม่เหล็กถาวร NdFeB สามารถเพิ่มแรงบีบบังคับได้ ในอดีต ความต้องการดิสโพรเซียมไม่มากนัก แต่เมื่อความต้องการแม่เหล็ก NdFeB เพิ่มมากขึ้น ดิสโพรเซียมจึงกลายมาเป็นสารเติมแต่งที่จำเป็น และต้องมีเกรดประมาณ 95~99.9% และความต้องการก็เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเช่นกัน

(2) ดิสโพรเซียมถูกใช้เป็นตัวกระตุ้นฟอสเฟอร์ ดิสโพรเซียมไตรวาเลนต์เป็นไอออนกระตุ้นที่มีแนวโน้มดีของวัสดุเรืองแสงไตรคัลเลอร์ที่มีศูนย์กลางเรืองแสงเพียงจุดเดียว ดิสโพรเซียมประกอบด้วยแถบการเปล่งแสงสองแถบเป็นหลัก แถบหนึ่งเป็นแถบการเปล่งแสงสีเหลือง อีกแถบหนึ่งเป็นแถบการเปล่งแสงสีน้ำเงิน วัสดุเรืองแสงที่เจือด้วยดิสโพรเซียมสามารถใช้เป็นฟอสเฟอร์ไตรคัลเลอร์ได้

(3) ดิสโพรเซียมเป็นวัตถุดิบโลหะที่จำเป็นสำหรับการเตรียมโลหะผสมเทอร์ฟีนอลในโลหะผสมแมกนีโตสตริกทีฟ ซึ่งสามารถทำกิจกรรมการเคลื่อนไหวทางกลที่แม่นยำได้ (4) โลหะดิสโพรเซียมสามารถใช้เป็นวัสดุจัดเก็บแมกนีโตออปติกด้วยความเร็วในการบันทึกและความไวในการอ่านสูง

(5) ใช้ในการเตรียมหลอดดิสโพรเซียม สารทำงานที่ใช้ในหลอดดิสโพรเซียมคือดิสโพรเซียมไอโอไดด์ ซึ่งมีข้อดีคือ ความสว่างสูง สีดี อุณหภูมิสีสูง ขนาดเล็ก ส่วนโค้งที่เสถียร และอื่นๆ และยังใช้เป็นแหล่งกำเนิดแสงสำหรับฟิล์มและการพิมพ์อีกด้วย

(6) ดิสโพรเซียมใช้ในการวัดสเปกตรัมพลังงานนิวตรอนหรือเป็นตัวดูดซับนิวตรอนในอุตสาหกรรมพลังงานปรมาณูเนื่องจากมีพื้นที่หน้าตัดการจับนิวตรอนขนาดใหญ่

(7) Dy3Al5O12 ยังสามารถใช้เป็นสารทำงานแม่เหล็กสำหรับการทำความเย็นด้วยแม่เหล็กได้ด้วย ด้วยการพัฒนาทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี สาขาการประยุกต์ใช้ดิสโพรเซียมจะขยายและขยายตัวอย่างต่อเนื่อง

11

โฮลเมียม (Ho)

โลหะผสม Ho-Fe (แผนที่ข้อมูล)

ปัจจุบัน จำเป็นต้องพัฒนาการใช้งานเหล็กเพิ่มเติม และปริมาณการใช้เหล็กยังไม่มากนัก เมื่อไม่นานนี้ สถาบันวิจัยแร่ธาตุหายากของ Baotou Steel ได้นำเทคโนโลยีการทำให้บริสุทธิ์ด้วยอุณหภูมิสูงและการกลั่นสูญญากาศสูงมาใช้ และพัฒนาโลหะที่มีความบริสุทธิ์สูง Qin Ho/>RE>99.9% โดยมีปริมาณสิ่งเจือปนที่ไม่ใช่แร่ธาตุหายากต่ำ

ในปัจจุบันการใช้งานหลักของล็อคมีดังนี้:

(1) เนื่องจากเป็นสารเติมแต่งของหลอดฮาโลเจนโลหะ หลอดฮาโลเจนโลหะจึงเป็นหลอดปล่อยก๊าซชนิดหนึ่ง ซึ่งพัฒนาขึ้นบนพื้นฐานของหลอดปรอทแรงดันสูง และมีลักษณะเฉพาะคือหลอดไฟจะเต็มไปด้วยฮาไลด์ของแรร์เอิร์ธต่างๆ ในปัจจุบัน มีการใช้ไอโอไดด์ของแรร์เอิร์ธเป็นหลัก ซึ่งจะปล่อยเส้นสเปกตรัมที่แตกต่างกันเมื่อปล่อยก๊าซ สารทำงานที่ใช้ในหลอดเหล็กคือคินิโอไดด์ สามารถรับความเข้มข้นที่สูงขึ้นของอะตอมโลหะในโซนอาร์ก จึงช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการแผ่รังสีได้อย่างมาก

(2) เหล็กสามารถใช้เป็นสารเติมแต่งในการบันทึกเหล็กหรืออะลูมิเนียมการ์เนตพันล้าน

(3) อะลูมิเนียมการ์เนตที่เจือปนด้วยสาร Khin (Ho: YAG) สามารถปล่อยเลเซอร์ 2um ได้ และอัตราการดูดซับของเลเซอร์ 2um โดยเนื้อเยื่อของมนุษย์นั้นสูงกว่าของ Hd: YAG เกือบสามเท่า ดังนั้น เมื่อใช้เลเซอร์ Ho: YAG ในการผ่าตัดทางการแพทย์ ไม่เพียงแต่จะปรับปรุงประสิทธิภาพและความแม่นยำของการผ่าตัดได้เท่านั้น แต่ยังลดพื้นที่ที่ได้รับความเสียหายจากความร้อนให้มีขนาดเล็กลงอีกด้วย ลำแสงอิสระที่สร้างโดยคริสตัลล็อคสามารถกำจัดไขมันได้โดยไม่สร้างความร้อนมากเกินไป เพื่อลดความเสียหายจากความร้อนต่อเนื้อเยื่อที่แข็งแรง มีรายงานว่าการรักษาด้วยเลเซอร์ w-laser ของต้อหินในสหรัฐอเมริกาสามารถลดความเจ็บปวดจากการผ่าตัดได้ ระดับของคริสตัลเลเซอร์ 2um ในจีนได้ไปถึงระดับนานาชาติแล้ว ดังนั้นจึงจำเป็นต้องพัฒนาและผลิตคริสตัลเลเซอร์ประเภทนี้

(4) สามารถเติม Cr ปริมาณเล็กน้อยลงในโลหะผสมแมกนีโตสตริกทีฟ Terfenol-D เพื่อลดสนามภายนอกที่จำเป็นสำหรับการสร้างแม่เหล็กแบบอิ่มตัว

(5) นอกจากนี้ ไฟเบอร์ที่เจือด้วยเหล็กยังสามารถนำมาใช้ในการผลิตไฟเบอร์เลเซอร์ เครื่องขยายไฟเบอร์ เซ็นเซอร์ไฟเบอร์ และอุปกรณ์สื่อสารออปติกอื่นๆ ซึ่งจะมีบทบาทสำคัญมากขึ้นในการสื่อสารด้วยไฟเบอร์ออปติกอย่างรวดเร็วในปัจจุบัน

12

เออร์เบียม (ER)

ผงเออร์เบียมออกไซด์ (ตารางข้อมูล)

(1) การแผ่แสงของ Er3+ ที่ 1550nm มีความสำคัญเป็นพิเศษ เนื่องจากความยาวคลื่นนี้อยู่ที่การสูญเสียของใยแก้วนำแสงที่ต่ำที่สุดในการสื่อสารด้วยใยแก้วนำแสง หลังจากถูกกระตุ้นด้วยแสง 980nm และ 1480nm ไอออนเหยื่อ (Er3+) จะเคลื่อนตัวจากสถานะพื้น 4115/2 ไปยังสถานะพลังงานสูง 4I13/2 เมื่อ Er3+ ในสถานะพลังงานสูงเปลี่ยนกลับเป็นสถานะพื้น มันจะปล่อยแสง 1550nm เส้นใยควอตซ์สามารถส่งผ่านแสงที่มีความยาวคลื่นต่างกันได้ อย่างไรก็ตาม อัตราการลดทอนแสงของแถบ 1550 นาโนเมตรนั้นต่ำที่สุด (0.15 เดซิเบล/กม.) ซึ่งเกือบจะเป็นอัตราการลดทอนขีดจำกัดล่าง ดังนั้น การสูญเสียแสงของการสื่อสารด้วยเส้นใยนำแสงจึงน้อยที่สุดเมื่อใช้เป็นแสงสัญญาณที่ 1550 นาโนเมตร ด้วยวิธีนี้ หากผสมเหยื่อล่อที่มีความเข้มข้นที่เหมาะสมลงในเมทริกซ์ที่เหมาะสม เครื่องขยายสัญญาณสามารถชดเชยการสูญเสียในระบบการสื่อสารตามหลักการของเลเซอร์ ดังนั้น ในเครือข่ายโทรคมนาคมที่ต้องการขยายสัญญาณออปติก 1550 นาโนเมตร เครื่องขยายสัญญาณใยที่ผสมเหยื่อล่อจึงเป็นอุปกรณ์ออปติกที่จำเป็น ในปัจจุบัน เครื่องขยายสัญญาณใยซิลิกาที่ผสมเหยื่อล่อได้รับการจำหน่ายในเชิงพาณิชย์ มีรายงานว่าเพื่อหลีกเลี่ยงการดูดซับที่ไร้ประโยชน์ ปริมาณที่ผสมเหยื่อล่อในใยแก้วนำแสงคือสิบถึงร้อย ppm การพัฒนาอย่างรวดเร็วของการสื่อสารด้วยใยแก้วจะเปิดสาขาการใช้งานใหม่

(2) (2) นอกจากนี้ เลเซอร์คริสตัลที่ผสมเหยื่อล่อและเลเซอร์ 1730 นาโนเมตรและ 1550 นาโนเมตรที่ส่งออกยังปลอดภัยต่อสายตาของมนุษย์ มีประสิทธิภาพในการส่งสัญญาณในบรรยากาศที่ดี มีความสามารถในการเจาะทะลุควันในสนามรบได้ดี มีความปลอดภัยดี ไม่ง่ายที่จะตรวจจับโดยศัตรู และความคมชัดของรังสีของเป้าหมายทางทหารก็มีมาก ได้มีการผลิตเป็นเครื่องวัดระยะเลเซอร์แบบพกพาซึ่งปลอดภัยต่อสายตาของมนุษย์ในการใช้งานทางทหาร

(3) (3) สามารถเพิ่ม Er3 + ลงในแก้วเพื่อผลิตวัสดุเลเซอร์แก้วธาตุหายาก ซึ่งเป็นวัสดุเลเซอร์แบบแข็งที่มีพลังงานพัลส์เอาต์พุตสูงสุดและมีกำลังเอาต์พุตสูงสุด

(4) Er3 + ยังสามารถใช้เป็นไอออนที่ใช้งานในวัสดุเลเซอร์อัปคอนเวอร์ชันธาตุหายากได้อีกด้วย

(5) (5) นอกจากนี้เหยื่อยังสามารถนำไปใช้ในการฟอกสีและลงสีแก้วและแก้วคริสตัลได้อีกด้วย

13

ทูเลียม (TM)

หลังจากได้รับการฉายรังสีในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ ทูเลียมจะผลิตไอโซโทปที่สามารถปล่อยรังสีเอกซ์ ซึ่งสามารถใช้เป็นแหล่งกำเนิดรังสีเอกซ์แบบพกพาได้-แผนที่ข้อมูล)

(1)TM ใช้เป็นแหล่งกำเนิดรังสีของเครื่องเอกซเรย์พกพา หลังจากได้รับการฉายรังสีในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แล้วTMผลิตไอโซโทปชนิดหนึ่งที่สามารถปล่อยรังสีเอกซ์ได้ ซึ่งสามารถนำมาใช้ทำเครื่องฉายรังสีเลือดแบบพกพาได้ เรดิโอมิเตอร์ชนิดนี้สามารถเปลี่ยน YU-169 ให้กลายเป็นTM-170 ภายใต้การกระทำของลำแสงสูงและกลาง และฉายรังสีเอกซ์เพื่อฉายรังสีเลือดและลดจำนวนเม็ดเลือดขาว เม็ดเลือดขาวเหล่านี้เป็นสาเหตุของการปฏิเสธการปลูกถ่ายอวัยวะ เพื่อลดการปฏิเสธอวัยวะในระยะเริ่มต้น

(2) (2)TMสามารถใช้ในการวินิจฉัยทางคลินิกและการรักษาเนื้องอกได้ เนื่องจากมีความสัมพันธ์สูงกับเนื้อเยื่อเนื้องอก ธาตุหายากชนิดหนักมีความเข้ากันได้ดีกว่าธาตุหายากชนิดเบา โดยเฉพาะอย่างยิ่งธาตุหายากชนิดหยูที่มีความสัมพันธ์มากที่สุด

(3) (3) สารเพิ่มความไวต่อรังสีเอกซ์ Laobr: br (สีน้ำเงิน) ใช้เป็นตัวกระตุ้นในฟอสเฟอร์ของฉากเพิ่มความไวต่อรังสีเอกซ์เพื่อเพิ่มความไวต่อแสง จึงช่วยลดการได้รับรังสีเอกซ์และอันตรายจากรังสีเอกซ์ต่อมนุษย์×ปริมาณรังสีคือ 50% ซึ่งมีความสำคัญในทางปฏิบัติอย่างยิ่งในการประยุกต์ทางการแพทย์

(4) (4) หลอดไฟเมทัลฮาไลด์สามารถใช้เป็นสารเติมแต่งในแหล่งกำเนิดแสงใหม่ได้

(5) (5) สามารถเพิ่ม Tm3 + ลงในแก้วเพื่อผลิตวัสดุเลเซอร์แก้วแรร์เอิร์ธ ซึ่งเป็นวัสดุเลเซอร์โซลิดสเตตที่มีพัลส์เอาต์พุตสูงสุดและกำลังเอาต์พุตสูงสุด นอกจากนี้ Tm3 + ยังสามารถใช้เป็นไอออนกระตุ้นของวัสดุเลเซอร์อัปคอนเวอร์ชันแรร์เอิร์ธได้อีกด้วย

14

อิตเทอร์เบียม (Yb)

โลหะอิตเทอร์เบียม (แผนที่ข้อมูล)

(1) เป็นวัสดุเคลือบป้องกันความร้อน ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่ากระจกสามารถปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนของการเคลือบสังกะสีด้วยการชุบด้วยไฟฟ้าได้อย่างเห็นได้ชัด และขนาดเกรนของการเคลือบด้วยกระจกจะเล็กกว่าการเคลือบโดยไม่มีกระจก

(2) เป็นวัสดุแมกนีโตสตริกชัน วัสดุนี้มีลักษณะเฉพาะของแมกนีโตสตริกชันขนาดยักษ์ นั่นคือ การขยายตัวในสนามแม่เหล็ก โลหะผสมนี้ประกอบด้วยโลหะผสมกระจก/เฟอร์ไรต์และโลหะผสมดิสโพรเซียม/เฟอร์ไรต์เป็นหลัก และมีการเติมแมงกานีสในสัดส่วนหนึ่งเพื่อผลิตแมกนีโตสตริกชันขนาดยักษ์

(3) องค์ประกอบกระจกที่ใช้สำหรับการวัดความดัน การทดลองแสดงให้เห็นว่าความไวขององค์ประกอบกระจกนั้นสูงในช่วงความดันที่ปรับเทียบแล้ว ซึ่งเปิดทางใหม่ให้กับการใช้กระจกในการวัดความดัน

(4) วัสดุอุดฟันกรามชนิดเรซิน เพื่อทดแทนวัสดุอุดฟันเงินที่นิยมใช้ในอดีต

(5) นักวิชาการชาวญี่ปุ่นได้จัดทำเลเซอร์เวฟไกด์ไลน์ฝังวาเนเดียมบาธการ์เน็ตโดปกระจกสำเร็จ ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการพัฒนาเทคโนโลยีเลเซอร์ในอนาคต นอกจากนี้ กระจกยังใช้สำหรับตัวกระตุ้นผงเรืองแสง เซรามิกวิทยุ สารเติมแต่งองค์ประกอบหน่วยความจำคอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ (ฟองแม่เหล็ก) ฟลักซ์ใยแก้วและสารเติมแต่งกระจกออปติก เป็นต้น

15

ลูทีเทียม (Lu)

ผงลูทีเทียมออกไซด์ (แผนที่ข้อมูล)

อิตเทรียมลูเทเซียมซิลิเกตคริสตัล (แผนที่ข้อมูล)

(1) ทำโลหะผสมพิเศษบางชนิด เช่น โลหะผสมลูทีเทียมอะลูมิเนียมสามารถใช้ในการวิเคราะห์การกระตุ้นนิวตรอนได้

(2) นิวไคลด์ลูทีเชียมที่เสถียรมีบทบาทเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในการแตกตัวของปิโตรเลียม การอัลคิเลชัน ไฮโดรจิเนชัน และการเกิดพอลิเมอไรเซชัน

(3) การเติมเหล็กอิตเทรียมหรืออลูมิเนียมการ์เนตอิตเทรียมสามารถปรับปรุงคุณสมบัติบางประการได้

(4) วัตถุดิบของอ่างเก็บน้ำฟองแม่เหล็ก

(5) ผลึกฟังก์ชันคอมโพสิต ลูทีเทียมโดปอะลูมิเนียมอิตเทรียมนีโอดิเมียมเทตระโบเรต เป็นของสาขาเทคนิคของการเติบโตของผลึกระบายความร้อนด้วยสารละลายเกลือ การทดลองแสดงให้เห็นว่าผลึก NYAB โดปด้วยลูทีเทียมนั้นเหนือกว่าผลึก NYAB ในด้านความสม่ำเสมอของแสงและประสิทธิภาพของเลเซอร์

(6) พบว่าลูทีเทียมมีศักยภาพในการนำไปประยุกต์ใช้ในจอภาพแบบอิเล็กโทรโครมิกและสารกึ่งตัวนำโมเลกุลมิติต่ำ นอกจากนี้ ลูทีเทียมยังใช้ในเทคโนโลยีแบตเตอรี่พลังงานและตัวกระตุ้นฟอสเฟอร์อีกด้วย

16

อิตเทรียม (ย)

อิตเทรียมมีการใช้กันอย่างแพร่หลาย อิตเทรียมอะลูมิเนียมการ์เนตสามารถใช้เป็นวัสดุเลเซอร์ได้ อิตเทรียมเหล็กการ์เนตใช้สำหรับเทคโนโลยีไมโครเวฟและการถ่ายโอนพลังงานเสียง และอิตเทรียมวานาเดตที่เจือปนยูโรเพียมและอิตเทรียมออกไซด์ที่เจือปนยูโรเพียมใช้เป็นฟอสเฟอร์สำหรับโทรทัศน์สี (แผนที่ข้อมูล)

(1) สารเติมแต่งสำหรับเหล็กและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก โลหะผสม FeCr มักมีอิตเทรียม 0.5-4% ซึ่งสามารถเพิ่มความต้านทานการเกิดออกซิเดชันและความเหนียวของสแตนเลสเหล่านี้ได้ คุณสมบัติโดยรวมของโลหะผสม MB26 ได้รับการปรับปรุงอย่างเห็นได้ชัดโดยการเติมแร่ธาตุหายากผสมที่มีอิตเทรียมในปริมาณที่เหมาะสม ซึ่งสามารถแทนที่โลหะผสมอลูมิเนียมที่มีความแข็งแรงปานกลางและใช้ในส่วนประกอบที่มีความเครียดของเครื่องบินได้ การเติมแร่ธาตุหายากที่มีอิตเทรียมในปริมาณเล็กน้อยลงในโลหะผสม Al-Zr สามารถปรับปรุงการนำไฟฟ้าของโลหะผสมนั้นได้ โลหะผสมนี้ได้รับการนำไปใช้ในโรงงานลวดส่วนใหญ่ในประเทศจีน การเติมอิตเทรียมลงในโลหะผสมทองแดงจะปรับปรุงการนำไฟฟ้าและความแข็งแรงเชิงกล

(2) วัสดุเซรามิกซิลิกอนไนไตรด์ที่ประกอบด้วยอิตเทรียม 6% และอะลูมิเนียม 2% สามารถใช้ในการพัฒนาชิ้นส่วนเครื่องยนต์ได้

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

(4) หน้าจอกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนที่ประกอบด้วยผลึกเดี่ยวการ์เนต Y-Al มีความสว่างเรืองแสงสูง การดูดซับแสงกระจัดกระจายต่ำ ทนทานต่ออุณหภูมิสูงและทนต่อการสึกหรอทางกลได้ดี

(5) โลหะผสมโครงสร้างที่มีอิตเทรียมสูงที่ประกอบด้วยอิตเทรียม 90% สามารถใช้ในงานการบินและสถานที่อื่นๆ ที่ต้องการความหนาแน่นต่ำและจุดหลอมเหลวสูง

(6) วัสดุตัวนำโปรตอนอุณหภูมิสูงที่เจือด้วยอิตเทรียม SrZrO3 ซึ่งได้รับความสนใจอย่างมากในปัจจุบัน มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการผลิตเซลล์เชื้อเพลิง เซลล์อิเล็กโทรไลต์ และเซ็นเซอร์ก๊าซที่ต้องการความสามารถในการละลายของไฮโดรเจนสูง นอกจากนี้ อิตเทรียมยังใช้เป็นวัสดุพ่นอุณหภูมิสูง สารเจือจางสำหรับเชื้อเพลิงเครื่องปฏิกรณ์อะตอม สารเติมแต่งสำหรับวัสดุแม่เหล็กถาวร และตัวรับในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์

17

สแกนเดียม (Sc)

สแกนเดียมโลหะ (แผนที่ข้อมูล)

เมื่อเปรียบเทียบกับธาตุอิตเทรียมและแลนทาไนด์ สแกนเดียมมีรัศมีไอออนิกที่เล็กเป็นพิเศษและความเป็นด่างของไฮดรอกไซด์ที่อ่อนแอเป็นพิเศษ ดังนั้น เมื่อสแกนเดียมและธาตุหายากผสมกัน สแกนเดียมจะตกตะกอนก่อนเมื่อผ่านการบำบัดด้วยแอมโมเนีย (หรือด่างเจือจางมาก) ดังนั้นจึงสามารถแยกออกจากธาตุหายากได้อย่างง่ายดายโดยใช้วิธีการ "การตกตะกอนแบบเศษส่วน" อีกวิธีหนึ่งคือการใช้การสลายแบบโพลาไรเซชันของไนเตรตเพื่อแยกออก สแกนเดียมไนเตรตสลายตัวได้ง่ายที่สุด จึงบรรลุวัตถุประสงค์ของการแยก

สามารถรับ Sc ได้โดยวิธีอิเล็กโทรไลซิส ScCl3, KCl และ LiCl จะถูกหลอมร่วมกันระหว่างการกลั่นสแกนเดียม และสังกะสีที่หลอมเหลวจะถูกใช้เป็นแคโทดสำหรับอิเล็กโทรไลซิส ดังนั้นสแกนเดียมจึงตกตะกอนบนอิเล็กโทรดสังกะสี จากนั้นสังกะสีจะถูกระเหยเพื่อให้ได้สแกนเดียม นอกจากนี้ สแกนเดียมยังสามารถกู้คืนได้ง่ายเมื่อแปรรูปแร่เพื่อผลิตธาตุยูเรเนียม ทอเรียม และแลนทาไนด์ การกู้คืนสแกนเดียมที่เกี่ยวข้องอย่างครอบคลุมจากแร่ทังสเตนและดีบุกก็เป็นหนึ่งในแหล่งสำคัญของสแกนเดียมเช่นกัน สแกนเดียมเป็นมมีสถานะไตรวาเลนต์ในสารประกอบซึ่งสามารถออกซิไดซ์เป็น Sc2O3 ในอากาศได้ง่าย และสูญเสียความแวววาวของโลหะและเปลี่ยนเป็นสีเทาเข้ม　

การใช้หลักของสแกนเดียมมีดังนี้:

(1) สแกนเดียมสามารถทำปฏิกิริยากับน้ำร้อนเพื่อปลดปล่อยไฮโดรเจนออกมา และยังละลายในกรดได้ ดังนั้นจึงเป็นตัวรีดิวซ์ที่มีฤทธิ์แรง

(2) สแกนเดียมออกไซด์และไฮดรอกไซด์เป็นด่างเท่านั้น แต่เถ้าเกลือของสแกนเดียมคลอไรด์เป็นผลึกสีขาว ละลายน้ำได้และละลายในอากาศได้　(3) ในอุตสาหกรรมโลหะวิทยา สแกนเดียมมักใช้ในการผลิตโลหะผสม (สารเติมแต่งของโลหะผสม) เพื่อปรับปรุงความแข็งแรง ความแข็ง ความทนทานต่อความร้อน และประสิทธิภาพของโลหะผสม ตัวอย่างเช่น การเติมสแกนเดียมปริมาณเล็กน้อยลงในเหล็กหลอมเหลวสามารถปรับปรุงคุณสมบัติของเหล็กหล่อได้อย่างมาก ในขณะที่การเติมสแกนเดียมปริมาณเล็กน้อยลงในอลูมิเนียมสามารถปรับปรุงความแข็งแรงและความทนทานต่อความร้อนได้

(4) ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ สแกนเดียมสามารถใช้เป็นอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ได้หลากหลาย ตัวอย่างเช่น การใช้สแกนเดียมซัลไฟต์ในเซมิคอนดักเตอร์ได้รับความสนใจทั้งในและต่างประเทศ และเฟอร์ไรต์ที่มีสแกนเดียมก็มีแนวโน้มที่ดีเช่นกันแกนแม่เหล็กคอมพิวเตอร์　

(5) ในอุตสาหกรรมเคมี สารประกอบสแกนเดียมใช้เป็นตัวแทนการกำจัดไฮโดรเจนและการกำจัดน้ำของแอลกอฮอล์ ซึ่งเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีประสิทธิภาพในการผลิตเอทิลีนและคลอรีนจากกรดไฮโดรคลอริกเสีย　

(6) ในอุตสาหกรรมกระจก สามารถผลิตแก้วพิเศษที่ประกอบด้วยสแกนเดียมได้　

(7) ในอุตสาหกรรมแหล่งกำเนิดแสงไฟฟ้า หลอดสแกนเดียมและโซเดียมที่ทำจากสแกนเดียมและโซเดียมมีข้อได้เปรียบคือประสิทธิภาพสูงและสีแสงบวก　

(8) สแกนเดียมมีอยู่ในรูปของ 45Sc ในธรรมชาติ นอกจากนี้ยังมีสแกนเดียมไอโซโทปกัมมันตรังสีอีก 9 ไอโซโทป ได้แก่ 40~44Sc และ 46~49Sc โดย 46Sc เป็นตัวติดตาม ซึ่งใช้ในอุตสาหกรรมเคมี โลหะวิทยา และสมุทรศาสตร์ ในทางการแพทย์ มีผู้คนในต่างประเทศที่ศึกษาวิจัยโดยใช้ 46Sc ในการรักษามะเร็ง