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说明: 稀土金属的某些物理特性原子序数元素原子量离子半 径(埃)密度 (克/厘3)熔度 (℃)沸点 (℃)氧化物 熔点(℃)比电阻欧姆· 厘米×106R3+离子磁矩 (波尔磁子)热中子俘获 截面(靶)57La138.921.226.19920±54230  231556.80.008.958Ce140.131.186.768804±52930195075.32.560.759Pr140.921.166.769935±53020250068.03.6211.260Nd144.271.157.0071024±53180227064.33.684661Pm147.001.14-----2.83-62Sm150.351.137.5041052±51630235088.01.55~1.65550063Eu152.001.135.166826±101490205081.33.40~3.50460064Gd157.261.117.8681350±2027302350140.57.944600065Tb158.931.098.253133625302387-9.74466Dy162.511.078.5651485±202330234056.010.6110067Ho164.941.058.79914902330236087.010.66468Er167.271.049.0581500~155026302355107.09.616669Tm168.941.049.3181500~16002130240079.07.611870Yb173.041.006.959824±51530234627.04.53671Lu174.990.999.8491650~...
说明: 什么是稀土?  稀土就是化学元素周期表中镧系元素—镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu),以及与镧系的15个元素密切相关的两个元素—钪(Sc)和钇(Y)共17种元素,称为稀土元素(Rare Earth)。简称稀土(RE或R)。  稀土元素最初是从瑞典产的比较稀少的矿物中发现的,“土”是按当时的习惯,称不溶于水的物质,故称稀土。  根据稀土元素原子电子层结构和物理化学性质,以及它们在矿物中共生情况和不同的离子半径可产生不同性质的特征,十七种稀土元素通常分为二组。  轻稀土(又称铈组)包括:镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆。  重稀土(又称钇组)包括:铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇。  称铈组或钇组,是因为矿物经分离得到的稀土混合物中,常以铈或钇占优势而得名。稀土元素的主要物理化学性质  稀土元素是典型的金属元素。它们的金属活泼性仅次于碱金属和碱土金属元素,而比其他金属元素活泼。在17个稀土元素当中,按金属的活泼次序排列,由钪,钇、镧递增,由镧到镥递减,即镧元素最活泼。稀土元素能形成化学稳定的氧化物、卤化物、硫化物。稀土元素可以和氮、氢、碳、磷发生反应,易溶于盐酸、硫酸和硝酸中。  稀土易和氧、硫、铅等元素化合生成熔点高的化合物,因此在钢水中加入稀土,可以起到净化钢的效果。由于稀土元素的金属原子半径比铁的原子半径大,很容易填补在其晶粒及缺陷中,并生成能阻碍晶粒继续生长的膜,从而使晶粒细化而提高钢的性能。  稀土元素具有未充满的4f电子层结构,并由此而产生多种多样的电子能级。因此,稀土可以作为优良的荧光,激光和电光源材料以及彩色玻璃、陶瓷的釉料。  稀土离子与羟基、偶氮基或磺酸基等形成结合物,使稀土广泛用于印染行业。而某些稀土元素具有中子俘...
说明: 来源:材料科学与工程  作为机械设备中不可或缺的核心零部件,轴承支撑机械旋转体,降低其摩擦系数,并保证其回转精度。无论飞机、汽车、高铁,还是高精密机床、仪器仪表,凡是旋转的部分,都需要轴承。  毫不夸张地说,发动机中的轴承一直在“炼狱”中工作——它不仅要以每分钟上万转的速度长时间高速运转,还要承受着各种形式的应力挤压、摩擦与超高温。这对轴承的精度、性能、寿命和可靠性提出了高要求,而决定这四点的关键因素,在于其材质。  遗憾的是,虽然我国的制轴工艺已经接近世界顶尖水平,但材质——也就是高端轴承用钢几乎全部依赖进口。  我国高端轴承材质卡在哪个环节  据科技日报报道:作为“中国企业100强”,华东某大型国有钢铁集团拥有自己的精品钢基地,但却做不出轴承用高端钢,只能依赖进口,前不久,花了近1亿元进口轴承用钢。  一般而言,在钢铁行业,8个PPM的钢属于好钢;5个PPM的钢属于顶级钢,正是高端轴承所需要的。高端轴承用钢的研发、制造与销售基本上被世界轴承巨头美国铁姆肯、瑞典SKF所垄断。前几年,他们分别在山东烟台、济南建立基地,采购中国的低端材质,运用他们的核心技术做成高端轴承,以十倍的价格卖给中国市场。炼钢过程中加入稀土,就能使原本优质的钢变得更加“坚强”。但怎么加,这是世界轴承巨头们的核心秘密。  稀土被称为“工业维生素”,稀土钢是指含有一定量稀土的钢。上世纪80年代,我国曾掀起稀土钢的研发和应用高潮,科学家们普遍认为,炼钢过程中加入稀土是解决高端轴承用钢的技术方向,但是在钢中加入稀土后,钢的性能变得时好时坏,在大规模生产过程中也极易堵塞浇口,虽经多年攻关仍未能突破技术瓶颈,这也导致稀土在钢铁行业应用中由热变冷。  如同一盆水中滴入一滴墨水,1吨钢加入多少微量稀土比较合适?怎么加?  西王特钢传来捷报  随着西王特钢与中科院金属所合力打造的首批高端稀土轴承钢顺利下线,这一问题将迎...
说明: 来源:大连理工大学  光应答分子材料可以在不同波长的光照射下在两个或多个状态之间可逆切换,导致材料颜色、形状、磁性、导电性等物理化学性质变化,从而在分子开关、传感及高密度存储器件等领域具有广阔的应用前景,近年来受到能源、催化、多功能材料等领域研究者们的广泛关注。然而,目前光响应材料特别是有机分子材料往往涉及分子结构层次上的化学键改变或基团转动,受限于空间位阻,通常只能在溶液中进行高效的转换,如何在固态实现各种功能的快速可逆控制是发展固态光响应分子器件中面临的重要挑战。光致金属离子的电子迁移或者重排可以在电子结构层次调控材料性能,并在固态进行高效可逆的转变,为实现固态分子开关材料多功能调控提供了途径。  精细化工国家重点实验室刘涛教授课题组深入思考光诱导电子迁移重排与材料多功能耦合之间的关系,提出利用电子迁移与重排引起的自旋、电荷、键长以及吸收光谱的变化控制磁性(Jiang Wen-Jing and Liu Tao, et al. Chem. Sci. 2018, 9, 617;Jiao Cheng-Qi and Liu Tao, et al. National Science Review 2018, DOI: 10.1093/nsr/nwy033)、电性(Hu Ji-Xiang and Liu Tao, et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 7663)、热膨胀(Hu Ji-Xiang and Liu Tao, et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 13052)和光学性质(Wang Jun-Li and Liu Tao, et al. Chem. Sci. 2018, 9, 2892)等。目前已成功利用激光实现了对磁偶极矢量、电偶极矢量、膨胀行为、和荧光发射行为的可逆操纵,为进一步实现光调控分子...
说明: 来源:中国科学报   现代通信系统通常利用光导纤维在设备内部或者设备之间传递信号。这些设备中的集成光路将多种功能结合进单个电路中。不过,信号传递需要长的光导纤维,从而使设备很难小型化。为解决这一问题,科学家开始测试平面型波导,而非长的光导纤维。  在美国物理学会(AIP)出版集团所属《应用物理学杂志》上,英国利兹大学科研人员报告了针对一种玻璃的激光辅助研究。该研究展示了其作为一种宽带平面波导放大器材料的前景。这种材料通过将一类由锌、钠、碲制成的玻璃和稀土元素铒掺杂在一起获得。掺杂了铒的波导放大器本身已经受到关注,因为铒的电子跃迁发生在通信技术的标准波长1.5微米上。  平面型波导引导光线沿着单一几何平面传播。研究人员采用了一种被称为超快激光等离子体掺杂的技术。该技术利用超快激光器将铒离子作为薄膜融入二氧化硅衬底。研究人员将高强度激光器瞄准掺杂了铒的玻璃表面。这会炸出一个微小的坑,并且产生由喷射材料羽流形成的薄膜。  薄膜形成过程产生的测量结果聚焦这种玻璃的消融阈值。这个量描述了利用强激光辐照将原子或分子分离所需的最小能量。研究人员确定了这个系统的消融阈值如何受到激光束半径、激光脉冲数量以及铒离子掺杂剂浓度的影响。  他们发现,消融阈值并不取决于制造设备所需的铒离子的低掺杂浓度。论文作者Thomas Mann表示,尽管该研究完全关注的是将铒离子作为掺杂剂,但“相关结果可适用于经过超快激光器处理的其他介质材料”。  研究人员还分析了在玻璃中爆炸形成的小坑形状和特征。理解制造过程中产生的小坑的形态学,对于控制诸如有孔性、表面积以及材料散射或者吸收光线的能力等属性非常重要。
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