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说明: 17种稀土元素名称的由来及用途浅说镧(La)  “镧”这个元素是1839年被命名的,当时有个叫“莫桑德”的瑞典人发现铈土中含有其它元素,他借用希腊语中“隐藏”一词把这种元素取名为“镧”。从此,镧便登上了历史舞台。  镧的应用非常广泛,如应用于压电材料、电热材料、热电材料、磁阻材料、发光材料(兰粉)、贮氢材料、光学玻璃、激光材料、各种合金材料等。她也应用到制备许多有机化工产品的催化剂中,光转换农用薄膜也用到镧,在国外,科学家把镧对作物的作用赋与“超级钙”的美称。铈(Ce)  “铈”这个元素是由德国人克劳普罗斯,瑞典人乌斯伯齐力、希生格尔于1803年发现并命名的,以纪念1801年发现的小行星——谷神星。  铈广泛应用于(1)铈作为玻璃添加剂,能吸收紫外线与红外线,现已被大量应用于汽车玻璃。不仅能防紫外线,还可降低车内温度,从而节约空调用电。从1997年起,日本汽车玻璃全加入氧化铈,1996年用于汽车玻璃的氧化铈至少有2000吨,美国约一千多吨。(2)目前正将铈应用到汽车尾气净化催化剂中,可有效防止大量汽车废气排到空气中。美国在这方面的消费量占稀土总消费量的三分之一强。(3)硫化铈可以取代铅、镉等对环境和人类有害的金属应用到颜料中,可对塑料着色,也可用于涂料、油墨和纸张等行业。目前领先的是法国罗纳普朗克公司。(4)Ce:LiSAF激光系统是美国研制出来的固体激光器,通过监测色氨酸浓度可用于探查生物武器,还可用于医学。铈应用领域非常广泛,几乎所有的稀土应用领域中都含有铈。如抛光粉、储氢材料、热电材料、铈钨电极、陶瓷电容器、压电陶瓷、铈碳化硅磨料、燃料电池原料、汽油催化剂、某些永磁材料、各种合金钢及有色金属等。镨(Pr)  大约160年前,瑞典人莫桑德从镧中发现了一种新的元素,但它不是单一元素,莫桑德发现这种元素的性质与镧非常相似,便将其定名为“镨钕”。“镨钕”希腊语为“双生子”之意...
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...
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