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盘点:稀土材料的应用

土豆儿
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楼主 发表于:2018-06-07 11:40:53
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稀土简介

稀土元素是元素周期表中15个镧系元素再加上钪和钇共计17个金属元素的总称。稀土的特异性能来源于稀土元素具有特异的4f电子构型,4f电子被完全填满的外层5s和5p电子所屏蔽,4f电子的不同运动方式使稀土具有不同于周期表中其他元素的光学、磁学和电学等物理和化学特性。


1.稀土永磁材料

稀土永磁材料是现在已知的综合性能最高的一种永磁材料,它比十九世纪使用的磁钢的磁性能高100多倍,比铁氧体、铝镍钴性能优越得多,比昂贵的铂钴合金的磁性能还高一倍。稀土永磁体经过充磁后不再需要外加能量就能建立很强的永久磁场。故稀土永磁体被称为超级磁体和当代永磁之王。

稀土永磁材料产量的1/3左右都用来制造各种永磁电机,稀土永磁电机不仅效率高,而且结构简单、运行可靠、体积小、重量轻。用稀土材料制成的稀土永磁同步电动机和驱动系统主要应用于高控制精度和高可靠性的场合,如航空、数控机床、机器人、电动汽车、计算机外围设备等。

2.稀土贮氢材料

贮氢材料就是在一定条件下能大量可逆地吸放氢的材料,在已开发的一系列贮氢材料中,稀土系贮氢材料性能最佳,稀土贮氢材料一般是含有稀土金属元素的合金或金属间化合物。由于稀土贮氢合金具有吸氢量大、易活化、不易中毒、吸放氢快等优点而成为最具代表性并且已实用化的一类重要的贮氢材料。其应用领域已扩大到能源、化工、电子、宇航、军事及民用等方面。

稀土贮氢合金可以用于H2的贮存和提纯。

稀土贮氢合金可用于制造镍氢充电电池(Ni/MH)。

稀土贮氢合金可用于制造传感器和控制器。

3.稀土发光材料

稀土化合物的发光是由于稀土元素的4f电子在f- f组态之内或f- d组态之间的跃迁产生的。

在军事上,稀土发光材料成功应用于夜视设备。

在安全应急方面,目前较普遍的是采用稀土长余辉发光材料。

在交通运输领域,稀土发光材料用于道路交通标志。

在建筑装潢方面,稀土发光材料可以装饰。

4.稀土催化材料

稀土催化材料主要有3类,包括分子筛稀土催化材料、稀土钙钛矿催化材料以及铈基催化材料等,已在机动车尾气净化、石油化工、燃料电池、催化燃烧以及高分子材料无铅助剂等诸多能源环境领域得到研发和应用。

石油炼制与化工是稀土催化剂应用的一个重要领域,也是最早应用混合稀土的领域之一。

5.稀土防腐材料

稀土铝镁合金是一种可以复合在碳钢结构表面的高强耐腐蚀材料,可以在海水及相似环境中应用,适用于水工钢结构长效防腐。稀土铝镁合金涂层与钢铁基底的结合强度可达26. 4N·mm- 2,远远超过国际标准ISO/DIS 206312- 1989 规定的9.8 N·mm- 2的对铝涂层结合力的要求。

将这种涂层应用于水工钢结构的防腐蚀中,与热喷涂铝相比基体结合强度高、电位更负、涂层更致密,具有更好的防腐蚀保护作用,有效提高水工钢结构的使用寿命,节省维修费用,减少钢材的损耗。


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