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稀土知識
稀土基礎知識(三(san)) 日期:2025-12-08   浏覽: 次

17種稀(xī)土元素名稱的由(you)來及用途淺說:


镧(lan)(La)
  “镧”這個元素是1839年(nián)被命名的,當時有(you)個叫“莫桑德”的瑞(ruì)典人發現铈土中(zhong)含有其它元素,他(tā)借用希臘語中“隐(yin)藏”一詞把這種元(yuan)素取名爲“镧”。從此(cǐ),镧便登上了曆史(shi)舞台。
  镧的應用非(fei)常廣泛,如應用于(yú)壓電材料、電熱材(cai)料、熱電材料、磁阻(zǔ)材料、發光材料(蘭(lan)粉)、貯氫材料、光學(xue)玻璃、激光材料、各(ge)種合金材料等。她(ta)也應用到制備許(xu)多有機化工産品(pin)的催化劑中,光轉(zhuan)換農用薄膜也用(yòng)到镧,在國外,科學(xué)家把镧對作物的(de)作用賦與“超級鈣(gài)”的美稱。


铈(Ce)
  “铈”這個(gè)元素是由德國人(ren)克勞普羅斯,瑞典(diǎn)人烏斯伯齊力、希(xi)生格爾于1803年發現(xian)并命名的,以紀念(niàn)1801年發現的小行星(xīng)——谷神星。铈廣泛應(yīng)用于:

  (1)铈作爲玻璃(lí)添加劑,能吸收紫(zi)外線與紅外線,現(xian)已被大量應用于(yu)汽車玻璃。不僅能(néng)防紫外線,還可降(jiang)低車内溫度,從而(er)節約空調用電。從(cong)1997年起,日本汽車玻(bo)璃全加入氧化铈(shi),1996年用于汽車玻璃(li)的氧化铈至少有(you)2000噸,美國約一千多(duo)噸。

  (2)目前正将铈應(yīng)用到汽車尾氣淨(jing)化催化劑中,可有(yǒu)效防止大量汽車(chē)廢氣排到空氣中(zhong)。美國在這方面的(de)消費量占稀土總(zǒng)消費量的三分之(zhi)一強。

  (3)硫化铈可以(yǐ)取代鉛、镉等對環(huan)境和人類有害的(de)金屬應用到顔料(liao)中,可對塑料着色(se),也可用于塗料、油(you)墨和紙張等行業(ye)。目前領先的是法(fa)國羅納普朗克公(gong)司。

  (4)Ce:LiSAF激光系統是美(měi)國研制出來的固(gù)體激光器,通過監(jiān)測色氨酸濃度可(kě)用于探查生物武(wu)器,還可用于醫學(xué)。铈應用領域非常(cháng)廣泛,幾乎所有的(de)稀土應用領域中(zhong)都含有铈。如抛光(guang)粉、儲氫材料、熱電(diàn)材料、铈鎢電極、陶(táo)瓷電容器、壓電陶(tao)瓷、铈碳化矽磨料(liao)、燃料電池原料、汽(qì)油催化劑、某些永(yong)磁材料、各種合金(jin)鋼及有色金屬等(deng)。


镨(Pr)

  大約160年前,瑞典(dian)人莫桑德從镧中(zhōng)發現了一種新的(de)元素,但它不是單(dan)一元素,莫桑德發(fā)現這種元素的性(xing)質與镧非常相似(si),便将其定名爲“镨(pu)钕”。“镨钕”希臘語爲(wei)“雙生子”之意。大約(yuē)又過了40多年,也就(jiu)是發明汽燈紗罩(zhao)的1885年,奧地利人韋(wei)爾斯巴赫成功地(di)從“镨钕”中分離出(chū)了兩個元素,一個(gè)取名爲“钕”,另一個(gè)則命名爲“镨”。這種(zhong)“雙生子”被分隔開(kāi)了,镨元素也有了(le)自己施展才華的(de)廣闊天地。
  镨是用(yong)量較大的稀土元(yuán)素,其主要用于玻(bō)璃、陶瓷和磁性材(cai)料中。

  (1)镨被廣泛應(yīng)用于建築陶瓷和(he)日用陶瓷中,其與(yǔ)陶瓷釉混合制成(cheng)色釉,也可單獨作(zuo)釉下顔料,制成的(de)顔料呈淡黃色,色(sè)調純正、淡雅。

  (2)用于(yú)制造永磁體。選用(yong)廉價的镨钕金屬(shǔ)代替純钕金屬制(zhì)造永磁材料,其抗(kàng)氧性能和機械性(xìng)能明顯提高,可加(jiā)工成各種形狀的(de)磁體。廣泛應用于(yu)各類電子器件和(he)馬達上。

  (3)用于石油(you)催化裂化。以镨钕(nü)富集物的形式加(jia)入Y型沸石分子篩(shai)中制備石油裂化(huà)催化劑,可提高催(cuī)化劑的活性、選擇(ze)性和穩定性。我國(guó)70年代開始投入工(gōng)業使用,用量不斷(duàn)增大。

  (4)镨還可用于(yu)磨料抛光。另外,镨(pu)在光纖領域的用(yong)途也越來越廣。


钕(nü)(Nd)

  伴随着镨元素的(de)誕生,钕元素也應(ying)運而生,钕元素的(de)到來活躍了稀土(tu)領域,在稀土領域(yu)中扮演着重要角(jiao)色,并且左右着稀(xi)土市場。
  钕元素憑(píng)借其在稀土領域(yu)中的獨特地位,多(duo)年來成爲市場關(guan)注的熱點。金屬钕(nǚ)的最大用戶是钕(nǚ)鐵硼永磁材料。钕(nǚ)鐵硼永磁體的問(wen)世,爲稀土高科技(jì)領域注入了新的(de)生機與活力。钕鐵(tie)硼磁體磁能積高(gāo),被稱作當代“永磁(cí)之王”,以其優異的(de)性能廣泛用于電(diàn)子、機械等行業。阿(a)爾法磁譜儀的研(yán)制成功,标志着我(wo)國钕鐵硼磁體的(de)各項磁性能已跨(kuà)入世界一流水平(píng)。钕還應用于有色(se)金屬材料。在鎂或(huo)鋁合金中添加1.5~2.5%钕(nǚ),可提高合金的高(gao)溫性能、氣密性和(hé)耐腐蝕性,廣泛用(yòng)作航空航天材料(liao)。另外,摻钕的钇鋁(lǚ)石榴石産生短波(bō)激光束,在工業上(shàng)廣泛用于厚度在(zai)10mm以下薄型材料的(de)焊接和切削。在醫(yi)療上,摻钕钇鋁石(shi)榴石激光器代替(tì)手術刀用于摘除(chu)手術或消毒創傷(shang)口。钕也用于玻璃(lí)和陶瓷材料的着(zhe)色以及橡膠制品(pǐn)的添加劑。随着科(kē)學技術的發展,稀(xi)土科技領域的拓(tuo)展和延伸,钕元素(su)将會有更廣闊的(de)利用空間。


钷(Pm)

  1947年,馬(mǎ)林斯基(J.A.Marinsky)、格倫丹甯(níng)(L.E.Glendenin)和科裏爾(C.E.Coryell)從原子(zi)能反應堆用過的(de)鈾燃料中成功地(di)分離出61号元素,用(yong)希臘神話中的神(shen)名普羅米修斯(Prometheus)命(ming)名爲钷(Promethium)。
  钷爲核反(fǎn)應堆生産的人造(zào)放射性元素。钷的(de)主要用途有:

  (2)Pm147放出能(neng)量低的β射線,用于(yú)制造钷電池。作爲(wei)導彈制導儀器及(jí)鍾表的電源。此種(zhong)電池體積小,能連(lián)續使用數年之久(jiu)。

  此外,钷還用于便(biàn)攜式X-射線儀、制備(bei)熒光粉、度量厚度(du)以及航标燈中。


钐(shan)(Sm)

  1879年,波依斯包德萊(lái)從铌钇礦得到的(de)“镨钕”中發現了新(xin)的稀土元素,并根(gen)據這種礦石的名(míng)稱命名爲钐。
  钐呈(chéng)淺黃色,是做钐钴(gu)系永磁體的原料(liao),钐钴磁體是最早(zao)得到工業應用的(de)稀土磁體。這種永(yǒng)磁體有SmCo5系和Sm2Co17系兩(liang)類。70年代前期發明(míng)了SmCo5系,後期發明了(le)Sm2Co17系。現在是以後者(zhě)的需求爲主。钐钴(gǔ)磁體所用的氧化(huà)钐的純度不需太(tai)高,從成本方面考(kao)慮,主要使用95%左右(you)的産品。此外,氧化(hua)钐還用于陶瓷電(dian)容器和催化劑方(fāng)面。另外,钐還具有(yǒu)核性質,可用作原(yuan)子能反應堆的結(jie)構材料,屏敝材料(liào)和控制材料,使核(hé)裂變産生巨大的(de)能量得以安全利(li)用。


铕(Eu)

  1901年,德馬凱(Eugene-Antole Demarcay)從(cong)“钐”中發現了新元(yuan)素,取名爲铕(Europium)。這大(da)概是根據歐洲(Europe)一(yi)詞命名的。氧化铕(yǒu)大部分用于熒光(guang)粉。Eu3+用于紅色熒光(guang)粉的激活劑,Eu2+用于(yú)藍色熒光粉。現在(zai)Y2O2S:Eu3+是發光效率、塗敷(fu)穩定性、回收成本(ben)等最好的熒光粉(fen)。再加上對提高發(fā)光效率和對比度(du)等技術的改進,故(gu)正在被廣泛應用(yòng)。近年氧化铕還用(yòng)于新型X射線醫療(liao)診斷系統的受激(jī)發射熒光粉。氧化(huà)铕還可用于制造(zào)有色鏡片和光學(xue)濾光片,用于磁泡(pào)貯存器件,在原子(zǐ)反應堆的控制材(cái)料、屏敝材料和結(jié)構材料中也能一(yi)展身手。


钆(Gd)


铽(Tb)

  1843年瑞(ruì)典的莫桑德(Karl G.Mosander)通過(guo)對钇土的研究,發(fā)現铽元素(Terbium)。铽的應(ying)用大多涉及高技(ji)術領域,是技術密(mì)集、知識密集型的(de)尖端項目,又是具(jù)有顯著經濟效益(yì)的項目,有着誘人(rén)的發展前景。主要(yao)應用領域有:(1)熒光(guang)粉用于三基色熒(ying)光粉中的綠粉的(de)激活劑,如铽激活(huó)的磷酸鹽基質、铽(tè)激活的矽酸鹽基(ji)質、铽激活的铈鎂(měi)鋁酸鹽基質,在激(jī)發狀态下均發出(chu)綠色光。(2)磁光貯存(cun)材料,近年來铽系(xi)磁光材料已達到(dào)大量生産的規模(mó),用Tb-Fe非晶态薄膜研(yán)制的磁光光盤,作(zuo)計算機存儲元件(jian),存儲能力提高10~15倍(bèi)。(3)磁光玻璃,含铽的(de)法拉第旋光玻璃(lí)是制造在激光技(jì)術中廣泛應用的(de)旋轉器、隔離器和(he)環形器的關鍵材(cái)料。特别是铽镝鐵(tiě)磁緻伸縮合金(TerFenol)的(de)開發研制,更是開(kai)辟了铽的新用途(tú),Terfenol是70年代才發現的(de)新型材料,該合金(jin)中有一半成份爲(wèi)铽和镝,有時加入(ru)钬,其餘爲鐵,該合(he)金由美國依阿華(huá)州阿姆斯實驗室(shi)首先研制,當Terfenol置于(yú)一個磁場中時,其(qí)尺寸的變化比一(yī)般磁性材料變化(huà)大,這種變化可以(yi)使一些精密機械(xie)運動得以實現。铽(te)镝鐵開始主要用(yòng)于聲納,目前已廣(guǎng)泛應用于多種領(lǐng)域,從燃料噴射系(xi)統、液體閥門控制(zhi)、微定位到機械緻(zhi)動器、太空望遠鏡(jing)的調節機構和飛(fēi)機機翼調節器等(deng)領域。


镝(Dy)

  1886年,法國人(rén)波依斯包德萊成(chéng)功地将钬分離成(chéng)兩個元素,一個仍(reng)稱爲钬,而另一個(ge)根據從钬中“難以(yi)得到”的意思取名(míng)爲镝(dysprosium)。镝目前在許(xǔ)多高技術領域起(qǐ)着越來越重要的(de)作用,镝的最主要(yao)用途是(1)作爲钕鐵(tiě)硼系永磁體的添(tian)加劑使用,在這種(zhong)磁體中添加2~3%左右(yòu)的镝,可提高其矯(jiǎo)頑力,過去镝的需(xū)求量不大,但随着(zhe)钕鐵硼磁體需求(qiu)的增加,它成爲必(bi)要的添加元素,品(pǐn)位必須在95~99.9%左右,需(xū)求也在迅速增加(jiā)。(2)镝用作熒光粉激(ji)活劑,三價镝是一(yi)種有前途的單發(fā)光中心三基色發(fa)光材料的激活離(li)子,它主要由兩個(ge)發射帶組成,一爲(wei)黃光發射,另一爲(wei)藍光發射,摻镝的(de)發光材料可作爲(wèi)三基色熒光粉。(3)镝(dí)是制備大磁緻伸(shēn)縮合金铽镝鐵(Terfenol)合(hé)金的必要的金屬(shu)原料,能使一些機(jī)械運動的精密活(huo)動得以實現。(4)镝金(jin)屬可用做磁光存(cun)貯材料,具有較高(gao)的記錄速度和讀(du)數敏感度。(5)用于镝(dí)燈的制備,在镝燈(dēng)中采用的工作物(wu)質是碘化镝,這種(zhong)燈具有亮度大、顔(yá)色好、色溫高、體積(jī)小、電弧穩定等優(yōu)點,已用于電影、印(yin)刷等照明光源。(6)由(you)于镝元素具有中(zhōng)子俘獲截面積大(dà)的特性,在原子能(néng)工業中用來測定(dìng)中子能譜或做中(zhōng)子吸收劑。(7)Dy3Al5O12還可用(yòng)作磁緻冷用磁性(xìng)工作物質。随着科(ke)學技術的發展,镝(di)的應用領域将會(hui)不斷的拓展和延(yan)伸。


钬(Ho)

  十九世紀後(hou)半葉,由于光譜分(fèn)析法的發現和元(yuán)素周期表的發表(biǎo),再加上稀土元素(sù)電化學分離工藝(yì)的進展,更加促進(jìn)了新的稀土元素(su)的發現。1879年,瑞典人(rén)克利夫發現了钬(huo)元素并以瑞典首(shǒu)都斯德哥爾摩地(dì)名命名爲钬(holmium)。
  钬的(de)應用領域目前還(hái)有待于進一步開(kai)發,用量不是很大(dà),最近,包鋼稀土研(yan)究院采用高溫高(gāo)真空蒸餾提純技(ji)術,研制出非稀土(tǔ)雜質含量很低的(de)高純金屬钬Ho/ΣRE>99.9%。目前(qian)钬的主要用途有(yǒu):用作金屬鹵素燈(dēng)添加劑,金屬鹵素(su)燈是一種氣體放(fang)電燈,它是在高壓(ya)汞燈基礎上發展(zhan)起來的,其特點是(shi)在燈泡裏充有各(ge)種不同的稀土鹵(lu)化物。目前主要使(shǐ)用的是稀土碘化(huà)物,在氣體放電時(shí)發出不同的譜線(xian)光色。在钬燈中采(cǎi)用的工作物質是(shì)碘化钬,在電弧區(qu)可以獲得較高的(de)金屬原子濃度,從(cong)而大大提高了輻(fu)射效能。(2)钬可以用(yòng)作钇鐵或钇鋁石(shi)榴石的添加劑;(3)摻(chan)钬的钇鋁石榴石(shi)(Ho:YAG)可發射2μm激光,人體(tǐ)組織對2μm激光吸收(shou)率高,幾乎比Hd:YAG高3個(gè)數量級。所以用Ho:YAG激(jī)光器進行醫療手(shou)術時,不但可以提(tí)高手術效率和精(jīng)度,而且可使熱損(sun)傷區域減至更小(xiǎo)。钬晶體産生的自(zì)由光束可消除脂(zhi)肪而不會産生過(guò)大的熱量,從而減(jian)少對健康組織産(chǎn)生的熱損傷,據報(bao)道美國用钬激光(guang)治療青光眼,可以(yǐ)減少患者手術的(de)痛苦。我國2μm激光晶(jing)體的水平已達到(dao)國際水平,應大力(lì)開發生産這種激(ji)光晶體。(4)在磁緻伸(shēn)縮合金Terfenol-D中,也可以(yǐ)加入少量的钬,從(cóng)而降低合金飽和(he)磁化所需的外場(chǎng)。(5)另外用摻钬的光(guang)纖可以制作光纖(xiān)激光器、光纖放大(dà)器、光纖傳感器等(deng)等光通訊器件在(zai)光纖通信迅猛的(de)今天将發揮更重(zhòng)要的作用。

铒(Er)

  1843年,瑞(ruì)典的莫桑德發現(xian)了铒元素(Erbium)。铒的光(guang)學性質非常突出(chū),一直是人們關注(zhù)的問題:(1)Er3+在1550nm處的光(guāng)發射具有特殊意(yi)義,因爲該波長正(zhèng)好位于光纖通訊(xùn)的光學纖維的最(zuì)低損失,铒離子(Er3+)受(shou)到波長980nm、1480nm的光激發(fā)後,從基态4I15/2躍遷至(zhi)高能态4I13/2,當處于高(gāo)能态的Er3+再躍遷回(huí)至基态時發射出(chū)1550nm波長的光,石英光(guāng)纖可傳送各種不(bu)同波長的光,但不(bu)同的光光衰率不(bu)同,1550nm頻帶的光在石(shí)英光纖中傳輸時(shí)光衰減率最低(0.15分(fen)貝/公裏),幾乎爲下(xià)限極限衰減率。因(yīn)此,光纖通信在1550nm處(chù)作信号光時,光損(sun)失最小。這樣,如果(guǒ)把适當濃度的铒(ěr)摻入合适的基質(zhi)中,可依據激光原(yuan)理作用,放大器能(neng)夠補償通訊系統(tong)中的損耗,因此在(zai)需要放大波長1550nm光(guāng)信号的電訊網絡(luo)中,摻铒光纖放大(dà)器是必不可少的(de)光學器件,目前摻(chān)铒的二氧化矽纖(xian)維放大器已實現(xian)商業化。據報道,爲(wei)避免無用的吸收(shōu),光纖中铒的摻雜(za)量幾十至幾百ppm。光(guang)纖通信的迅猛發(fa)展,将開辟铒的應(yīng)用新領域。(2)另外摻(chan)铒的激光晶體及(ji)其輸出的1730nm激光和(hé)1550nm激光對人的眼睛(jing)安全,大氣傳輸性(xing)能較好,對戰場的(de)硝煙穿透能力較(jiào)強,保密性好,不易(yì)被敵人探測,照射(she)軍事目标的對比(bi)度較大,已制成軍(jun)事上用的對人眼(yǎn)安全的便攜式激(ji)光測距儀。(3)Er3+加入到(dao)玻璃中可制成稀(xī)土玻璃激光材料(liao),是目前輸出脈沖(chong)能量最大,輸出功(gōng)率最高的固體激(jī)光材料。(4)Er3+還可做稀(xi)土上轉換激光材(cái)料的激活離子。(5)另(ling)外铒也可應用于(yú)眼鏡片玻璃、結晶(jing)玻璃的脫色和着(zhe)色等。


铥(Tm)


镱(Yb)

  1878年,查爾斯(si)(Jean Charles)和馬利格納克(G.de Marignac)在(zài)“铒”中發現了新的(de)稀土元素,這個元(yuan)素由伊特必(Ytterby)命名(míng)爲镱(Ytterbium)。
  镱的主要用(yong)途有(1)作熱屏蔽塗(tu)層材料。镱能明顯(xiǎn)地改善電沉積鋅(xīn)層的耐蝕性,而且(qie)含镱鍍層比不含(han)镱鍍層晶粒細小(xiao),均勻緻密。(2)作磁緻(zhì)伸縮材料。這種材(cai)料具有超磁緻伸(shēn)縮性即在磁場中(zhong)膨脹的特性。該合(hé)金主要由镱/鐵氧(yǎng)體合金及镝/鐵氧(yǎng)體合金構成,并加(jia)入一定比例的錳(měng),以便産生超磁緻(zhi)伸縮性。(3)用于測定(dìng)壓力的镱元件,試(shì)驗證明,镱元件在(zai)标定的壓力範圍(wei)内靈敏度高,同時(shí)爲镱在壓力測定(ding)應用方面開辟了(le)一個新途徑。(4)磨牙(yá)空洞的樹脂基填(tián)料,以替換過去普(pu)遍使用銀汞合金(jin)。(5)日本學者成功地(dì)完成了摻镱钆镓(jiā)石榴石埋置線路(lù)波導激光器的制(zhi)備工作,這一工作(zuò)的完成對激光技(ji)術的進一步發展(zhan)很有意義。另外,镱(yì)還用于熒光粉激(jī)活劑、無線電陶瓷(ci)、電子計算機記憶(yi)元件(磁泡)添加劑(ji)、和玻璃纖維助熔(rong)劑以及光學玻璃(lí)添加劑等。

镥(Lu)

  1907年,韋(wéi)爾斯巴赫和尤貝(bei)恩(G.Urbain)各自進行研究(jiū),用不同的分離方(fāng)法從“镱”中又發現(xiàn)了一個新元素,韋(wei)爾斯巴赫把這個(ge)元素取名爲Cp(Cassiopeium),尤貝(bèi)恩根據巴黎的舊(jiu)名lutece将其命名爲Lu(Lutetium)。後(hòu)來發現Cp和Lu是同一(yī)元素,便統一稱爲(wèi)镥。
  镥的主要用途(tu)有(1)制造某些特殊(shu)合金。例如镥鋁合(he)金可用于中子活(huó)化分析。(2)穩定的镥(lǔ)核素在石油裂化(hua)、烷基化、氫化和聚(ju)合反應中起催化(hua)作用。(3)钇鐵或钇鋁(lü)石榴石的添加元(yuan)素,改善某些性能(néng)。(4)磁泡貯存器的原(yuán)料。(5)一種複合功能(néng)晶體摻镥四硼酸(suan)鋁钇钕,屬于鹽溶(rong)液冷卻生長晶體(tǐ)的技術領域,實驗(yàn)證明,摻镥NYAB晶體在(zài)光學均勻性和激(ji)光性能方面均優(you)于NYAB晶體。(6)經國外有(you)關部門研究發現(xian),镥在電緻變色顯(xiǎn)示和低維分子半(bàn)導體中具有潛在(zài)的用途。此外,镥還(hái)用于能源電池技(ji)術以及熒光粉的(de)激活劑等。


钇(Y)

  1788年,一(yi)位以研究化學和(he)礦物學、收集礦石(shí)的業餘愛好者瑞(rui)典軍官卡爾·阿雷(léi)尼烏斯(Karl Arrhenius)在斯德哥(gē)爾摩灣外的伊特(te)必村(Ytterby),發現了外觀(guān)象瀝青和煤一樣(yàng)的黑色礦物,按當(dang)地的地名命名爲(wei)伊特必礦(Ytterbite)。1794年芬蘭(lan)化學家約翰·加多(duo)林分析了這種伊(yī)特必礦樣品。發現(xiàn)其中除铍、矽、鐵的(de)氧化物外,還含有(you)約38%的未知元素的(de)氧化物棗“新土”。1797年(nian),瑞典化學家埃克(ke)貝格(Anders Gustaf Ekeberg)确認了這種(zhǒng)“新土”,命名爲钇土(tu)(Yttria,钇的氧化物之意(yi))。
  钇是一種用途廣(guǎng)泛的金屬,主要用(yong)途有:

  (2)含钇6%和鋁2%的(de)氮化矽陶瓷材料(liao),可用來研制發動(dong)機部件。

  (4)由Y-Al石榴石單(dān)晶片構成的電子(zǐ)顯微鏡熒光屏,熒(ying)光亮度高,對散射(shè)光的吸收低,抗高(gāo)溫和抗機械磨損(sǔn)性能好。

  (5)含钇達90%的(de)高钇結構合金,可(kě)以應用于航空和(he)其它要求低密度(du)和高熔點的場合(hé)。(6)目前倍受人們關(guan)注的摻钇SrZrO3高溫質(zhi)子傳導材料,對燃(ran)料電池、電解池和(hé)要求氫溶解度高(gao)的氣敏元件的生(shēng)産具有重要的意(yi)義。此外,钇還用于(yu)耐高溫噴塗材料(liào)、原子能反應堆燃(ran)料的稀釋劑、永磁(ci)材料添加劑以及(ji)電子工業中作吸(xi)氣劑等。


钪(Sc)

  1879年,瑞典(diǎn)的化學教授尼爾(er)森(L.F.Nilson, 1840~1899)和克萊夫(P.T.Cleve, 1840~1905)差不(bú)多同時在稀有的(de)礦物矽铍钇礦和(he)黑稀金礦中找到(dao)了一種新元素。他(tā)們給這一元素定(dìng)名爲“Scandium”(钪),钪就是門(mén)捷列夫當初所預(yu)言的“類硼”元素。他(ta)們的發現再次證(zhèng)明了元素周期律(lǜ)的正确性和門捷(jie)列夫的遠見卓識(shi)。
  钪比起钇和镧系(xi)元素來,由于離子(zi)半徑特别小,氫氧(yang)化物的堿性也特(te)别弱,因此,钪和稀(xi)土元素混在一起(qi)時,用氨(或極稀的(de)堿)處理,钪将首先(xian)析出,故應用“分級(jí)沉澱”法可比較容(rong)易地把它從稀土(tǔ)元素中分離出來(lai)。另一種方法是利(lì)用硝酸鹽的分極(ji)分解進行分離,由(yóu)于硝酸钪最容易(yì)分解,從而達到分(fen)離的目的。
  用電解(jie)的方法可制得金(jin)屬钪,在煉钪時将(jiang)ScCl3、KCl、LiCl共熔,以熔融的鋅(xīn)爲陰極電解之,使(shi)钪在鋅極上析出(chu),然後将鋅蒸去可(ke)得金屬钪。另外,在(zài)加工礦石生産鈾(yóu)、钍和镧系元素時(shí)易回收钪。鎢、錫礦(kuàng)中綜合回收伴生(shēng)的钪也是钪的重(zhòng)要來源之一。
  钪在(zài)化合物中主要呈(cheng)3價态,在空氣中容(rong)易氧化成Sc2O3而失去(qù)金屬光澤變成暗(an)灰色。
  钪能與熱水(shui)作用放出氫,也易(yi)溶于酸,是一種強(qiang)還原劑。
  钪的氧化(huà)物及氫氧化物隻(zhi)顯堿性,但其鹽灰(hui)幾乎不能水解。钪(kang)的氯化物爲白色(sè)結晶,易溶于水并(bing)能在空氣中潮解(jiě)。
  在冶金工業中,钪(kàng)常用于制造合金(jin)(合金的添加劑),以(yǐ)改善合金的強度(du)、硬度和耐熱和性(xìng)能。如,在鐵水中加(jia)入少量的钪,可顯(xiǎn)著改善鑄鐵的性(xìng)能,少量的钪加入(rù)鋁中,可改善其強(qiáng)度和耐熱性。
  在電(dian)子工業中,钪可用(yòng)作各種半導體器(qì)件,如钪的亞硫酸(suān)鹽在半導體中的(de)應用已引起了國(guó)内外的注意,含钪(kang)的鐵氧體在計算(suan)機磁芯中也頗有(yǒu)前途。
  在化學工業(yè)上,用钪化合物作(zuo)酒精脫氫及脫水(shuǐ)劑,生産乙烯和用(yòng)廢鹽酸生産氯時(shi)的高效催化劑。
  在(zài)玻璃工業中,可以(yi)制造含钪的特種(zhǒng)玻璃。
  在電光源工(gong)業中,含钪和鈉制(zhi)成的钪鈉燈,具有(yǒu)效率高和光色正(zhèng)的優點。
  自然界中(zhōng)钪均以45Sc形式存在(zai),另外,钪還有9種放(fang)射性同位素,即40~44Sc和(he)46~49Sc。其中,46Sc作爲示蹤劑(jì),已在化工、冶金及(ji)海洋學等方面使(shǐ)用。在醫學上,國外(wai)還有人研究用46Sc來(lai)醫治癌症。钪的性(xìng)質及用途。

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