רשימה של 17 שימושים של אדמה נדירה (עם תמונות)

Aמטאפורה נפוצה היא שאם נפט הוא דם התעשייה, אז אדמה נדירה היא הוויטמין של התעשייה.

אדמה נדירה היא קיצור של קבוצת מתכות. יסודות אדמה נדירה, או בקיצור REE, התגלו בזה אחר זה מאז סוף המאה ה-18. ישנם 17 סוגים של REE, כולל 15 לנתנידים בטבלה המחזורית של היסודות הכימיים - לנתן (La), צריום (Ce), פרסאודימיום (Pr), ניאודימיום (Nd), פרומתיום (Pm) וכן הלאה. כיום, הוא נמצא בשימוש נרחב בתחומים רבים כמו אלקטרוניקה, פטרוכימיה ומטלורגיה. כמעט כל 3-5 שנים, מדענים יכולים לגלות שימושים חדשים לאדמה נדירה, ואחת מכל שש המצאות לא ניתנת להפרדה מאדמה נדירה.

סין עשירה במינרלי אדמה נדירה, ומדורגת במקום הראשון בשלושה עולמות: הראשונה ברזרבות משאבים, המהוות כ-23%; התפוקה היא הראשונה, המהווה 80% עד 90% ממוצרי אדמה נדירה בעולם; נפח המכירות הוא הראשון, עם 60% עד 70% ממוצרי אדמה נדירה המיוצאים לחו"ל. יחד עם זאת, סין היא המדינה היחידה שיכולה לספק את כל 17 סוגי מתכות אדמה נדירות, במיוחד אדמה נדירה בינונית וכבדה בעלת שימוש צבאי יוצא דופן. חלקה של סין מעורר קנאה.

Rכדור הארץ הוא משאב אסטרטגי יקר ערך, המכונה "מונוסודיום גלוטמט תעשייתי" ו"אם החומרים החדשים", והוא נמצא בשימוש נרחב במדע וטכנולוגיה מתקדמים ובתעשייה הצבאית. על פי משרד התעשייה וטכנולוגיית המידע, חומרים פונקציונליים כגון מגנטים קבועים של אדמה נדירה, לומינסנציה, אחסון מימן וקטליזה הפכו לחומרי גלם הכרחיים עבור תעשיות היי-טק כגון ייצור ציוד מתקדם, אנרגיה חדשה ותעשיות מתפתחות. הוא נמצא בשימוש נרחב גם באלקטרוניקה, תעשייה פטרוכימית, מטלורגיה, מכונות, אנרגיה חדשה, תעשייה קלה, הגנת הסביבה, חקלאות וכן הלאה.

כבר בשנת 1983, יפן הציגה מערכת עתודות אסטרטגית למינרלים נדירים, ו-83% מהמינרלים הנדירים המקומיים שלה הגיעו מסין.

תסתכלו שוב על ארצות הברית, עתודות אדמה נדירה שלה הן שניות רק לסין, אבל אדמה נדירה שלה הן כולן אדמה נדירה קלה, המחולקות לאדמה נדירה כבדה ואדמה נדירה קלה. אדמה נדירה כבדה יקרה מאוד, ואדמה נדירה קלה אינה כלכלית לכרייה, מה שהופך לאדמה נדירה מזויפת על ידי אנשים בתעשייה. 80% מיבוא אדמה נדירה לארה"ב מגיע מסין.

החבר דנג שיאופינג אמר פעם: "יש נפט במזרח התיכון ויש מתכות נדירות בסין". המשמעות של דבריו מובנת מאליה. מתכות נדירות הן לא רק ה"מונוסודיום גלוטמט" הדרוש לחמישית ממוצרי הטכנולוגיה העילית בעולם, אלא גם קלף מיקוח רב עוצמה עבור סין בשולחן המשא ומתן העולמי בעתיד. הגנה על משאבי מתכות נדירות וניצול מדעי שלהם הפכה בשנים האחרונות לאסטרטגיה לאומית הנדרשת על ידי אנשים רבים בעלי אידיאלים נשגבים כדי למנוע מכירה וייצוא עיוורת של משאבי מתכות נדירות למדינות המערב. בשנת 1992, דנג שיאופינג הצהיר בבירור על מעמדה של סין כמדינה גדולה של מתכות נדירות.

רשימת שימושים של 17 אדמה נדירה

1 לנתן משמש בחומרי סגסוגת ובסרטים חקלאיים

צריום נמצא בשימוש נרחב בזכוכית רכב

3 פרסאודימיום נמצא בשימוש נרחב בפיגמנטים קרמיים

ניאודימיום נמצא בשימוש נרחב בחומרים לחלל

5 מצילות מספקות אנרגיה נוספת ללוויינים

יישום של 6 סמריום בכור אנרגיה אטומית

7 עדשות ייצור וצגי גביש נוזלי של אירופיום

גדוליניום 8 להדמיית תהודה מגנטית רפואית

9 טרביום משמש בווסת כנפי מטוסים

10 ארביום משמש במד טווח לייזר בעניינים צבאיים

11 דיספרוזיום משמש כמקור תאורה לסרטים והדפסה

12 הולמיום משמש לייצור התקני תקשורת אופטיים

13 תוליום משמש לאבחון קליני וטיפול בגידולים

14 תוסף איטרביום עבור רכיב זיכרון מחשב

יישום של 15 לוטציום בטכנולוגיית סוללות אנרגיה

16 איטריום מייצר חוטים ורכיבי כוח למטוסים

סקנדיום משמש לעתים קרובות לייצור סגסוגות

הפרטים הם כדלקמן:

1

לנתן (לוס אנג'לס)

במלחמת המפרץ, מכשיר ראיית הלילה עם יסוד האדמה הנדיר לנתן הפך למקור המכריע של טנקים אמריקאים. התמונה למעלה מציגה אבקת לנתן כלוריד.(מפת נתונים)

לנתן נמצא בשימוש נרחב בחומרים פיזואלקטריים, חומרים אלקטרותרמיים, חומרים תרמואלקטריים, חומרים מגנטורסיסטיטיביים, חומרים זוהרים (אבקה כחולה), חומרי אחסון מימן, זכוכית אופטית, חומרי לייזר, חומרי סגסוגת שונים ועוד. לנתן משמש גם בזרזים להכנת מוצרים כימיים אורגניים רבים. מדענים כינו את הלנתן "סופר סידן" בשל השפעתו על גידולים.

2

צריום (CE)

ניתן להשתמש בצריום כזרז, אלקטרודת קשת וזכוכית מיוחדת. סגסוגת צריום עמידה בפני חום גבוה וניתן להשתמש בה לייצור חלקי הנעה סילונית.(מפת נתונים)

(1) צריום, כתוסף זכוכית, יכול לספוג קרניים אולטרה סגולות ואינפרא אדום, והוא נמצא בשימוש נרחב בזכוכית רכב. הוא יכול לא רק למנוע קרניים אולטרה סגולות, אלא גם להפחית את הטמפרטורה בתוך המכונית, כדי לחסוך בחשמל עבור מיזוג אוויר. מאז 1997, צריום נוסף לכל זכוכית הרכב ביפן. בשנת 1996, לפחות 2000 טון של צריום שימשו בזכוכית רכב, ויותר מ-1000 טון בארצות הברית.

(2) כיום, צריום משמש בזרז לטיהור גזי פליטה של ​​מכוניות, שיכול למנוע ביעילות פליטה של ​​כמות גדולה של גזי פליטה של ​​מכוניות לאוויר. צריכת הצריום בארצות הברית מהווה שליש מסך הצריכה של אדמה נדירה.

(3) ניתן להשתמש בצריום גופרתי בפיגמנטים במקום עופרת, קדמיום ומתכות אחרות המזיקות לסביבה ולבני אדם. ניתן להשתמש בו לצביעת פלסטיק, ציפויים, דיו ונייר בתעשיות. נכון לעכשיו, החברה המובילה היא Rhone Planck הצרפתית.

(4) CE: מערכת לייזר LiSAF היא לייזר במצב מוצק שפותח על ידי ארצות הברית. ניתן להשתמש בו לגילוי כלי נשק ביולוגיים ותרופות על ידי ניטור ריכוז טריפטופן. צריום נמצא בשימוש נרחב בתחומים רבים. כמעט כל יישומי אדמה נדירה מכילים צריום. כגון אבקת ליטוש, חומרי אחסון מימן, חומרים תרמואלקטריים, אלקטרודות טונגסטן צריום, קבלים קרמיים, קרמיקה פיזואלקטרית, חומרי שוחקים מסיליקון קרביד צריום, חומרי גלם לתאי דלק, זרזים לבנזין, חומרים מגנטיים קבועים מסוימים, פלדות סגסוגת שונות ומתכות לא ברזליות.

3

פרסאודימיום (PR)

סגסוגת ניאודימיום פרסאודימיום

(1) פרסאודימיום נמצא בשימוש נרחב בקרמיקה לבנייה ובקרמיקה לשימוש יומיומי. ניתן לערבב אותו עם זיגוג קרמי ליצירת זיגוג צבעוני, וניתן להשתמש בו גם כפיגמנט תת-זיגוג. הפיגמנט צהוב בהיר עם צבע טהור ואלגנטי.

(2) הוא משמש לייצור מגנטים קבועים. שימוש במתכת פרסאודימיום וניאודימיום זולה במקום מתכת ניאודימיום טהורה לייצור חומר מגנט קבוע, עמידות החמצן והתכונות המכניות שלו משתפרות באופן ברור, וניתן לעבד אותו למגנטים בצורות שונות. הוא נמצא בשימוש נרחב במכשירים אלקטרוניים ומנועים שונים.

(3) משמש בפיצוח קטליטי של נפט. ניתן לשפר את הפעילות, הסלקטיביות והיציבות של הזרז על ידי הוספת פרסאודימיום וניאודימיום מועשרים למסננת מולקולרית של זאוליט Y כדי להכין זרז לפיצוח נפט. סין החלה להשתמש בו בתעשייה בשנות ה-70, והצריכה גדלה.

(4) ניתן להשתמש בפראזודימיום גם לליטוש שוחק. בנוסף, פראזודימיום נמצא בשימוש נרחב בתחום הסיבים האופטיים.

4

ניאודימיום (nd)

מדוע ניתן למצוא את טנק ה-M1 ראשון? הטנק מצויד במד טווח לייזר Nd:YAG, שיכול להגיע לטווח של כמעט 4000 מטרים באור יום בהיר.(מפת נתונים)

עם לידתו של הפראזאודימיום, נוצר גם ניאודימיום. הגעתו של ניאודימיום הפעילה את תחום אבני החן הנדירות, מילאה תפקיד חשוב בתחום האבני החן הנדירות, והשפיעה על שוק אבני החן הנדירות.

ניאודימיום הפך למוקד פופולרי בשוק במשך שנים רבות בזכות מעמדו הייחודי בתחום המתכות הנדירות. המשתמש הגדול ביותר במתכת ניאודימיום הוא חומר המגנט הקבוע NdFeB. הופעתם של מגנטים קבועים NdFeB הזריקה חיוניות חדשה לתחום ההייטק של המתכות הנדירות. מגנט NdFeB מכונה "מלך המגנטים הקבועים" בזכות תוצר האנרגיה המגנטית הגבוה שלו. הוא נמצא בשימוש נרחב באלקטרוניקה, מכונות ותעשיות אחרות בזכות ביצועיו המצוינים. הפיתוח המוצלח של ספקטרומטר אלפא מגנטי מצביע על כך שהתכונות המגנטיות של מגנטים NdFeB בסין הגיעו לרמה עולמית. ניאודימיום משמש גם בחומרים לא ברזליים. הוספת 1.5-2.5% ניאודימיום לסגסוגת מגנזיום או אלומיניום יכולה לשפר את ביצועי הטמפרטורה הגבוהה, אטימות האוויר ועמידות בפני קורוזיה של הסגסוגת. נמצא בשימוש נרחב כחומרי תעופה וחלל. בנוסף, נופך אלומיניום איטריום מסומם בניאודימיום מייצר קרן לייזר קצרת גל, הנמצאת בשימוש נרחב בריתוך וחיתוך חומרים דקים בעובי של פחות מ-10 מ"מ בתעשייה. בטיפול רפואי, לייזר Nd:YAG משמש להסרת פצעים לאחר ניתוח או לחיטוי פצעים במקום סכין מנתחים. ניאודימיום משמש גם לצביעת חומרים מזכוכית וקרמיקה וכתוסף למוצרי גומי.

5

טרוליום (Pm)

תוליום הוא יסוד רדיואקטיבי מלאכותי המיוצר על ידי כורים גרעיניים (מפת נתונים)

(1) יכול לשמש כמקור חום. לספק אנרגיה נוספת לגילוי ואקום ולוויינים מלאכותיים.

(2) Pm147 פולט קרני β בעלות אנרגיה נמוכה, בהן ניתן להשתמש לייצור סוללות מצילות. כספק כוח למכשירי הנחיית טילים ושעונים. סוללה מסוג זה קטנה בגודלה וניתן להשתמש בה ברציפות במשך מספר שנים. בנוסף, פרומתיום משמש גם במכשירי רנטגן ניידים, הכנת זרחן, מדידת עובי ומנורת משואות.

6

סמריום (Sm)

סמריום מתכתי (מפת נתונים)

Sm הוא צהוב בהיר, והוא חומר הגלם של מגנט קבוע Sm-Co, והוא מגנט Sm-Co הוא מגנט האדמה הנדירה המוקדם ביותר ששימש בתעשייה. ישנם שני סוגים של מגנטים קבועים: מערכת SmCo5 ומערכת Sm2Co17. בתחילת שנות ה-70 הומצאה מערכת SmCo5, ומערכת Sm2Co17 הומצאה בתקופה מאוחרת יותר. כעת ניתנת עדיפות לביקוש האחרון. טוהר תחמוצת הסמריום המשמשת במגנט קובלט סמריום אינו חייב להיות גבוה מדי. בהתחשב בעלות, משתמשים בעיקר בכ-95% מהמוצרים. בנוסף, תחמוצת סמריום משמשת גם בקבלים קרמיים וזרזים. בנוסף, לסמריום יש תכונות גרעיניות, בהן ניתן להשתמש כחומרים מבניים, חומרי מיגון וחומרי בקרה לכורי אנרגיה אטומית, כך שניתן להשתמש באנרגיה עצומה הנוצרת על ידי ביקוע גרעיני בבטחה.

7

אירופיום (האיחוד האירופי)

אבקת תחמוצת אירופיום (מפת נתונים)

תחמוצת אירופיום משמשת בעיקר לזרחן (מפת נתונים)

בשנת 1901, גילה יוג'ין-אנטול דמרקיי יסוד חדש מסמריום בשם אירופיום. הוא נקרא כנראה על שם המילה אירופה. תחמוצת אירופיום משמשת בעיקר לאבקה פלואורסצנטית. Eu3+ משמש כמפעיל של זרחן אדום, ו-Eu2+ משמש כזרחן כחול. כיום Y2O2S:Eu3+ הוא הזרחן הטוב ביותר מבחינת יעילות האור, יציבות הציפוי ועלות המיחזור. בנוסף, הוא נמצא בשימוש נרחב עקב שיפור טכנולוגיות כמו שיפור יעילות האור והניגודיות. תחמוצת אירופיום שימשה גם כזרחן פליטה מגורה עבור מערכות אבחון רפואיות חדשות בקרני רנטגן בשנים האחרונות. תחמוצת אירופיום יכולה לשמש גם לייצור עדשות צבעוניות ומסננים אופטיים, עבור התקני אחסון בועות מגנטיות, היא יכולה גם להראות את כישרונותיה בחומרי בקרה, חומרי מיגון וחומרים מבניים של כורים אטומיים.

8

גדוליניום (Gd)

גדוליניום והאיזוטופים שלו הם סופגי הנויטרונים היעילים ביותר וניתן להשתמש בהם כמעכבי כורים גרעיניים. (מפת נתונים)

(1) הקומפלקס הפרמגנטי המסיס במים שלו יכול לשפר את אות ההדמיה NMR של גוף האדם בטיפול רפואי.

(2) ניתן להשתמש בתחמוצת הגופרית שלה כרשת מטריצה ​​של צינור אוסצילוסקופ ומסך רנטגן עם בהירות מיוחדת.

(3) גדוליניום בגדוליניום גליום גארנט הוא מצע יחיד אידיאלי לזיכרון בועות.

(4) ניתן להשתמש בו כמדיום קירור מגנטי מוצק ללא הגבלת מחזור קמוט.

(5) הוא משמש כמעכב לשליטה על רמת תגובת השרשרת של תחנות כוח גרעיניות כדי להבטיח את בטיחותן של תגובות גרעיניות.

(6) הוא משמש כתוסף למגנט קובלט סמריום כדי להבטיח שהביצועים לא ישתנו עם הטמפרטורה.

9

טרביום (Tb)

אבקת תחמוצת טרביום (מפת נתונים)

היישום של טרביום כרוך בעיקר בתחום ההיי-טק, שהוא פרויקט פורץ דרך עתיר טכנולוגיה וידע, כמו גם פרויקט עם יתרונות כלכליים יוצאי דופן, עם סיכויי פיתוח אטרקטיביים.

(1) זרחנים משמשים כמפעילים של אבקה ירוקה בזרחנים תלת-צבעוניים, כגון מטריצת פוספט המופעלת על ידי טרביום, מטריצת סיליקט המופעלת על ידי טרביום ומטריצת אלומינט צריום-מגנזיום המופעלת על ידי טרביום, אשר כולם פולטים אור ירוק במצב מעורר.

(2) חומרי אחסון מגנטו-אופטיים. בשנים האחרונות, חומרים מגנטו-אופטיים טרביום הגיעו לקנה מידה של ייצור המוני. דיסקים מגנטו-אופטיים העשויות מסרטים אמורפיים של Tb-Fe משמשים כאלמנטים לאחסון מחשב, וקיבולת האחסון שלהם גדלה פי 10~15.

(3) זכוכית מגנטו-אופטית, זכוכית סיבובית של פאראדיי המכילה טרביום, היא החומר המרכזי לייצור מסובבים, מבודדים וטבעות, הנמצאים בשימוש נרחב בטכנולוגיית לייזר. פיתוח הטרפנול פתח במיוחד יישום חדש של טרפנול, חומר חדש שהתגלה בשנות ה-70. מחצית מסגסוגת זו מורכבת מטרביום ודיספרוסיום, לעיתים עם הולמיום, והשאר ברזל. הסגסוגת פותחה לראשונה על ידי מעבדת איימס באיווה, ארה"ב. כאשר טרפנול ממוקם בשדה מגנטי, גודלו משתנה יותר מזה של חומרים מגנטיים רגילים, מה שיכול לאפשר תנועות מכניות מדויקות. ברזל טרביום דיספרוזיום משמש בעיקר בסונאר בתחילה, וכיום נמצא בשימוש נרחב בתחומים רבים. החל ממערכות הזרקת דלק, בקרת שסתומי נוזל, מיקרו-מיקום, ועד למפעילים מכניים, מנגנונים ווסתים כנפיים לטלסקופי חלל של מטוסים.

10

די (די)

דיספרוזיום מתכתי (מפת נתונים)

(1) כתוסף למגנטים קבועים NdFeB, הוספת דיספרוזיום של כ-2~3% למגנט זה יכולה לשפר את כוח הכפייה שלו. בעבר, הביקוש לדיספרוזיום לא היה גדול, אך עם הביקוש הגובר למגנטי NdFeB, הוא הפך ליסוד תוסף הכרחי, והדרגה חייבת להיות כ-95~99.9%, וגם הביקוש גדל במהירות.

(2) דיספרוסיום משמש כמפעיל של זרחן. דיספרוסיום תלת-ערכי הוא יון מפעיל מבטיח של חומרים זוהרים תלת-צבעוניים עם מרכז זוהר יחיד. הוא מורכב בעיקר משני פסי פליטה, אחד הוא פליטת אור צהוב והשני הוא פליטת אור כחול. חומרים זוהרים מסוממים בדיספרוסיום יכולים לשמש כזרחנים תלת-צבעוניים.

(3) דיספרוסיום הוא חומר גלם מתכתי הכרחי להכנת סגסוגת טרפנול בסגסוגת מגנטוסטריקטיבית, שיכולה לממש פעילויות מדויקות של תנועה מכנית. (4) ניתן להשתמש במתכת דיספרוסיום כחומר אחסון מגנטו-אופטי בעל מהירות הקלטה ורגישות קריאה גבוהות.

(5) חומר העבודה המשמש להכנת מנורות דיספרוזיום הוא דיספרוזיום יודיד, שיש לו יתרונות של בהירות גבוהה, צבע טוב, טמפרטורת צבע גבוהה, גודל קטן, קשת יציבה וכן הלאה, והוא שימש כמקור תאורה לסרטים ולהדפסה.

(6) דיספרוסיום משמש למדידת ספקטרום אנרגיית נויטרונים או כבולם נויטרונים בתעשיית האנרגיה האטומית בגלל שטח חתך לכידת הנויטרונים הגדול שלו.

(7) ניתן להשתמש ב-Dy3Al5O12 גם כחומר עבודה מגנטי לקירור מגנטי. עם התפתחות המדע והטכנולוגיה, תחומי היישום של דיספרוזיום יתרחבו ויגדלו בהתמדה.

11

הולמיום (Ho)

סגסוגת Ho-Fe (מפת נתונים)

כיום, יש צורך בפיתוח נוסף של תחום היישום של ברזל, והצריכה שלו אינה גדולה במיוחד. לאחרונה, מכון המחקר של כדורי אדמה נדירות של באוטו פלדה אימץ טכנולוגיית טיהור זיקוק בטמפרטורה גבוהה ובוואקום גבוה, ופיתח מתכת טוהרת במיוחד Qin Ho/>RE> 99.9% עם תכולה נמוכה של זיהומים שאינם כדורי אדמה נדירות.

כיום, השימושים העיקריים של מנעולים הם:

(1) כתוסף למנורת הלוגן מתכתית, מנורת הלוגן מתכתית היא סוג של מנורת פריקת גז, שפותחה על בסיס מנורת כספית בלחץ גבוה, והמאפיין שלה הוא שהנורה מלאה בהלידים שונים של אדמה נדירה. כיום משתמשים בעיקר ביודידים של אדמה נדירה, אשר פולטים קווים ספקטרליים שונים בעת פריקת גז. חומר העבודה המשמש במנורת הברזל הוא כינוידיד. ניתן להשיג ריכוז גבוה יותר של אטומי מתכת באזור הקשת, ובכך לשפר מאוד את יעילות הקרינה.

(2) ברזל יכול לשמש כתוסף להקלטת ברזל או מיליארד אלומיניום גארנט

(3) גארנט אלומיניום מסומם Khin (Ho:YAG) יכול לפלוט לייזר של 2um, וקצב הספיגה של לייזר 2um על ידי רקמות אנושיות גבוה, כמעט שלושה סדרי גודל גבוה יותר מזה של Hd:YAG. לכן, בעת שימוש בלייזר Ho:YAG לניתוחים רפואיים, ניתן לא רק לשפר את יעילות הפעולה והדיוק, אלא גם להקטין את אזור הנזק התרמי. הקרן החופשית הנוצרת על ידי גביש הנעילה יכולה להסיר שומן מבלי לייצר חום מוגזם. על מנת להפחית את הנזק התרמי לרקמות בריאות, דווח כי טיפול בלייזר w בגלאוקומה בארצות הברית יכול להפחית את כאב הניתוח. רמת גבישי הלייזר של 2um בסין הגיעה לרמה בינלאומית, ולכן יש צורך לפתח ולייצר גביש לייזר מסוג זה.

(4) ניתן להוסיף כמות קטנה של Cr לסגסוגת המגנטוסטריקטיב טרפנול-D כדי להפחית את השדה החיצוני הנדרש למגנטיזציה של הרוויה.

(5) בנוסף, ניתן להשתמש בסיבים מסוממים בברזל לייצור לייזר סיבים, מגבר סיבים, חיישני סיבים והתקני תקשורת אופטיים אחרים, אשר ימלאו תפקיד חשוב יותר בתקשורת סיבים אופטיים מהירה של ימינו.

12

ארביום (ER)

אבקת תחמוצת ארביום (טבלת מידע)

(1) פליטת האור של Er3+ באורך גל של 1550 ננומטר היא בעלת חשיבות מיוחדת, משום שאורך גל זה נמצא באובדן הנמוך ביותר של סיב אופטי בתקשורת סיבים אופטיים. לאחר עירור על ידי אור של 980 ננומטר ו-1480 ננומטר, יון הפיתיון (Er3+) עובר ממצב יסוד 4115/2 למצב אנרגיה גבוהה 4I13/2. כאשר Er3+ במצב אנרגיה גבוהה חוזר למצב יסוד, הוא פולט אור של 1550 ננומטר. סיבי קוורץ יכולים להעביר אור באורכי גל שונים, עם זאת, קצב ההנחתה האופטית של פס 1550 ננומטר הוא הנמוך ביותר (0.15 dB/km), שהוא כמעט קצב ההנחתה הגבול התחתון. לכן, ההפסד האופטי של תקשורת סיבים אופטיים הוא המינימלי כאשר הוא משמש כאור אות ב-1550 ננומטר. בדרך זו, אם ריכוז הפיתיון המתאים מעורבב במטריצה ​​המתאימה, המגבר יכול לפצות על ההפסד במערכת התקשורת על פי עקרון הלייזר. לכן, ברשת התקשורת שצריכה להגביר את האות האופטי של 1550 ננומטר, מגבר הסיבים המסוממים בפיתיון הוא מכשיר אופטי חיוני. כיום, מגבר הסיבים המסוממים בפיתיון הפך למסחרי. דווח כי על מנת למנוע ספיגה חסרת תועלת, כמות המסוממת בסיבים אופטיים היא עשרות עד מאות ppm. הפיתוח המהיר של תקשורת סיבים אופטיים יפתח תחומי יישום חדשים.

(2) (2) בנוסף, גביש הלייזר המסומם בפיתיון והלייזר 1730nm והלייזר 1550nm המופק שלו בטוחים לעיניים אנושיות, ביצועי העברה אטמוספריים טובים, יכולת חדירה חזקה לעשן שדה הקרב, אבטחה טובה, לא קל לגילוי על ידי האויב, וניגודיות הקרינה של מטרות צבאיות גדולה. הוא הפך למד טווח לייזר נייד הבטוח לעיניים אנושיות בשימוש צבאי.

(3) (3) ניתן להוסיף Er3+ לזכוכית כדי לייצר חומר לייזר מזכוכית אדמה נדירה, שהוא חומר הלייזר המוצק בעל אנרגיית פולס המוצא הגדולה ביותר והספק המוצא הגבוה ביותר.

(4) ניתן להשתמש ב-Er3+ גם כיון פעיל בחומרי לייזר להמרה מעלה של אדמה נדירה.

(5) (5) בנוסף, ניתן להשתמש בפיתיון גם להסרת צבע וצביעה של זכוכית וזכוכית קריסטל.

13

תוליום (TM)

לאחר הקרנה בכור גרעיני, תוליום מייצר איזוטופ שיכול לפלוט קרני רנטגן, אשר יכול לשמש כמקור קרני רנטגן נייד.(מפת נתונים)

(1)TM משמש כמקור קרינה של מכשיר רנטגן נייד. לאחר הקרנה בכור גרעיני,TMמייצר סוג של איזוטופ שיכול לפלוט קרני רנטגן, שניתן להשתמש בו לייצור מכשיר קרינה נייד לדם. רדיומטר מסוג זה יכול להמיר את yu-169 ל-TM170- תחת פעולת אלומה גבוהה ובינונית, ומקרינים קרני רנטגן כדי להקרין דם ולהפחית את תאי הדם הלבנים. תאי דם לבנים אלה הם שגורמים לדחייה של איברים מושתלים, כדי להפחית את הדחייה המוקדמת של איברים.

(2) (2)TMיכול לשמש גם באבחון קליני וטיפול בגידולים בגלל הזיקה הגבוהה שלו לרקמת הגידול, אדמה נדירה כבדה תואמת יותר אדמה נדירה קלה, במיוחד הזיקה של יו היא הגדולה ביותר.

(3) (3) רגישות הקרני רנטגן Laobr: br (כחול) משמשת כמפעילה בזרחני של מסך רגישות הקרני רנטגן כדי לשפר את הרגישות האופטית, ובכך להפחית את החשיפה והנזק של קרני רנטגן לבני אדם. × מינון הקרינה הוא 50%, דבר שיש לו משמעות מעשית חשובה ביישומים רפואיים.

(4) (4) ניתן להשתמש במנורת הליד מתכת כתוסף במקור תאורה חדש.

(5) (5) ניתן להוסיף Tm3+ לזכוכית כדי לייצר חומר לייזר מזכוכית מסוג אדמה נדירה, שהוא חומר הלייזר במצב מוצק עם פולס המוצא הגדול ביותר והספק המוצא הגבוה ביותר. ניתן להשתמש ב-Tm3+ גם כיון הפעלה של חומרי לייזר מסוג אדמה נדירה המרה-מעלה.

14

איטרביום (Yb)

מתכת איטרביום (מפת נתונים)

(1) כחומר ציפוי מגן תרמי. התוצאות מראות כי מראה יכולה לשפר את עמידות הקורוזיה של ציפוי אבץ אלקטרודפוזיטיבי באופן ברור, וגודל הגרגירים של ציפוי עם מראה קטן יותר מזה של ציפוי ללא מראה.

(2) כחומר מגנטוסטריקטי. לחומר זה מאפייני מגנטוסטריקציה ענקית, כלומר, התפשטות בשדה מגנטי. הסגסוגת מורכבת בעיקר מסגסוגת מראה/פריט וסגסוגת דיספרוזיום/פריט, ומוסף מסוים של מנגן ליצירת מגנטוסטריקציה ענקית.

(3) רכיב מראה המשמש למדידת לחץ. ניסויים מראים כי הרגישות של רכיב המראה גבוהה בטווח הלחץ המכויל, דבר שפותח דרך חדשה ליישום המראה במדידת לחץ.

(4) סתימות על בסיס שרף לחורים בשיניים טוחנות, כתחליף לאמלגם כסף שהיה נפוץ בעבר.

(5) חוקרים יפנים השלימו בהצלחה את הכנת לייזר מוליך גלים משובץ ונדיום באט גארנט מסומם במראה, בעל חשיבות רבה לפיתוח נוסף של טכנולוגיית הלייזר. בנוסף, המראה משמשת גם כמפעיל אבקה פלואורסצנטית, קרמיקה רדיו, תוסף אלמנט זיכרון למחשב אלקטרוני (בועה מגנטית), שטף סיבי זכוכית ותוסף זכוכית אופטית וכו'.

15

לוטציום (Lu)

אבקת תחמוצת לוטציום (מפת נתונים)

קריסטל איטריום לוטטיום סיליקט (מפת נתונים)

(1) לייצר כמה סגסוגות מיוחדות. לדוגמה, ניתן להשתמש בסגסוגת אלומיניום לוטציום לניתוח הפעלת נויטרונים.

(2) נוקלידים יציבים של לוטציום ממלאים תפקיד קטליטי בפיצוח נפט, אלקילציה, הידרוגנציה ופולימריזציה.

(3) תוספת של ברזל איטריום או גארנט אלומיניום איטריום יכולה לשפר תכונות מסוימות.

(4) חומרי גלם של מאגר בועות מגנטי.

(5) גביש פונקציונלי מרוכב, אלומיניום איטריום ניאודימיום טטרבוראט מסומם בלוטציום, שייך לתחום הטכני של גידול גבישים לקירור בתמיסת מלח. ניסויים מראים שגביש NYAB מסומם בלוטציום עדיף על גביש NYAB באחידות אופטית ובביצועי לייזר.

(6) נמצא כי לוטציום יש יישומים פוטנציאליים בצגים אלקטרוכרומיים ובמוליכים למחצה מולקולריים בעלי מימד נמוך. בנוסף, לוטציום משמש גם בטכנולוגיית סוללות אנרגיה וכמפעיל זרחן.

16

איטריום (y)

איטריום נמצא בשימוש נרחב, ניתן להשתמש בגרנט אלומיניום איטריום כחומר לייזר, גרנט ברזל איטריום משמש לטכנולוגיית מיקרוגל ולהעברת אנרגיה אקוסטית, ואיטריום ונדאט מסומם באירופיום ותחמוצת איטריום מסוממת באירופיום משמשים כזרחנים עבור מכשירי טלוויזיה צבעוניים. (מפת נתונים)

(1) תוספים לפלדה וסגסוגות אל-ברזליות. סגסוגת FeCr מכילה בדרך כלל 0.5-4% איטריום, מה שיכול לשפר את עמידות החמצון והגמישות של פלדות אל-חלד אלו; התכונות המקיפות של סגסוגת MB26 משתפרות באופן ברור על ידי הוספת כמות מתאימה של אדמה נדירה מעורבת עשירה באיטריום, שיכולה להחליף חלק מסגסוגות אלומיניום בעלות חוזק בינוני ולשמש ברכיבים העומדים תחת לחץ של כלי טיס. הוספת כמות קטנה של אדמה נדירה עשירה באיטריום לסגסוגת Al-Zr, יכולה לשפר את המוליכות של סגסוגת זו; הסגסוגת אומצה על ידי רוב מפעלי התיל בסין. הוספת איטריום לסגסוגת נחושת משפרת את המוליכות והחוזק המכני.

(2) חומר קרמי מסיליקון ניטריד המכיל 6% איטריום ו-2% אלומיניום יכול לשמש לפיתוח חלקי מנוע.

(3) קרן לייזר Nd:Y:Al:Garnet בהספק של 400 וואט משמשת לקידוח, חיתוך וריתוך של רכיבים גדולים.

(4) מסך מיקרוסקופ האלקטרונים, המורכב מגביש יחיד של גארנט Y-Al, בעל בהירות פלואורסצנטית גבוהה, ספיגה נמוכה של אור מפוזר, עמידות טובה בטמפרטורה גבוהה ועמידות טובה בפני שחיקה מכנית.

(5) סגסוגת מבנית עתירת איטריום המכילה 90% איטריום יכולה לשמש בתעופה ובמקומות אחרים הדורשים צפיפות נמוכה ונקודת התכה גבוהה.

(6) חומר מוליך פרוטונים בטמפרטורה גבוהה SrZrO3 מסומם באיטריום, אשר מושך תשומת לב רבה כיום, הוא בעל חשיבות רבה לייצור תאי דלק, תאים אלקטרוליטיים וחיישני גז הדורשים מסיסות גבוהה במימן. בנוסף, איטריום משמש גם כחומר ריסוס בטמפרטורה גבוהה, מדלל לדלק כורים אטומיים, תוסף לחומרים מגנטיים קבועים, וכגטר בתעשיית האלקטרוניקה.

17

סקנדיום (Sc)

סקנדיום מתכתי (מפת נתונים)

בהשוואה ליסודות איטריום ולנתניד, לסקנדיום רדיוס יוני קטן במיוחד ואלקליות הידרוקסיד חלשה במיוחד. לכן, כאשר סקנדיום ויסודות אדמה נדירה מערבבים יחד, סקנדיום ישקע ראשון כאשר מטופל באמוניה (או אלקלי מדולל מאוד), כך שניתן להפריד אותו בקלות מיסודות אדמה נדירה בשיטת "משקעים חלקיים". שיטה נוספת היא להשתמש בפירוק קיטוב של ניטרט לצורך ההפרדה. סקנדיום ניטרט הוא הקל ביותר לפירוק, ובכך משיג את מטרת ההפרדה.

ניתן להשיג Sc באמצעות אלקטרוליזה. ScCl3, KCl ו-LiCl מותכים יחד במהלך זיקוק סקנדיום, והאבץ המותך משמש כקתודה לאלקטרוליזה, כך שסקנדיום שוקע על אלקטרודת האבץ, ולאחר מכן האבץ מתאדה לקבלת סקנדיום. בנוסף, סקנדיום ניתן להפקה בקלות בעת עיבוד עפרות לייצור יסודות אורניום, תוריום ולנתניד. הפקה מקיפה של סקנדיום קשור מעפרות טונגסטן ובדיל היא גם אחד המקורות החשובים לסקנדיום. סקנדיום הוא...בעיקר במצב תלת-ערכי בתרכובת, אשר מתחמצנת בקלות ל-Sc2O3 באוויר ומאבדת את הברק המתכתי שלה והופכת לאפור כהה.　

השימושים העיקריים של סקנדיום הם:

(1) סקנדיום יכול להגיב עם מים חמים ולשחרר מימן, והוא גם מסיס בחומצה, ולכן הוא חומר מחזר חזק.

(2) תחמוצת והידרוקסיד סקנדיום הם בסיסיים בלבד, אך אפר המלח שלהם קשה לעבור הידרוליזה. סקנדיום כלוריד הוא גביש לבן, מסיס במים ומתפזר באוויר.　(3) בתעשיית המתכת, סקנדיום משמש לעתים קרובות לייצור סגסוגות (תוספים של סגסוגות) כדי לשפר את החוזק, הקשיות, העמידות בחום והביצועים של הסגסוגות. לדוגמה, הוספת כמות קטנה של סקנדיום לברזל מותך יכולה לשפר משמעותית את תכונות הברזל היצוק, בעוד שהוספת כמות קטנה של סקנדיום לאלומיניום יכולה לשפר את חוזקו ועמידותו בחום.

(4) בתעשיית האלקטרוניקה, ניתן להשתמש בסקנדיום כמגוון התקני מוליכים למחצה. לדוגמה, השימוש בסקנדיום סולפיט במוליכים למחצה משך תשומת לב בארץ ובחו"ל, וגם סקנדיום המכיל פריט מבטיח ב...ליבות מגנטיות של מחשב.　

(5) בתעשייה הכימית, תרכובת סקנדיום משמשת כחומר להסרת הידרוגנציה והתייבשות של אלכוהול, שהוא זרז יעיל לייצור אתילן וכלור מחומצה הידרוכלורית מפסולת.　

(6) בתעשיית הזכוכית ניתן לייצר זכוכית מיוחדת המכילה סקנדיום.　

(7) בתעשיית מקורות האור החשמליים, למנורות סקנדיום ונתרן העשויות מסקנדיום ונתרן יש יתרונות של יעילות גבוהה וצבע אור חיובי.　

(8) סקנדיום קיים בטבע בצורת 45Sc. בנוסף, קיימים תשעה איזוטופים רדיואקטיביים של סקנדיום, דהיינו 40~44Sc ו-46~49Sc. ביניהם, 46Sc, כחומר נותב, שימש בתעשייה הכימית, במטלורגיה ובאוקיינוגרפיה. ברפואה, ישנם אנשים בחו"ל שחוקרים את השימוש ב-46Sc לטיפול בסרטן.