Редкоземельные элементы

Содержание
  1. Добыча и месторождения редкоземельных металлов
  2. История открытия
  3. Запасы и месторождения
  4. Добыча и промышленное получение
  5. Свойства и характеристики
  6. Физические
  7. Химические
  8. Механические
  9. Технологические
  10. Сферы применения
  11. Редкоземельные металлы: список
  12. Виды и история открытия
  13. Распространение редкоземельных металлов
  14. Добыча
  15. Получение
  16. Физические свойства
  17. Механические свойства
  18. Химические свойства
  19. Технологические свойства
  20. Применение
  21. Самые дорогие редкоземельные металлы
  22. Металлы, составляющие группу редкоземельных
  23. История открытия редкоземельных металлов
  24. Промышленное использование редкоземельных металлов
  25. Запасы редкоземельных металлов в России
  26. ценности редкоземельных металлов
  27. В природе в свободном виде европий не встречается
  28. Редкоземельные металлы
  29. Свойства редкоземельных металлов
  30. Применение редкоземельных металлов

Добыча и месторождения редкоземельных металлов

Редкоземельные элементы

Редкоземельные металлы (РЗМ) относятся к обширной группе в периодической таблице Менделеева. Она состоит из 17 химических элементов, которые похожи строением атомов, физическими, химическими и механическими свойствами. Они применяются в разных сферах деятельности, до конца не изучены.

Редкоземельные металлы в таблице Менделеева

К этой группе относятся элементы, которые:

  • быстро тускнеют на открытом воздухе;
  • при взаимодействии с кислородом образуют нерастворимые оксиды;
  • редко встречаются в природе.

Одно из главных отличий РЗМ — изменение химической активности. Этот параметр возрастает, начиная от скандия и заканчивается лантаном. Обозначения РЗМ:

Самый редкий из всех редкоземельных металлов — европий. Общее количество этого химического элемента на планете — около 0,0012%.

Европий ( Instagram / metalrussia)

История открытия

Первым внес вклад в изучение редкоземельных металлов известный финский химик Юхан Гадолин. Первые открытия он сделал в конце XVIII века. Дополнительные исследования ученый проводил в 1794 году. Тогда он открыл иттриевую землю. К началу XIX века Мартин Клапрот классифицировал РЗМ. Он выделил две группы — цериевые, иттриевые металлы. Новые РЗМ открыл шведский химик Мосандер в 1840 году.

К концу XIX века, началу XX столетия, ученые смогли открыть 16 разновидностей РЗМ. В XX веке был открыт последний элемент из этой группы химических элементов.

Запасы и месторождения

Количество редкоземельных металлов, которые находятся в природе, достигает 0,02%. Они содержатся в составе 240 видов минералов. Только 64 разновидности применяются для промышленной переработки.

Основные месторождения РЗМ находятся в США, Китае, Бразилии, Индии, Австралии, Малайзии. В России крупных месторождений нет. Примерно 90% этих материалов завозятся из других стран.

С середины 1990 годов сфера добычи, производства РЗМ была практически полностью занята Китаем. К 2015 году эта страна обладала уже 80% мирового рынка РЗМ. Сейчас общее количество упало до 70%, но это не мешает Китаю занимать лидирующую строку по добыче, получению, экспорту этих химических элементов.

Руда и чистый металл ( Instagram / raslovokladka)

Добыча и промышленное получение

Наиболее инновационная технология получения РЗМ — добыча металлов из отходов от фосфорных удобрений. С ее помощью можно получить около 800 тысяч полезных химических элементов.

Для переработки расходного сырья, существует несколько технологий получения редкоземельных металлов:

  1. Хлорирование. Осуществляется химическая реакция, в результате которой атомы неметаллов замещаются на хлор.
  2. Химическое восстановление с помощью кальция. Данные реакции проводятся в газовой защитной среде (емкость заполняется аргоном). С помощью этой процедуры можно избавиться от посторонних примесей, прочных химических элементов.
  3. Сплавление гидроксидами, которые растворяются в воде. РЗМ очищаются от поверхностно-активных веществ с помощью гидролиза.
  4. Разложение сложных соединений с помощью серной или плавиковой кислоты. Позволяет удалить из РЗМ оксиды азота.

Свойства и характеристики

При изучении редкоземельных металлов нужно обратить внимание на их свойства — физические, химические, механические и технологические.

Физические

Свойства:

  1. Диапазон плотности для разных представителей группы — от 6000 до 7000 кг/м3.
  2. Температура плавления — 900°C.
  3. Повышение пластичности при температуре 20–800°C.
  4. Максимально допустимый показатель устойчивости к растяжению — до 150 Мпа.
  5. Показатель удельного растяжения — 12%.

Физические, механические свойства зависят от количества примесей — углерода, азота, серы, кислорода. Если металл чистый, с процентным содержанием примесей менее 1%, он будет иметь средний показатель твердости 500 Мпа.

Редкоземельный металл гольмий ( Instagram / redmets)

Химические

Свойства:

  1. На открытом воздухе поверхности редкоземельных сплавов быстро покрываются оксидной пленкой. Она защищает материал от деформирования, разрушительного воздействия химических веществ.
  2. Длительное воздействие повышенной влажности приводит к ускорению окислительных процессов. Металлы постепенно превращаются в щелочи.
  3. Химический процесс разложения материала ускоряется при нагревании до 250°C.

Если нагревать металлы в камере, заполненной кислородом, окисление будет проходить с выделением большого количества тепла.

Механические

Свойства:

  1. Твердость по шкале Бринелля — от 300 до 500 Мпа (при условии, что металлы имеют чистоту, не превышающую 98%).
  2. Температура испарения — от 3500°C.
  3. Элементы обладают магнитными свойствами. Их относят к сплаву парамагнетиков.
  4. Сверхпроводящее состояние наблюдается при снижении температуры до -268 градусов.
  5. В естественной среде, РЗМ — сверхпроводники.

Чтобы материалы легче поддавались прокатке, ковке, их нужно нагреть до высокой температуры.

Редкоземельный металл гадолиний ( Instagram / redmets)

Технологические

Свойства:

  1. Заготовки из этих материалов хорошо обрабатываются разными технологическими способами (основные — ковка, прессование, прокатка) при температуре 20–30°C.
  2. Из-за малой вязкости обрабатывать РЗМ нужно крайне аккуратно.

Чаще из этих материалов изготавливают разные типы металлопроката. Наиболее популярные из них — фольга, металлические ленты, прутки сечением от 1 до 5 мм.

Без дополнительной обработки детали из редкоземельных металлов начнут быстро окисляться. Чтобы это предотвратить, их разогревают в среде защитных инертных газов.

Сферы применения

Сплавы редкоземельных металлов нашли свое применение в разных сферах промышленности:

  1. Производство ЖК дисплеев, рентгеновских систем, аппаратов КТ, МРТ, ядерных реакторов, энергосберегающих ламп.
  2. Изготовление усиленных сплавов металлов, стекол. Они должны выдерживать высокие нагрузки, поскольку будут применяться для производства защитных строительных масок, деталей авиационных моторов.
  3. Переработка нефтепродуктов.
  4. Изготовление проекторов, объективов для профессиональных видео- и фотокамер, аккумуляторов, проекторов, осветительных устройств для студий.
  5. Производство динамиков, винчестеров.
  6. Изготовление люминофоров, электронно-лучевых трубок, микроволновых фильтров, постоянных магнитов.
  7. Производство конденсаторов, радаров, сенсоров, сверхпроводников.

Редкоземельные металлы применяются в химической, ядерной, атомной промышленностях, автомобилестроении, медицине, металлургии.

К редкоземельной группе относится множество металлов. Многие из них до конца исследованы, что дает перспективы для их дальнейшего применения. Даже сейчас РЗМ применяются в разных сферах промышленности.

Источник: https://metalloy.ru/metally/redkozemelnye

Редкоземельные металлы: список

Редкоземельные элементы

Вначале 19 века редкоземельные металлы были окружены таинственным культом. Они показывались на выставках. С их появлением связывали научный прогресс. О них говорили рядовые люди и писали газеты. Но с чем был связан такой ажиотаж? Так ли редки эти металлы как об этом говорит их название? Давайте разбираться.

Виды и история открытия

К категории редкоземельных металлов (РЗМ) относятся 15 химических элементов. В таблице Менделеева они находятся под порядковыми номерами от 57 до 71. Схожие по своим химическим характеристикам, в это же время этим редкоземельным элементам присуще четко выраженная уникальность. Каждому свойственны свои технологические особенности.

Редкоземельные элементы имеют 2 семейства: иттербия и церия:

  1. Семейство Иттербия: Тулий, Гольмий, Иттербий, Гадолиний, Диспрозий, Тербий, Эрбий, Лютеций.
  2. В группу Церия входят: Самарий, Неодим, Лантан, Европий, Церий, Прометий, Празеодим

Такое деление производят на основании того, как растворяются выбранные компоненты в солях серных кислот.

Немного позже к списку добавились элементы: Иттрий, Скандий, Лантан, Лютеций. Таким образом список металлов редкоземельной группы состоит из 16 элементов.

Редкоземельные металлы обладают длинной историей открытия. Первое изучение “иттриевых земель” было проведено профессором химии Гандолином в 1790-х годах. В качестве объекта исследования он использовал минерал, найденный в горах Швеции. Позже этот вид горного образования получил название в его честь – гандолинит.

В 1840-х годах Мозандер выделил окись церия. Через 5 лет он же получил тербиевую и эрбиевую земли, используя при этом уже известный нам гандолинит. Последним из семейства редкоземельных металлов был открыт прометий. Его исследованием занимались Маринский и Гленденин, которые для своих экспериментов использовали осколки деления урана в ядерном реакторе.

Открытия редкоземельной группы металлов закончились лишь в середине 20 столетия, но эффективные промышленные методы их разделения развиваются до сих пор.

Самыми ценными и дорогими из списка редкоземельной группы являются:

  1. Тербий;
  2. Неодим;
  3. Европий;
  4. Лютеций.

Распространение редкоземельных металлов

Суммарное количество по массе редкоземельных элементов в недрах Земли равняется 0,01%, что относительно немало. Это больше, чем титан и свинец, вместе взятые. Наиболее часто встречаемыми из РЗМ являются церий, неодим и лантан.

Самым мало распространённым редкоземельным металлом является европий. Его содержание на Земле составляет 0,0012% от ее массы, что сравнимо с таким элементом как ртуть.

На сегодня обнаружено примерно 240 минералов, в химическом составе которых можно найти редкоземельные металлы. В 62 из них суммарный процент РЗМ достигает 10%.

По своей природе они представляют собой разного вида фториды, силикаты и фосфаты. Несмотря на такое огромное количество минералов для нужд производства годятся только некоторые из них.

Главным образом это монацит, бастнезит, апатит и эвксенит.

Процент соотношения между отдельными редкоземельными металлами в горных образованиях достаточно изменчив. В монацитах и бастнезитах преобладают элементы цериевой подгруппы; в апатитах – иттриевой.

Добыча

Главные месторождения РЗМ находятся на территории современного Китая, Соединенных Штатов Америки и России. Согласно экспертным данным, мировые запасы РЗМ составляют порядка 120 млн. тонн. Стоит отметить, что половина этой массы приходится на Китайскую народную республику.

Некоторые ученые заявляются, что океанское дно изобилует минералами на основе редкоземельных металлов. По их расчетам там скрывается около 130 млрд. тонн их запасов. Пока не ясно, как верно их предположение. Производство на данном этапе развития не располагает оборудованием, которое смогло бы работать на таких глубинах.

Получение

Существует несколько вариантов переработки минералов:

  1. Разложение плавиковой и серной кислотами.
  2. Хлорирование.
  3. Сплавление щелочами.

Продуктом данных реакций являются разнообразные виды хлоридов, оксидов и сульфатов, которые служат исходными материалами для получения чистых редкоземельных металлов.

С этой целью используется методы химического восстановления кальцием, магнием и калием. Под этим подразумевается осаждение, ионный обмен и фракционная кристаллизация.

Для очистки редкоземельных металлов от примесей применяют дистилляцию и вакуумный переплав.

Физические свойства

Плотность РЗМ колеблется в пределах 6 000 – 7 000 кг\м3. Процессы плавления начинаются при температуре около 900 – 1000 ºC; кипения – при 3500 ºC. Большинство редкоземельных металлов относятся к группе парамагнетиков, магнитная восприимчивость которых находится в обратной зависимости от температуры.

Редкоземельные металлы по своей природе – сверхпроводники. Температура перехода в сверхпроводящее состояние у них происходит при 4-5 К. Данный показатель можно снизить за счет увеличения избыточного давления до 0,2 МПа.

Механические свойства

Редкоземельные металлы с чистотой до 98% при комнатной температуре обладают твердостью 300-500 МПа по шкале Бринелля. С повышением температуры это значение понижается. Так при 800 ºC твердость лантана уже составляет 35 МПа. Особенно сильно металлы размягчаются при 550 ºC, что связано с их полиморфным превращением.

При испытании на растяжении гантелеобразные образцы редкоземельных металлов разрушаются при 150-200 МПа. Деформироваться они начинаются уже при 100-125 МПа. Относительное удельное растяжение для них составляет 8-12%. Отметим, что в интервале 20-800 ºC наблюдается резкое возрастание пластичности. Причина этого – переход внутренней структуры металлов на кубическую модификацию.

Химические свойства

Редкоземельные металлы в сухом воздухе покрываются тонкой пленкой, в основе которой лежат их оксиды. Она служит эффективной защитой как от механического, так и химического воздействия.

Во влажной среде они начинают медленно окисляться и трансформируются в гидроксиды. Данные процессы имеют место при температуре окружающей среды более 250 ºC. При 450 ºC редкоземельные металлы в кислородной среде сгорают до оксидов с активным выделением тепла.

Редкоземельные металлы охотно вступают в реакции с серой и хлором. При нагревании также взаимодействует с бромом и йодом.

Редкоземельные металлы растворяются в кислотах минеральной группы. Инертны по отношению к большинству видов щелочей.

Технологические свойства

При комнатной температуре редкоземельные элементы хорошо обрабатываются ковкой и прессованием. Стоит заметить, что производить данные операции необходимо крайне аккуратно, т.к. РЗМ не отличаются высокой вязкостью.

Из редкоземельных металлов производят металлопрокат различного типа. Это главным образом прутки диаметром от 1 до 5 мм, лента и фольга. Для предохранения от окисления заготовки металлов предварительно нагревают в среде инертных газов. Обычно это либо аргон, либо гелий.

Применение

Сплавы лантана с алюминием характеризуются повышенной скоростью поглощения окиси углерода и азота, но низко активен по отношению к водороду. Это делает возможным его применение в геттерах водородного тиратрона, где требуется максимальное изолирование водорода от окружающих газов.

Добавками церия эффективно модифицируют структуру чугунов и сталей. Такое легирование улучшает их пластичность и свариваемость, уменьшает процент выхода брака.

Празеодим высокой чистоты применяется в изготовлении эмали, стекла и глазури. Добавление празеодима в керамику придает ей особый желтоватый оттенок. Большинство высококачественных оптических стекол содержат в своем составе оксиды празеодима. На их базе изготавливают искусственные драгоценные камни – рубины, аметисты, топазы и т.д.

Прометий используется в качестве основного материала для атомных мини-батарей. Его изотопы дают мягкое излучение, не требующей специальной защиты.

Европий благодаря широте поперечного сечения захвата тепловых нейронов используется в производстве экранов защиты направляющих стержней ядерного реактора. Люминофор цветного телевизора на базе окиси иттрия активизируется европием, что повышает примерно на 50% качество его изображения. Также европий применяется в производстве магнитных сплавов.

Как видно, металлы редкоземельной группы уже активно используются в разного рода промышленных отраслях. Но исследование их возможностей только набирает обороты и несет в себе множество перспективных способов применения. Что из этого выйдет, покажет время. Нам же лишь остается только ждать.

Источник: https://prompriem.ru/metally/redkozemelnye-metally.html

Самые дорогие редкоземельные металлы

Редкоземельные элементы

На сегодняшний день в группу редкоземельных элементов входит всего 17 элементов Периодической таблицы химических элементов Д.И. Менделеева. Их объединяют общие физико-химические свойства.

Прежде всего, все они металлы, имеющие серебристо-белый цвет, а самые редкие из них ещё и высокую стоимость на международном рынке.

Та страна, в недрах которой залегает хотя бы один из самых редких металлов этой группы, обладает поистине великим сокровищем, ведь цена килограмма таких металлов может составлять тысячи долларов. Итак, какие же металлы входят в группу редкоземельных.

Редкоземельные металлы — дефицитный товар

Металлы, составляющие группу редкоземельных

В состав группы редкоземельных металлов входят следующие элементы:

  1. Скандий. 21-й элемент Периодической системы элементов. Получил своё название от Скандинавского полуострова, где впервые был обнаружен.
  2. Иттрий. 39-й элемент системы. Его название связано с месторождением металлов в шведском селе Иттербю. Ещё несколько элементов этой группы впоследствии получили названия, так или иначе связанные с этим месторождением.
  3. Лантан. Это 57-й элемент, который получил своё название от греческого слова «скрытный».
  4. Церий. 58-й элемент. Назван в честь римской богини плодородия и урожая Цереры.
  5. Празеодим. 59-й элемент. В своём спектральном анализе содержит зелёный свет, за счет чего и получил такое латинское название – «зелёный близнец». Входил в состав дидима вместе неодимом, отсюда и называется «близнец».
  6. Неодим. 60-й элемент, который носит латинское название «новый близнец».
  7. Прометий. 61-й элемент, названный в честь древнегреческого героя Прометея, давшего людям огонь. Этот элемент был выделен в процессе искусственного деления урана.
  8. Самарий. 62-й элемент. Был выделен из минерала самарксита, поэтому получил такое название.
  9. Европий. 63-й элемент. Название получил в честь богини Европы.
  10. Гадолиний. 64-й элемент. Его название связано с учёным-первооткрывателем группы редкоземельных металлов Иохана Гадолина.
  11. Тербий. 65-й элемент, получивший своё название от названия месторождения, где он был впервые найден – Иттербийского, которое расположено в Швеции.
  12. Диспрозий. 66-й элемент, который получил по латыни название «труднодоступный».
  13. Гольмий. 67-й элемент, назван в честь города Стокгольм.
  14. Эрбий. 68-й элемент. Получил своё название от местечка Иттербю, расположенного в Швеции.
  15. Тулий. 69-й элемент, названный по старому названию Скандинавии.
  16. Иттербий. 70-й элемент, опять-таки его название связано со шведским селом Иттербю и его месторождением.
  17. Лютеций. 71-й элемент, который назван в честь старого названия Парижа.

Элементы, начиная от 57 элемента, носят название металлы лантанового ряда.

Скандий

Иттрий

Лантан

Церий

Празеодим

Неодим

Металлический прометий

Самарий

Европий

Гадолиний

Тербий

Диспрозий

Гольмий

Эрбий

Тулий

Иттербий

Лютеций

Автомобиль становится сокровищницей

История открытия редкоземельных металлов

В природе все редкоземельные металлы существуют только в виде оксидов. Ранее оксиды носили название «терра», что значит «земля».

Поэтому, когда из оксидов сразу не удалось получить чистые металлы, их стали называть «редкая земля», то есть редкоземельные. Этим учёные старались подчеркнуть их малочисленность в природе.

Они тогда не знали, что большинство редкоземельных металлов чрезвычайно распространено в земной коре.

Само открытие этих металлов до сих пор покрыто завесами тайны. Считается, что приоритет в этой области принадлежит финну Юхану Гадолину, который в 1794 году в месторождении под шведским селом Иттербю, впервые нашел минерал, в состав которого входил описанный им иттрий.

Параллельно с Гадолином ещё два шведских химика также занимались изучением редкоземельных металлов – Берцелиус и Хизингер. Их открытия перекликались и пересекались.

В то время так и не удалось получить ни одного металла в чистом виде, все они представляли собой сложные оксиды.

Наш, Д.И. Менделеев, создавая свой труд «Основы химии», признавал наличие только 6 редкоземельных металла: иттрия, лантана, церия, эрбия, тербия и дидима, как тогда называли элементы празеодим и неодим.

Причём, даже существование тербия было им поставлено под вопросом.

Уже к концу XIX века ситуация с редкоземельными элементами прояснилась и им было отведено место в Периодической системе элементов между барием и танталом.

Промышленное использование редкоземельных металлов

Долгое время редкоземельные металлы считались скучными и химически малоинтересными.

Ситуация изменилась в корне, когда в 60- годы XX века появились технологии выделения чистых металлов этой группы на основе использования технологий разделения изотопов урана. Учёные сразу отметили магнитные свойства этих элементов.

На тот момент мировое промышленное производство уже не мыслило себя без трансформаторов, электрогенераторов, моторов и других приборов, где используется электромагнитная индукция.

Долгое время основу для создания магнитных материалов составляли углеродистое железо и железокобальтовые сплавы. Когда были разработаны технологии промышленного выделения редкоземельных материалов, то цена многих из них резко снизилась, и стало возможным их применение в производстве магнитных сплавов.

Кроме того, с развитием науки стало возможным искусственное выращивание монокристаллов некоторых металлов этой группы. Были открыты свойства некоторых редкоземельных металлов – они обладают огромной магнитной энергией и на их основе можно создавать мощные постоянные магниты.

Сами эти металлы при намагничивании могут менять свои размеры. К этим металлам относятся диспрозий, самарий, гадолиний и другие. Магнитные сплавы из этих металлов используются при производстве компьютеров и вычислительной техники.

Интерес промышленности к свойствам редкоземельных материалов до сих пор остаётся огромным.

Без редкоземельных металлов невозможно производство энергосберегающих ламп, гибридных автомобилей, систем наведения и ночного виденья, беспилотных летательных аппаратов. Также эти металлы используются в технологиях stealth.

Запасы редкоземельных металлов в России

В Сибири, в массиве Томтор, который располагается на границе между Якутией и Красноярским краем, новосибирскими учёными было открыто одно из самых больших в мире месторождений редкоземельных металлов, которое было подвергнуто исследованию и разработке. Многие ученые считают, что без промышленной разработки этого месторождения России придётся забыть о пути совершенствования и развития инновационных технологий.

Именно на Томторе, на сравнительно небольшом участке можно найти редкоземельных металлов на сумму более четверти триллиона долларов. Даже если заниматься разработкой и выделением только одного из металлов, то месторождение все равно будет рентабельным. Килограмм руды из этого месторождения стоит выше, чем килограмм сливочного масла.

Это потому, что редкоземельные металлы, которые находятся в ней, обладают такими волшебными свойствами, которые очень ценятся в высокотехнологичных производствах. Без высокотехнологичного производства невозможен прогресс ни одной страны, поэтому российские учёные считают разработку месторождения Томтор приоритетной для страны.

Разработанным месторождением редкоземельных металлов в России является Левозерский рудник в Мурманской области.

https://www.youtube.com/watch?v=mQ4lyy0QhCM\u0026list=PLsOMq-874J1WUDdwP_oytWBJfUIjrK-Br

Кроме России значительными запасами редкоземельных металлов обладают Китай, США и Казахстан. Разработка месторождений редкоземельных металлов дело довольно хлопотное.

Очень часто эти месторождения загрязнены радиоактивными торием и ураном. Они удаляются техническими кислотами.

Правда, иногда утечка радиоактивных веществ является столь значительной, что месторождения приходится закрывать. Так произошло в США, в штате Монтана.

ценности редкоземельных металлов

Большинство редкоземельных металлов, несмотря на название, широко распространены в глинозёмных и гранитных породах. Они широко применяются в промышленности и технике.

Но существует небольшая группа этих металлов, имеющая высокую стоимость из-за малого наличия их в минералах земной коры и дорогими технологиями их выделения. Эти металлы входят в состав многих точных приборов, без их применения невозможно развитие современных нанотехнологий.

Вот поэтому интерес к этим редкоземельным металлам весьма высок во всём мире. Список значимости самых дорогих редкоземельных металлов выглядит так:

  • Тербий;
  • Неодим;
  • Европий;
  • Лютеций.

Самым дорогим из представленных металлов является лютеций. Тербий Впервые оксид тербия был выделен шведским химиком Мосандером в 1840 году. Чистый тербий был получен лишь в начале прошлого века французским учёным Урбеном. Тербий – элемент редкий и дорогой и в настоящее время в основном используется для изучения собственных свойств и возможностей применения.

Тербий выделяют из смеси редкоземельных элементом методом ионной хроматографии или путем экстракции. Он представляет собой серебристо-белый металл, устойчивый к условиям комнатной температуры. Тербий – уникальный элемент, обладающий рядом удивительных физических свойств.

В настоящее время применение тербия оправдано в создании магнитных сплавов, имеющих свойство менять размеры, в производстве термоэлектрических материалов, в лазерных технологиях, в электронике в качестве люминофора, в конструировании магнитных холодильников.

Кроме того, тербий применяется в качестве высокотехнологичного катализатора окисления, а также в виде просветляющего покрытия на кремнии для микроэлектроники. Неодим Этот металл был открыт в 1885 году австрийским химиком Вельсбахом. Ранее считалось, что существует единый элемент дидим.

Но Вельсбаху удалось разделить дидим на празеодим и неодим.

В природе неодим добывается карьерным способом, но в очень малых количествах. Чистый неодим получают путем электролиза расплава хлорида или фторида неодима. Неодим – красивый серебристо-белый металл с легким золотистым оттенком. При нагревании на воздухе он быстро окисляется, вступает в соединения с азотом, водородом и другими неметаллами, а также с минеральными кислотами.

Неодим – дорогой металл, цена на него зависит от страны-производителя и технологий, которые применялись для его выделения. Неодим на сегодняшний день нашел широкое применение в производстве цветного стекла и лазерных материалов, в производстве мощных постоянных магнитов, в технологиях получения стекловолокна.

Неодим входит в состав, которым легируются конструкционные сплавы стали, а также в состав для обработки сельскохозяйственных семян с целью увеличения их всхожести. Европий История открытия европия насчитывает довольно длительный период. Многие учёные в конце XIX и в начале XX века изучали свойства европия и описывали его свойства.

В 1937 году впервые удалось выделить чистый металлический европий.

Европий – мягкий металл серебристо-белого цвета, который легко окисляется в обычных условиях. Вот поэтому чистый европий хранят в запаянных ампулах под слоем расплавленного парафина, а его обработкой занимаются в инертных условиях. Европий хорошо поддаётся обработке и по своим свойствам напоминает свинец.

В природе в свободном виде европий не встречается

А выделяется из таких минералов, как лопарит и моноцит. Европий практически самый редкий из редкоземельных металлов и один из самых редких элементов Периодической таблицы.

Вот поэтому его цена и является столь высокой на международном рынке. Неодим дороже серебра в несколько раз.

Он широко используется в ядерной энергетике, в производстве лазерных материалов, в электронике, медицине и производстве люминофор.

https://www.youtube.com/watch?v=W-j4sSmrvcs\u0026list=PLsOMq-874J1WUDdwP_oytWBJfUIjrK-Br

Лютеций В виде оксида лютеций был открыт в 1907 году сразу 3-мя учёными Вельсбахом, Урбеном и Джеймсом. Название элементу дал француз Жорж Урбен, который произвёл его от латинского названия Парижа.

Впервые чистый лютеций был выделен в 60-х годах прошлого века. Получают лютеций из минералов путем ионного обмена, экстракции и восстановления с помощью кальция из фторида лютеция.

Цена на этот редкоземельный металл составляет 3-3,5 тысячи долларов за 1 килограмм чистого вещества.

Лютеций – метал серебристого цвета, самый тяжёлый в своей группе. Он легко поддаётся обработке. На воздухе этот металл покрывается плотной пленкой из оксида лютеция. Взаимодействует со многими неметаллами и неорганическими кислотами.

Лютеций применяется в производстве лазерных материалов, магнитных сплавов для космической техники, для создания жаропрочной проводящей керамики, в ядерной энергетике. С добавлением лютеция производят сплавы с высокотемпературной сверхпроводимостью, а также составы для легирования жаростойких материалов.

Редкоземельные металлы являются востребованными в настоящее время, но многие их свойства пригодятся и для производства технологий будущего. Вот поэтому учёные многих стран мира проводят исследования по изучению их свойств. Какими ещё необычными свойствами обладают эти металлы, покажет время.

Источник: https://www.13min.ru/kupit/samye-dorogie-redkozemelnye-metally/

Редкоземельные металлы

Редкоземельные элементы

Редкоземельные металлы – группа из 17 химических элементов таблицы Менделеева. Они обладают одинаковым строением атомов, а также имеют схожие химические и физические свойства. Редкоземельные элементы применяются в различных промышленных сферах: в радиоэлектронике, атомной энергетике, машиностроении, химической промышленности и металлургии.

Свойства редкоземельных металлов

Редкоземельные металлы имеют серебристый или желтый окрас. Они поддаются механической обработке и проводят электрический ток. Свойства РЗМ могут изменяться при переходе веществ из металлического состояния в парообразное. При высоком давлении и большой разнице в энергии атомные радиусы уменьшаются, что приводит к увеличению плотности простых веществ.

Применение редкоземельных металлов

Редкоземельные металлы нашли применение в следующих областях:

  1. Производство винчестеров и звуковых динамиков.
  2. Изготовление фотокамер, телескопических объективов, проекторов, приспособлений для студийного освещения и аккумуляторов.
  3. Переработка сырой нефти.
  4. Разработка усиленных металлов и стекол, применяющихся в авиационных моторах и защитных масках для строителей.
  5. Создание жидкокристаллических дисплеев, аппаратов для МРТ, рентгеновских систем, энергосберегающих ламп и ядерных реакторов.

Также РЗЭ используются для изготовления добавок и эмалей, необходимых для модификации материалов. Они улучшают пластичность и прочность сырья, что увеличивает срок службы различных аппаратов и металлических устройств. Благодаря повышенной скорости поглощения окисей углерода и азота, РЗМ могут применяться в водородных тиратронах в качестве изолирующего материала.

Применение редкоземельных элементов оказывает негативное влияние на экологию планеты. В результате добычи и производства РЗЭ в атмосферу выбрасывается большое количество вредных веществ и токсинов, включая углерод.

В настоящее время разрабатываются технология определения токсичности РЗМ при помощи биотестирования. Ученые создают биосенсоры, определяющие влияние металлов на организм человека при помощи специальных биосенсоров.

При изготовлении тестовых приспособлений используются экологически чистые материалы: Paramecium Bursaria и водоросли Chlorella.

Источник: https://stankiexpert.ru/spravochnik/materialovedenie/redkozemelnye-metally.html

Ваш педагог
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: