【知識】17種稀土元素名稱的由來及用途(四)

鏑(Dy
1886年,法國人波依斯包德萊成功地將鈥分離成兩個元素,一個仍稱為鈥,而另一個根據從鈥中“難以得到”的意思取名為鏑(dysprosium)。鏑目前在許多高技術領域起著越來越重要的作用,鏑的最主要用途是(1)作為釹鐵硼系永磁體的添加劑使用,在這種磁體中添加2~3%左右的鏑,可提高其矯頑力,過去鏑的需求量不大,但隨著釹鐵硼磁體需求的增加,它成為必要的添加元素,品位必須在95~99.9%左右,需求也在迅速增加。(2)鏑用作螢光粉啟動劑,三價鏑是一種有前途的單發光中心三基色發光材料的啟動離子,它主要由兩個發射帶組成,一為黃光發射,另一為藍光發射,摻鏑的發光材料可作為三基色螢光粉。(3)鏑是製備大磁致伸縮合金鋱鏑鐵(Terfenol)合金的必要的金屬原料,能使一些機械運動的精密活動得以實現。(4)鏑金屬可用做磁光存貯材料,具有較高的記錄速度和讀數敏感度。(5)用於鏑燈的製備,在鏑燈中採用的工作物質是碘化鏑,這種燈具有亮度大、顏色好、色溫高、體積小、電弧穩定等優點,已用於電影、印刷等照明光源。(6)由於鏑元素具有中子俘獲截面積大的特性,在原子能工業中用來測定中子能譜或做中子吸收劑。(7)Dy3Al5O12還可用作磁致冷用磁性工作物質。隨著科學技術的發展,鏑的應用領域將會不斷的拓展和延伸。

金屬鏑
 
(Ho)
十九世紀後半葉,由於光譜分析法的發現和元素週期表的發表,再加上稀土元素電化學分離工藝的進展,更加促進了新的稀土元素的發現。1879年,瑞典人克利夫發現了鈥元素並以瑞典首都斯德哥爾摩地名命名為鈥(holmium)。
鈥的應用領域目前還有待于進一步開發,用量不是很大,最近,包鋼稀土研究院採用高溫高真空蒸餾提純技術,研製出非稀土雜質含量很低的高純金屬鈥Ho/ΣRE>99.9%。目前鈥的主要用途有:用作金屬鹵素燈添加劑,金屬鹵素燈是一種氣體放電燈,它是在高壓汞燈基礎上發展起來的,其特點是在燈泡裏充有各種不同的稀土鹵化物。目前主要使用的是稀土碘化物,在氣體放電時發出不同的譜線光色。在鈥燈中採用的工作物質是碘化鈥,在電弧區可以獲得較高的金屬原子濃度,從而大大提高了輻射效能。(2)鈥可以用作釔鐵或釔鋁石榴石的添加劑;(3)摻鈥的釔鋁石榴石(Ho:YAG)可發射2μm鐳射,人體組織對2μm鐳射吸收率高,幾乎比Hd:YAG高3個數量級。所以用Ho:YAG雷射器進行醫療手術時,不但可以提高手術效率和精度,而且可使熱損傷區域減至更小。鈥晶體產生的自由光束可消除脂肪而不會產生過大的熱量,從而減少對健康組織產生的熱損傷,據報導美國用鈥鐳射治療青光眼,可以減少患者手術的痛苦。我國2μm鐳射晶體的水準已達到國際水準,應大力開發生產這種鐳射晶體。(4)在磁致伸縮合金Terfenol-D中,也可以加入少量的鈥,從而降低合金飽和磁化所需的外場。(5)另外用摻鈥的光纖可以製作光纖雷射器、光纖放大器、光纖傳感器等等光通訊器件在光纖通信迅猛的今天將發揮更重要的作用。

金屬鈥
 
鉺(Er
1843年,瑞典的莫桑德發現了鉺元素(Erbium)。鉺的光學性質非常突出,一直是人們關注的問題:(1)Er3+在1550nm處的光發射具有特殊意義,因為該波長正好位於光纖通訊的光學纖維的最低損失,鉺離子(Er3+)受到波長980nm、1480nm的光激發後,從基態4I15/2躍遷至高能態4I13/2,當處於高能態的Er3+再躍遷回至基態時發射出1550nm波長的光,石英光纖可傳送各種不同波長的光,但不同的光光衰率不同,1550nm頻帶的光在石英光纖中傳輸時光衰減率最低(0.15分貝/公里),幾乎為下限極限衰減率。因此,光纖通信在1550nm處作信號光時,光損失最小。這樣,如果把適當濃度的鉺摻入合適的基質中,可依據鐳射原理作用,放大器能夠補償通訊系統中的損耗,因此在需要放大波長1550nm光信號的電訊網路中,摻鉺光纖放大器是必不可少的光學器件,目前摻鉺的二氧化矽纖維放大器已實現商業化。據報導,為避免無用的吸收,光纖中鉺的摻雜量幾十至幾百PPm。光纖通信的迅猛發展,將開闢鉺的應用新領域。(2)另外摻鉺的鐳射晶體及其輸出的1730nm鐳射和1550nm鐳射對人的眼睛安全,大氣傳輸性能較好,對戰場的硝煙穿透能力較強,保密性好,不易被敵人探測,照射軍事目標的對比度較大,已製成軍事上用的對人眼安全的可擕式鐳射測距儀。(3)Er3+加入到玻璃中可製成稀土玻璃鐳射材料,是目前輸出脈衝能量最大,輸出功率最高的固體鐳射材料。(4)Er3+還可做稀土上轉換鐳射材料的啟動離子。(5)另外鉺也可應用於眼鏡片玻璃、結晶玻璃的脫色和著色等。

金屬鉺


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【知識】17種稀土元素名稱的由來及用途(三)

銪(Eu
1901年,德馬凱(Eugene-Antole Demarcay)從“釤”中發現了新元素,取名為銪(Europium)。這大概是根據歐洲(EuroPE)一詞命名的。氧化銪大部分用於螢光粉。Eu3+用於紅色螢光粉的啟動劑,Eu2+用於藍色螢光粉。現在Y2O2S:Eu3+是發光效率、塗敷穩定性、回收成本等最好的螢光粉。再加上對提高發光效率和對比度等技術的改進,故正在被廣泛應用。近年氧化銪還用於新型X射線醫療診斷系統的受激發射螢光粉。氧化銪還可用於製造有色鏡片和光學濾光片,用於磁泡貯存器件,在原子反應堆的控制材料、屏敝材料和結構材料中也能一展身手。

金屬銪
 
(Gd)
1880年,瑞士的馬里格納克(G.de MarignAC)將“釤”分離成兩個元素,其中一個由索裏特證實是釤元素,另一個元素得到波依斯包德萊的研究確認,1886年,馬里格納克為了紀念釔元素的發現者 研究稀土的先驅荷蘭化學家加多林(Gado Linium),將這個新元素命名為釓。

釓在現代技革新中將起重要作用。它的主要用途有:(1)其水溶性順磁絡合物在醫療上可提高人體的核磁共振(NMR)成像信號。(2)其硫氧化物可用作特殊亮度的示波管和x射線螢光屏的基質柵網。(3)在釓鎵石榴石中的釓對於磁泡記憶記憶體是理想的單基片。(4)在無Camot迴圈限制時,可用作固態磁致冷介質。(5)用作控制核電站的連鎖反應級別的抑制劑,以保證核反應的安全。(6)用作釤鈷磁體的添加劑,以保證性能不隨溫度而變化。另外,氧化釓與鑭一起使用,有助於玻璃化區域的變化和提高玻璃的熱穩定性。氧化釓還可用於製造電容器、x射線增感屏。

在世界上目前正在努力開發釓及其合金在磁致冷方面的應用,現已取得突破性進展,室溫下採用超導磁體、金屬釓或其合金為致冷介質的磁冰箱已經問世。

金屬釓
 
(Tb)
1843年瑞典的莫桑德(Karl G.Mosander)通過對釔土的研究,發現鋱元素(Terbium)。鋱的應用大多涉及高技術領域,是技術密集、知識密集型的尖端項目,又是具有顯著經濟效益的專案,有著誘人的發展前景。主要應用領域有:(1)螢光粉用於三基色螢光粉中的綠粉的啟動劑,如鋱啟動的磷酸鹽基質、鋱啟動的矽酸鹽基質、鋱啟動的鈰鎂鋁酸鹽基質,在激發狀態下均發出綠色光。(2)磁光貯存材料,近年來鋱系磁光材料已達到大量生產的規模,用Tb-Fe非晶態薄膜研製的磁光光碟,作電腦記憶元件,存儲能力提高10~15倍。(3)磁光玻璃,含鋱的法拉第旋光玻璃是製造在雷射技術中廣泛應用的旋轉器、隔離器和環形器的關鍵材料。特別是鋱鏑鐵磁致伸縮合金(TerFenol)的開發研製,更是開闢了鋱的新用途,Terfenol是70年代才發現的新型材料,該合金中有一半成份為鋱和鏑,有時加入鈥,其餘為鐵,該合金由美國依阿華州阿姆斯實驗室首先研製,當Terfenol置於一個磁場中時,其尺寸的變化比一般磁性材料變化大,這種變化可以使一些精密機械運動得以實現。鋱鏑鐵開始主要用於聲納,目前已廣泛應用於多種領域,從燃料噴射系統、液體閥門控制、微定位到機械致動器、太空望遠鏡的調節機構和飛機機翼調節器等領域。

金屬鋱



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3月5日稀土產品價格

品名

規格

產地/牌號

參考價

均價

漲跌

碳酸稀土

REO 42.0-45.0%

國產

27000-28000元/噸

27500

0

氧化鑭

La2O3/TREO 99.5-99.9%

國產

38000-40000元/噸

39000

0

氧化鈰

CeO2/TREO 99.5-99.9%

國產

40000-43000元/噸

41500

0

氧化鐠

Pr6O11/TREO 99.0-99.9%

國產

370000-375000元/噸

372500

0

氧化釹

Nd2O3/TREO 99.0-99.9%

國產

340000-350000元/噸

345000

0

氧化釤

Sm2O3/TREO 99.5-99.9%

國產

50000-55000元/噸

52500

0

氧化銪

Eu2O3/TREO 99.95-99.99%

國產

5600-5800元/千克

5700

0

氧化釓

Gd2O3/TREO 99.5-99.9%

國產

130000-132000元/噸

131000

0

氧化鋱

Tb4O7/TREO 99.95-99.99%

國產

3800-4000元/千克

3900

0

氧化鏑

Dy2O3/TREO 99.5-99.9%

國產

2000-2050元/千克

2025

0

氧化鉺

Er2O3/TREO 99.5-99.9%

國產

340000-350000元/噸

345000

0

氧化釔

Y2O3/TREO 99.995-99.999%

國產

115000-120000元/噸

117500

0

鐠釹氧化物

(Nd2O3+Pr6O11)/TREO≥75.0%

國產

300000-305000元/噸

302500

0

金屬鑭

La/TREM≥99.0%

國產

85000-87000元/噸

86000

0

金屬鈰

Ce/TREM≥99.0%

國產

130000-140000元/噸

135000

0

金屬鐠

Pr/TREM 96.0-99.0%

國產

440000-450000元/噸

445000

0

金屬釹

Nd/TREM 99.0-99.9%

國產

420000-430000元/噸

425000

0

金屬鋱

Tb/TREM≥99.9%

國產

7600-8100元/千克

7850

0

金屬鏑

Dy/TREM≥99%

國產

4000-4100元/千克

4050

0

金屬釔

Y/TREM 99.9-99.95%

國產

390-410元/千克

400

0

鑭鈰金屬

Ce/TREM≥65.0% TREM≥98.5%

國產

75000-77000元/噸

76000

0

鐠釹金屬

Pr/TREM 20-25% Nd/TREM 75-80% TREM≥98.5%

國產

395000-400000元/噸

397500

0

鐠釹鏑金屬

TREM≥99.0%

國產

340000-350000元/噸

345000

0

電池級混合稀土金屬

TREM≥99.0% Nd/TREM≥15%

國產

160000-170000元/噸

165000

0

鏑鐵合金

Dy80%

國產

2050000-2100000元/噸

2075000

0



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【知識】17種稀土元素名稱的由來及用途(二)

(Nd)
伴隨著鐠元素的誕生,釹元素也應運而生,釹元素的到來活躍了稀土領域,在稀土領域中扮演著重要角色,並且左右著稀土市場。

釹元素憑藉其在稀土領域中的獨特地位,多年來成為市場關注的熱點。金屬釹的最大用戶是釹鐵硼永磁材料。釹鐵硼永磁體的問世,為稀土高科技領域注入了新的生機與活力。釹鐵硼磁體磁能積高,被稱作當代“永磁之王”,以其優異的性能廣泛用於電子、機械等行業。阿爾法磁譜儀的研製成功,標誌著我國釹鐵硼磁體的各項磁性能已跨入世界一流水準。釹還應用於有色金屬材料。在鎂或鋁合金中添加1.5~2.5%釹,可提高合金的高溫性能、氣密性和耐腐蝕性,廣泛用作航空航太材料。另外,摻釹的釔鋁石榴石產生短波雷射光束,在工業上廣泛用於厚度在10mm以下薄型材料的焊接和切削。在醫療上,摻釹釔鋁石榴石雷射器代替手術刀用於摘除手術或消毒創傷口。釹也用於玻璃和陶瓷材料的著色以及橡膠製品的添加劑。隨著科學技術的發展,稀土科技領域的拓展和延伸,釹元素將會有更廣闊的利用空間。

金屬釹
 
(Pm)
1947年,馬林斯基(J.A.Marinsky)、葛籣丹寧(L.E.Glendenin)和寇里爾(C.E.Coryell)從原子能反應堆用過的鈾燃料中成功地分離出61號元素,用希臘神話中的神名普羅米修士(Prometheus)命名為鉕(Promethium)。

鉕為核反應爐生產的人造放射性元素。鉕的主要用途有(1)可作熱源。為真空探測和人造衛星提供輔助能量。(2)Pm147放出能量低的β射線,用於製造鉕電池。作為導彈制導儀器及鐘錶的電源。此種電池體積小,能連續使用數年之久。此外,鉕還用於可擕式X-射線儀、製備螢光粉、度量厚度以及航標燈中。

金屬鉕
 
釤(Sm
1879年,波依斯包德萊從鈮釔礦得到的“鐠釹”中發現了新的稀土元素,並根據這種礦石的名稱命名為釤。

釤呈淺黃色,是做釤鈷系永磁體的原料,釤鈷磁體是最早得到工業應用的稀土磁體。這種永磁體有SmCo5系和Sm2Co17系兩類。70年代前期發明了SmCo5系,後期發明了Sm2Co17系。現在是以後者的需求為主。釤鈷磁體所用的氧化釤的純度不需太高,從成本方面考慮,主要使用95%左右的產品。此外,氧化釤還用於陶瓷電容器和催化劑方面。另外,釤還具有核性質,可用作原子能反應堆的結構材料,屏敝材料和控制材料,使核裂變產生巨大的能量得以安全利用。

金屬釤



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稀土價格暴漲暴跌不利行業發展

現在的稀土價格滑落得太低了,這對行業發展是極為不利的。全國政協委員、鋼鐵研究總院副總工程師李衛在接受記者採訪時發出如此感慨。他希望能夠引起國家相關部門重視,防止稀土價格的暴漲暴跌。

所謂米賤傷農,這句話同樣適用於稀土行業,李衛指出,稀土在戰略性新興產業和國防工業的應用,是其戰略價值的重要體現。而據瞭解,從2011年8月調整以來,我國稀土價格已經持續調整大約17個月,下跌幅度超過80%,目前的稀土價格已經逼近甚至低於企業的成本線。這樣的價格水準既不利於行業的發展,也不利於寶貴稀土資源的合理開發和利用。稀土的產業鏈較長,從稀土精礦、稀土鹽類、稀土氧化物、稀土新材料、器件到設備,產品繁雜。而且,越往下游越分散,其每級的分散程度更是呈幾何級數上升,影響和帶動的產業面非常廣泛。

目前,主流稀土新材料包括磁性材料、儲氫材料、發光材料、催化材料和拋光材料等,其自身及應用領域均屬於我國確定的戰略性新興產業。稀土資源及材料的發展關係到我國整體工業的戰略轉型和結構升級,也關係到國家競爭能力的提升。李衛指出,稀土價格的暴漲將影響上述產業的平穩發展,對變頻電機、核磁共振等高端裝備製造業造成衝擊,而現在價格的暴跌又會影響到稀土行業的可持續發展。為此,建議國家相關部門對此引起重視,並採取有效措施,通過提高產業集中度等手段加強引導和治理。


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