稀土

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稀土

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产地:具有经济开采价值的独居石主要资源是冲积型或海滨砂矿床。

最重要的海滨砂矿床是在澳大利亚沿海、巴西以及印度等沿海。

此外,斯里兰卡、马达加斯加、南非、马来西亚、中国、泰国、韩国、朝鲜等地都含有独居石的重砂矿床。

独居石的生产近几年呈下降趋势,主要原因是由于矿石中钍元素具有放射性,对环境有害。

氟碳铈矿化学成分性质:(Ce,La)[CO3]F。

机械混入物有SiO2、Al2O3、P2O5。

氟碳铈矿易溶于稀HCl、HNO3、H2SO4、H3PO4。

晶体结构及形态:六方晶系。

复三方双锥晶类。

晶体呈六方柱状或板状。

细粒状集合体。

物理性质:黄色、红褐色、浅绿或褐色。

玻璃光泽、油脂光泽,条痕呈白色、黄色,透明至半透明。

硬度4~4.5,性脆,比重4.72~5.12,有时具放射性、具弱磁性。

在薄片中透明,在透射光下无色或淡黄色,在阴极射线下不发光。

生成状态:产于稀有金属碳酸岩中;花岗岩及花岗伟晶岩中;与花岗正长岩有关的石英脉中;石英─铁锰碳酸盐岩脉中;砂矿中。

用途:它是提取铈族稀土元素的重要矿物原料。

铈族元素可用于制作合金,提高金属的弹性、韧性和强度,是制作喷气式飞机、导弹、发动机及耐热机械的重要零件。

亦可用作防辐射线的防护外壳等。

此外,铈族元素还用于制作各种有色玻璃。

截止到2011年12月,已发现的最大的氟碳铈矿位于中国内蒙古的白云鄂博矿,作为开采铁矿的副产品,它和独居石一道被开采出来,其稀土氧化物平均含量为5~6%。

品位最高的工业氟碳铈矿矿床是美国加利福尼亚州的芒廷帕斯矿,这是世界上唯一以开采稀土为主的氟碳铈矿。

磷钇矿化学成分及性质:Y[PO4]。

成分中Y2O361.4%,P2O538.6%。

有钇族稀土元素混入,其中以镱、铒、镝、钆为主。

尚有锆、铀、钍等元素代替钇,同时伴随有硅代替磷。

一般来说,磷钇矿中铀的含量大于钍。

磷钇矿化学性质稳定。

晶体结构及形态:四方晶系、复四方双锥晶类、呈粒状及块状。

物理性质:黄色、红褐色,有时呈黄绿色,亦呈棕色或淡褐色。

稀土是什么

稀土是什么

稀土是什么
稀土(RareEarth),是化学周期表中镧系元素和钪、钇共十七种金属元素的总称。

自然界中有250种稀土矿。

因为18世纪发现的稀土矿物较少,当时只能用化学法制得少量不溶于水的氧化物,历史上习惯地把这种氧化物称为“土”,因而得名稀土。

由于稀土具有优良的光电磁等物理特性,能与其他材料组成性能各异、品种繁多的新型材料,其最显著的功能就是大幅度提高其他产品的质量和性能。

近年来,随着科技的进步和应用技术的不断突破,稀土的价值也越来越大。

稀土 百度百科

稀土  百度百科

稀土百科名片日本是稀土的主要使用国,目前中国出口的稀土数量居全球之首稀土作为许多重大武器系统的关键材料,美国几乎都需从中国进口(某些程度上是战略的储备)。

稀土是中国最丰富的战略资源,它是很多高精尖产业所必不可少原料,中国有不少战略资源如铁矿等贫乏,但稀土资源却非常丰富。

在当前,资源是一个国家的宝贵财富,也是发展中国家维护自身权益,对抗大国强权的重要武器。

中国改革开放的总设计师邓小平同志曾经意味深长地说:“中东有石油,我们有稀土。

”稀土是一组同时具有电、磁、光、以及生物等多种特性的新型功能材料, 是信息技术、生物技术、能源技术等高技术领域和国防建设的重要基础材料,同时也对改造某些传统产业, 如农业、化工、建材等起着重要作用。

稀土用途广泛, 可以使用稀土的功能材料种类繁多, 正在形成一个规模宏大的高技术产业群, 有着十分广阔的市场前景和极为重要的战略意义。

有“工业维生素”的美称。

编辑本段稀土用途在军事方面稀土有工业“黄金”之称,由于其具有优良的光电磁等物理特性,能与其他材料组成性能各异、品种繁多的新型材料,其最显著的功能就是大幅度提高其他产品的质量和性能。

比如大幅度提高用于制造坦克、飞机、导弹的钢材、铝合金、镁合金、钛合金的战术性能。

而且,稀土同样是电子、激光、核工业、超导等诸多高科技的润滑剂。

稀土科技一旦用于军事,必然带来军事科技的跃升。

从一定意义上说,美军在冷战后几次局部战争中压倒性控制,以及能够对敌人肆无忌惮地公开杀戮,正缘于稀土科技领域的超人一等。

在冶金工业方面稀土金属或氟化物、硅化物加入钢中,能起到精炼、脱硫、中和低熔点有害杂质的作用,并可以改善钢的加工性能;稀土硅铁合金、稀土硅镁合金作为球化剂生产稀土球墨铸铁,由于这种球墨铸铁特别适用于生产有特殊要求的复杂球铁件,被广泛用于汽车、拖拉机、柴油机等机械制造业;稀土金属添加至镁、铝、铜、锌、镍等有色合金中,可以改善合金的物理化学性能,并提高合金室温及高温机械性能。

稀土

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• 稀土产业,特别是稀土新材料及其在高科技领域 稀土产业, 中的应用产业,作为“朝阳产业” 中的应用产业,作为“朝阳产业”,必将在新世 纪获得更为迅速的发展。稀土在钢、 纪获得更为迅速的发展。稀土在钢、铁、有色金 机械制造、石油化工、玻璃、 属、机械制造、石油化工、玻璃、陶瓷和农林牧 业等传统产业方面用途广泛。虽然用量较小, 业等传统产业方面用途广泛。虽然用量较小,但 效果显著,发挥着现代工业“维生素” 效果显著,发挥着现代工业“维生素”的作用 , 产生出巨大的辐射经济效益。 产生出巨大的辐射经济效益。 具有我国技术特色 的稀土铝电线电缆已被大量用于高压电力输送系 稀土石油裂化催化剂用于我国炼油业, 统。稀土石油裂化催化剂用于我国炼油业,成本 不足一亿, 不足一亿,却可使汽油等轻质油的产出效率提高 许多倍。我国稀土农用技术居世界领先水平, 许多倍。我国稀土农用技术居世界领先水平,作 为植物生长调节剂直接用于农业生产, 为植物生长调节剂直接用于农业生产,直接效益 15亿元 亿元。 达б-15亿元。稀土高新技术应用在改造传统产业 方面正发挥着越来越大的作用。 方面正发,具有活性高、选 用稀土制成的分子筛催化剂,具有活性高、 催化剂 择性好、 重金属中毒能力强的优点 中毒能力强的优点, 择性好、抗重金属中毒能力强的优点,因而取 代了硅酸铝催化剂用于石油催化裂化过程; 硅酸铝催化剂用于石油催化裂化过程 代了硅酸铝催化剂用于石油催化裂化过程;在 合成氨生产过程中 用少量的硝酸 生产过程中, 硝酸稀土为助催 合成氨生产过程中,用少量的硝酸稀土为助催 化剂,其处理气量比镍铝催化剂大1.5 1.5倍 化剂,其处理气量比镍铝催化剂大1.5倍;在 合成顺丁橡胶和异戊橡胶过程中, 合成顺丁橡胶和异戊橡胶过程中,采用环烷酸 稀土-三异丁基铝型催化剂, 稀土-三异丁基铝型催化剂,所获得的产品性 能优良,具有设备挂胶少,运转稳定, 能优良,具有设备挂胶少,运转稳定,后处理 工序短等优点; 工序短等优点;复合稀土氧化物还可以用作内 燃机尾气净化催化剂, 燃机尾气净化催化剂,环烷酸铈还可用作油漆 催干剂等。 催干剂等。

稀土基本知识

稀土基本知识

稀土基本知识目录一、稀土概述 (3)1.1 稀土的定义与分类 (4)1.2 稀土在元素周期表中的位置 (5)1.3 稀土元素的性质与应用 (5)二、稀土元素简介 (6)2.1 镧系元素 (9)2.2 铽系元素 (10)2.3 钇系元素 (11)2.4 铌系元素 (12)2.5 钼系元素 (13)三、稀土矿床类型及特点 (14)3.1 水源型矿床 (15)3.2 磁性地层型矿床 (17)3.3 热液型矿床 (18)3.4 混合型矿床 (19)四、稀土提取工艺 (20)4.1 重选法 (21)4.2 浮选法 (22)4.3 磁选法 (23)4.4 电选法 (25)4.5 化学选矿法 (26)五、稀土金属的制备 (27)5.1 熔炼法 (28)5.2 合金化法 (29)5.3 离子交换法 (30)5.4 湿法冶金法 (31)六、稀土材料及其应用 (32)6.1 稀土永磁材料 (33)6.2 稀土发光材料 (34)6.3 稀土催化材料 (36)6.4 稀土储氢材料 (37)七、稀土在高科技领域的应用 (38)7.1 稀土在信息技术中的应用 (39)7.2 稀土在新能源、环保领域的应用 (40)7.3 稀土在生物医学、农业领域的应用 (41)八、稀土资源保护与可持续发展 (42)8.1 稀土资源的现状与面临的问题 (43)8.2 稀土资源的保护和合理利用 (44)8.3 稀土产业的绿色转型与可持续发展 (45)一、稀土概述也称为镧系元素和钇族元素,包括17种化学元素:镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、钇(Y)、镱(Yb)和镥(Lu)。

这些元素在自然界中通常以矿石的形式存在,如独居石、氟碳铈矿等。

稀土元素在地壳中的分布不均,但在某些地区,如中国、美国和印度,它们的储量相对丰富。

稀土元素具有独特的物理和化学性质,如荧光性、磁性、催化活性和电导性等,这使得它们在许多高科技领域具有重要的应用价值。

稀土

稀土

在冶金工业方面
稀土金属或氟化物、硅化物加入钢中,能起到精炼、脱硫、中和低 熔点有害杂质的作用,并可以改善钢的加工性能;稀土硅铁合金、稀 土硅镁合金作为球化剂生产稀土球墨铸铁,由于这种球墨铸铁特别适 用于生产有特殊要求的复杂球铁件,被广泛用于汽车、拖拉机、柴油 机等机械制造业;稀土金属添加至镁、铝、铜、锌、镍等有色合金中, 可以改善合金的物理化学性能,并提高合金室温及高温机械性能。
在军事方面
稀土有工业“黄金”之称,由于其具有优良的光电磁等物理特性,能 与其他材料组成性能各异、品种繁多的新型材料,其最显著的功能就 是大幅度提高其他产品的质量和性能。比如大幅度提高用于制造坦克、 飞机、导弹的钢材、铝合金、镁合金、钛合金的战术性能。而且,稀 土同样是电子、激光、核工业、超导等诸多高科技的润滑剂。稀土科 技一旦用于军事,必然带来军事科技的跃升。从一定意义上说,美军在 冷战后几次局部战争中压倒性控制,以及能够对敌人肆无忌惮地公开 杀戮,正缘于稀土科技领域的超人一等。
性质
多数呈银灰色,有光泽,晶体结构多为HCP或FCC。 性质较软,在潮湿空气中不易保存,易溶于稀酸。 原子价主要是正三价(铈正四价较稳定,镨和铽 也有极个别的四价氧化物,钐、铕、镱有二价化合 物),能形成稳定的配合物及微溶于水的草酸盐、氟 化物、碳酸盐、磷酸盐及氢氧化物等。 在三价稀土氧化物中,氧化镧的吸水性和碱性与 氧化钙相似,其余则依次转弱。三价稀土的化学性质 除钪的差异较显著外,其余都很相似,所以分离较难。
冶炼方法
湿法冶金
湿法冶金属化工冶金方式, 全流程大多处于溶液、溶剂之中, 如稀土精矿的分解、稀土氧化物、 稀土化合物、单一稀土金属的分 离和提取过程就是采用沉淀、结 晶、氧化还原、溶剂萃取、离子 交换等化学分离工艺过程。应用 较普遍的是有机溶剂萃取法,它 是工业分离高纯单一稀土元素的 通用工艺。 湿法冶金流程复杂,产品纯 度高,该法生产成品应用面广阔。

稀土基本知识及应用

稀土基本知识及应用

一、概念什么是稀土?稀土生产与分离稀土资源(一)什么是稀土?稀土就是化学元素周期表中镧系元素—镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝 (Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu),以及与镧系的15个元素密切相关的两个元素—钪(Sc)和钇(Y)共17种元素,称为稀土元素。

简称稀土(RE或R)。

稀土元素最初是从瑞典产的比较稀少的矿物中发现的,“土”是按当时的习惯,称不溶于水的物质,故称稀土。

根据稀土元素原子电子层结构和物理化学性质,以及它们在矿物中共生情况和不同的离子半径可产生不同性质的特征,十七种稀土元素通常分为二组。

轻稀土(又称铈组)包括:镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆。

重稀土(又称钇组)包括:铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇。

称铈组或钇组,是因为矿物经分离得到的稀土混合物中,常以铈或钇占优势而得名。

稀土元素的主要物理化学性质稀土元素是典型的金属元素,能形成化学稳定的氧化物、卤化物、硫化物。

稀土元素可以和氮、氢、碳、磷发生反应,易溶于盐酸、硫酸和硝酸中。

钷为核反应堆生产的人造放射性元素。

常用15种稀土元素名称的由来及用途浅说镧(La)“镧”这个元素是1839年被命名的,当时有个叫“莫桑德”的瑞典人发现铈土中含有其它元素,他借用希腊语中“隐藏”一词把这种元素取名为“镧”。

从此,镧便登上了历史舞台。

镧的应用非常广泛,如应用于压电材料、电热材料、热电材料、磁阻材料、发光材料(兰粉)、贮氢材料、光学玻璃、激光材料、各种合金材料等。

她也应用到制备许多有机化工产品的催化剂中,光转换农用薄膜也用到镧,在国外,科学家把镧对作物的作用赋与“超级钙”的美称。

铈(Ce)“铈”这个元素是由德国人克劳普罗斯,瑞典人乌斯伯齐力、希生格尔于1803年发现并命名的,以纪念1801年发现的小行星——谷神星。

铈广泛应用于(1)铈作为玻璃添加剂,能吸收紫外线与红外线,现已被大量应用于汽车玻璃。

稀土知识点大全

稀土知识点大全

稀土知识点大全稀土是指具有特殊性质和广泛应用价值的一组化学元素。

它们在现代科技和工业领域中起着至关重要的作用。

本文将逐步介绍一些与稀土相关的知识点。

一、稀土的发现与命名稀土元素最早在18世纪末被科学家们发现。

由于它们在自然界中分布较稀少,因此被命名为“稀土”。

稀土一共有17个元素,包括镧系和钆系两个系列。

它们分别是:镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)以及钪(Sc)、钡(Ba)、铷(Rb)、钯(Y)。

二、稀土的特性与应用稀土元素具有独特的化学和物理性质,使得它们在众多领域中得到广泛应用。

1.磁性材料稀土元素具有良好的磁性,能够制备出强磁性材料。

这些磁性材料被广泛应用于电机、发电机、计算机硬盘驱动器、声音设备等多个领域。

2.光学材料稀土元素在光学材料中有着重要的作用。

它们能够发出特定波长的光,对于激光器、光纤通信等领域非常关键。

3.催化剂稀土元素在化学催化剂中扮演重要角色。

它们能够加速化学反应速率,提高工业生产效率。

稀土催化剂广泛应用于石油加工、化学合成等领域。

4.环境保护稀土元素在环境保护方面也具有重要意义。

它们在废水处理、脱硫、脱氮等环境治理技术中发挥着重要作用。

5.新能源材料稀土元素在新能源材料领域具有潜力。

它们能够应用于太阳能电池、燃料电池等新能源技术中,提高能源利用效率。

三、稀土资源与开发利用稀土资源在全球分布不均,主要集中在中国、澳大利亚、美国等少数国家。

中国是全球稀土产量最大的国家,几乎占据了全球稀土市场的主导地位。

稀土资源的开发利用面临着一些挑战。

首先,稀土开采对环境造成一定的污染。

其次,稀土的提取和分离工艺相对复杂,需要高耗能和高成本。

为了解决这些问题,各国都在积极研究和开发新的稀土资源和替代技术。

同时,通过加强国际合作,共同推动稀土资源可持续开发利用。

稀土

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稀土就是化学元素周期表中镧系元素——镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu),以及与镧系的15个元素密切相关的两个元素——钪(Sc)和钇(Y)共17种元素,称为稀土元素(Rare Earth)。

简称稀土(RE或R)。

分类:1)轻稀土(又称铈组):镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆。

2)重稀土(又称钇组):铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇。

铈组与钇组之别,是因为矿物经分离得到的稀土混合物中,常以铈或钇比例多的而得名。

稀土金属(rare earth metals)又称稀土元素,是元素周期表ⅢB族中钪、钇、镧系17种元素的总称,常用R或RE表示。

它们的名称和化学符号是钪(Sc)、钇(Y)、镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)。

它们的原子序数是21(Sc)、39(Y)、57(La)到71(Lu)。

铈(Ce) "铈"这个元素是由德国人克劳普罗斯,瑞典人乌斯伯齐力、希生格尔于1803年发现并命名的,以纪念1801年发现的小行星--谷神星。

铈的广泛应用:(1)铈作为玻璃添加剂,能吸收紫外线与红外线,现已被大量应用于汽车玻璃。

不仅能防紫外线,还可降低车内温度,从而节约空调用电。

从1997年起,日本汽车玻璃全加入氧化铈,1996年用于汽车玻璃的氧化铈至少有2000吨,美国约1000多吨.(2)目前正将铈应用到汽车尾气净化催化剂中,可有效防止大量汽车废气排到空气中美国在这方面的消费量占稀土总消费量的三分之一强。

(3)硫化铈可以取代铅、镉等对环境和人类有害的金属应用到颜料中,可对塑料着色,也可用于涂料、油墨和纸张等行业。

目前领先的是法国罗纳普朗克公司。

稀土

稀土

(Rare Earth) (RE R)
稀土一词是历史遗留下来的名称。稀土元素是从18世纪末叶开始 陆续发现,当时人们常把不溶于水的固体氧化物称为土。稀土一般 是以氧化物状态分离出来的,又很稀少,因而得名为稀土。通常把 镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕称为轻稀土或铈组稀土;把钆、铽、 镝、钬、铒、铥、镱、镥钇称为重稀土或钇组稀土。也有的根据稀 土元素物理化学性质的相似性和差异性,除钪之外(有的将钪划归稀 散元素),划分成三组,即轻稀土组为镧、铈、镨、钕、钷;中稀土 组为钐、铕、钆、铽、镝;重稀土组为钬、铒、铥、镱、镥、钇
中国稀土现状




中东有石油,中国有稀土。”这是邓小平1992年南巡时说的一句名言。然而,在发达国家先后将稀 土视为战略资源,并有所行动的时候,稀土在中国更多只被看作是换取外汇的普通商品。 中国稀土占据着几个世界第一:储量占世界总储量的第一,尤其是在军事领域拥有重要意义且 相对短缺的中重稀土;生产规模第一,2005年中国稀土产量占全世界的96%;出口量世界第一,中 国产量的60%用于出口,出口量占国际贸易的63%以上,而且中国是世界上惟一大量供应不同等级、 不同品种稀土产品的国家。可以说,中国是在敞开了门不计成本地向世界供应。据国家发改委的报 告,中国的稀土冶炼分离年生产能力20万吨,超过世界年需求量的一倍。而中国的大方,造就了一 些国家的贪婪。以制造业和电子工业起家的日本、韩国自身资源短缺,对稀土的依赖不言而喻。中 国出口量的近70%都去了这两个国家。至于稀土储量世界第二的美国,早早便封存了国内最大的稀 土矿芒廷帕斯矿,钼的生产也已停止,转而每年从我国大量进口。西欧国家储量本就不多,就更加 珍爱本国稀土资源,也是我国稀土重要用户。 发达国家的贪婪表现在,除了生产所需,它们不但通过政府拨款超额购进,存储在各自国家的 仓库中——这种做法,日美韩等国行之有年;除了购买,还通过投资等方式规避中国法律,参与稀 土开发,行公开掠夺之实。 遗憾的是,至今未见政府有效的控制举措。许多专家呼吁的战略储备制度,至今不见动静。而 且,由于并未真正认识到稀土战略价值,导致中国的稀土开发变成了不折不扣的资源浪费——生产 无序、竞争无度,中国在拥有对稀土资源垄断性控制的同时,却完全不具有定价权,稀土价格长期 低位徘徊。一拥而上的盲目开发以及宏观规划水平低劣,导致中国并未成为稀土开发大国,中国稀 土科技远远落后于发达国家。鉴于稀土在提升军事科技方面的显著作用,如果任这种趋势发展,中 国出口的稀土有朝一日将构成对中国国家安全以及世界和平严重的威胁,中国将为其短视以及不负 责任的生产开发付出代价。 目前,中国稀土的主要购买国日本、韩国、美国,前二者与中国存在种种纠纷,后者则在台湾问 题上构成对中国最大的现实威胁,而且是近些年世界局部战争主要参与者。事实上有些对抗已经在 中国东海、黄海上演。但是,在这些对抗发生时,很少有人想到那些真正能威胁中国的战机、舰艇 与导弹,监视中国的雷达上的关键部件可能就是中国不计后果出口的稀土造就的。美日韩都是稀土 科技大国。以日本为例,日本在有关稀土应用的材料科学、雷达、微电子产业上甚至拥有比美国更 强的技术制造能力。美军现役武器中,潜艇用高强度钢,导弹微电子芯片的80%由日本制造,战机 引擎的特种陶瓷也是日本研发……日本科学家曾夸口说,如果不用日本芯片,美国巡航导弹的精度 就不是10米,而是50米。不过,我们可以想象,这些微电子芯片、高强度钢如果缺少了稀土,可能 根本就无法被制造出来

稀土基本知识及应用

稀土基本知识及应用

稀土基本知识及应用一、概念1.1 什么是稀土?1。

2 稀土生产与分离1.3 稀土资源(一)什么是稀土?稀土就是化学元素周期表中镧系元素—镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu),以及与镧系的15个元素密切相关的两个元素-钪(Sc)和钇(Y)共17种元素,称为稀土元素。

简称稀土(RE或R)。

稀土元素最初是从瑞典产的比较稀少的矿物中发现的,“土”是按当时的习惯,称不溶于水的物质,故称稀土。

根据稀土元素原子电子层结构和物理化学性质,以及它们在矿物中共生情况和不同的离子半径可产生不同性质的特征,十七种稀土元素通常分为二组.轻稀土(又称铈组)包括:镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆。

重稀土(又称钇组)包括:铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇.称铈组或钇组,是因为矿物经分离得到的稀土混合物中,常以铈或钇占优势而得名。

稀土元素的主要物理化学性质稀土元素是典型的金属元素,能形成化学稳定的氧化物、卤化物、硫化物。

稀土元素可以和氮、氢、碳、磷发生反应,易溶于盐酸、硫酸和硝酸中。

钷为核反应堆生产的人造放射性元素。

常用15种稀土元素名称的由来及用途浅说镧(La)“镧”这个元素是1839年被命名的,当时有个叫“莫桑德”的瑞典人发现铈土中含有其它元素,他借用希腊语中“隐藏”一词把这种元素取名为“镧”。

从此,镧便登上了历史舞台。

镧的应用非常广泛,如应用于压电材料、电热材料、热电材料、磁阻材料、发光材料(兰粉)、贮氢材料、光学玻璃、激光材料、各种合金材料等。

她也应用到制备许多有机化工产品的催化剂中,光转换农用薄膜也用到镧,在国外,科学家把镧对作物的作用赋与“超级钙”的美称。

铈(Ce)“铈”这个元素是由德国人克劳普罗斯,瑞典人乌斯伯齐力、希生格尔于1803年发现并命名的,以纪念1801年发现的小行星-—谷神星.铈广泛应用于(1)铈作为玻璃添加剂,能吸收紫外线与红外线,现已被大量应用于汽车玻璃。

什么是稀土

什么是稀土

什么是稀土
稀土(Rare earth)是元素周期表中的镧系元素和钪、钇共十七种金属元素的总称。

自然界中有250种稀土矿。

最早发现稀土的是芬兰化学家加多林(John Gadolin)。

1794年,他从一块形似沥青的重质矿石中分离出第一种稀土“元素”(钇土,即Y2O3)。

因为18世纪发现的稀土矿物较少,当时只能用化学法制得少量不溶于水的氧化物,历史上习惯地把这种氧化物称为“土”,因而得名稀土。

根据稀土元素原子电子层结构和物理化学性质,以及它们在矿物中共生情况和不同的离子半径可产生不同性质的特征,十七种稀土元素通常分为二组:
轻稀土包括:镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕。

重稀土包括:钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇。

稀土元素在元素周期表中的位置
稀土元素在元素周期表中的位置
按萃取分离分类:
轻稀土(P204弱酸度萃取)—镧、铈、镨、钕;
中稀土(P204低酸度萃取)—钐、铕、钆、铽和镝;
重稀土(P204中酸度萃取)—钬、铒、铥、镱、镥、钇。

稀土基本知识及应用

稀土基本知识及应用

稀土基本知识及应用一、概念1。

1 什么是稀土?1。

2 稀土生产与分离1。

3 稀土资源(一)什么是稀土?稀土就是化学元素周期表中镧系元素-镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu),以及与镧系的15个元素密切相关的两个元素-钪(Sc)和钇(Y)共17种元素,称为稀土元素。

简称稀土(RE或R)。

稀土元素最初是从瑞典产的比较稀少的矿物中发现的,“土”是按当时的习惯,称不溶于水的物质,故称稀土。

根据稀土元素原子电子层结构和物理化学性质,以及它们在矿物中共生情况和不同的离子半径可产生不同性质的特征,十七种稀土元素通常分为二组.轻稀土(又称铈组)包括:镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆。

重稀土(又称钇组)包括:铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇.称铈组或钇组,是因为矿物经分离得到的稀土混合物中,常以铈或钇占优势而得名。

稀土元素的主要物理化学性质稀土元素是典型的金属元素,能形成化学稳定的氧化物、卤化物、硫化物。

稀土元素可以和氮、氢、碳、磷发生反应,易溶于盐酸、硫酸和硝酸中。

钷为核反应堆生产的人造放射性元素。

常用15种稀土元素名称的由来及用途浅说镧(La)“镧”这个元素是1839年被命名的,当时有个叫“莫桑德”的瑞典人发现铈土中含有其它元素,他借用希腊语中“隐藏”一词把这种元素取名为“镧”.从此,镧便登上了历史舞台.镧的应用非常广泛,如应用于压电材料、电热材料、热电材料、磁阻材料、发光材料(兰粉)、贮氢材料、光学玻璃、激光材料、各种合金材料等。

她也应用到制备许多有机化工产品的催化剂中,光转换农用薄膜也用到镧,在国外,科学家把镧对作物的作用赋与“超级钙"的美称。

“铈"这个元素是由德国人克劳普罗斯,瑞典人乌斯伯齐力、希生格尔于1803年发现并命名的,以纪念1801年发现的小行星——谷神星。

稀土

稀土

1.1名称由来和分类稀土一词是历史遗留下来的名称。

稀土元素是从18世纪末叶开始陆续发现,当时人们常把不溶于水的固体氧化物称为土。

稀土一般是以氧化物状态分离出来的,又很稀少,因而得名为稀土。

稀土元素是指化学周期表中Ⅲ B 族中的Sc(钪)、Y(钇)和La —Lu(镧系)共十七种元素。

它们分别是:Sc(钪)、Y(钇)和La(镧)Ce(铈),pr(镨)、Nd(钕)、Sm(钐)、Eu(铕)、Gd (钆)、Tb(铽)、Dr(镝)、Ho(钬)、Er(铒)、Tm(铥)、Yb(镱)、Lu(镥)还有一种放射性元素Pm(钷)。

通常把镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕称为轻稀土或铈组稀土;把钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥钇称为重稀土或钇组稀土。

也有的根据稀土元素物理化学性质的相似性和差异性,除钪之外(有的将钪划归稀散元素),划分成三组,即轻稀土组为镧、铈、镨、钕、钷;中稀土组为钐、铕、钆、铽、镝;重稀土组为钬、铒、铥、镱、镥、钇。

1.2稀土发展1787年瑞典人阿伦尼乌斯(C.A. Arrhenius)在斯德哥尔摩附近的于特比(Ytterby)小镇上找到一种不寻常的黑色矿石,1794年芬兰人加多林(J.Gadolin)从中分离出一种新的物质。

三年后(1797),瑞典人埃克贝里(A.G.Ekeberg)证实了这一发现,并以发现地名给新的物质命名为yttria(钇土)。

后来为了纪念加多林,称这种矿石为gadolinite(加多林矿,即硅铍钇矿)。

1803年德国化学家克拉普罗特(M.H.Klaproth)、瑞典化学家贝采利乌斯(J.J.Berzelius)和希辛格尔(W. Hisinger)分别从一种矿石(铈硅矿)中发现了一种新的物质──铈土(ceria)。

1839年瑞典人穆桑德尔(C.G. Mosander)发现了镧。

1843年穆桑德尔又发现了铽和铒。

1878年瑞士人马里纳克发现了镱。

1879年法国人布瓦博德朗发现了钐,瑞典人克利夫(P.T.Cleve)发现了钬和铥,瑞典人尼尔松(L.F. Nilson)发现了钪。

稀土名词解释

稀土名词解释

稀土名词解释
稀土,又称稀有金属,是指存在于地壳中相对较少的一类金属元素。

稀土元素是指周期表中镐系元素和钪系元素,包括镧系元素La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu,以及钪系元素Sc和Y,共计17种元素。

稀土因其独特的化学和物理特性,在多个领域有广泛应用,如磁性材料、催化剂、储能材料、光电材料等。

稀土有时也被称为“工业的维生素”,因为它们在工业生产中发挥着重要的作用。

尽管稀土元素在地壳中不稀缺,但其分布比较分散,不易开采和提取,因此被普遍认为是一种罕见的资源。

稀土具有战略性意义,也是国际贸易中的重要商品。

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Home Search Collections Journals About Contact us My IOPscienceSynthesis and characterization of borate based and AgGaS2 materialsThis article has been downloaded from IOPscience. Please scroll down to see the full text article.2009 IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 2 012014(/1757-899X/2/1/012014)View the table of contents for this issue, or go to the journal homepage for moreDownload details:IP Address: 222.20.93.164The article was downloaded on 17/05/2013 at 10:45Please note that terms and conditions apply.Synthesis and characterization of borate based and AgGaS2 materialsR. DhanasekaranCrystal Growth Centre, Anna University-Chennai, Chennai 600 025.E-mail: rdhanasekaran@Abstract: In recent years, there has been tremendous development in the fabrication of suitablematerials for optoelectronic, laser, photovoltaic devices, acousto-optic, sonar and infrareddetectors applications. Mastering in synthesis, growth and characterization is an essentialrequirement for fully realizing the potential applications of the materials technology for theconstruction of novel devices for Laser, microwave, optoelectronic and other applications. Theanisotropy in the crystals gives them enhanced properties as required in the field of non-linearoptics. With the advent of laser sources, a nonlinear optical phenomenon has got tremendousinterest and nonlinear optical (NLO) materials play a key role in the development of lasertechnology. Because of the variety and complexity of the material systems involved, severalapproaches towards synthesis, growth and characterization have been developed during thepast decades. Laser materials can be classified into Inorganic, Organic and Semi organiccategories. Urea, DAST, mNA, POM, NPP, MAP are examples of organic family crystalswhere as L-Arginine phosphate (LAP), Zinc tris thiourea sulphate (ZTS), BTCC, ZCTCbelongs to semi organic class. Inorganic NLO crystals are Potassium titanyl phosphate (KTP),GdYCOB, KAB, Beta Barium Borate (BBO), LBO, KDP and LiNbO3. Synthesis andcharacterization of technologically important Borate based materials for NLO applications willbe reviewed. The raising demand for UV lasers has led to the development of various NLOmaterials. A series of borate materials – Rare earth calcium oxy borate (RECOB) with thegeneral chemical formula RECa4O(BO3)3with RE=Y,Gd, Nd, Sm, etc. are reported to besynthesized from their repective melts. The RECOB crystals are excellent NLO materials andwhen doped with ‘laser-active’ ions (Nd3+, Yb3+), they become efficient laser-host crystals. Thesingle crystals of YCOB were grown by flux technique using boron-tri-oxide as a flux. Thistechnique enables to grow YCOB crystals below its melting point (1510°C) . Powder XRDstudies were carried out on both the polycrystalline and single crystals of YCOB using theCuK X-rays ( =1.540 Å) at a scan rate of 0.05°/ min. The formation of YCOB was confirmedin both the samples. The powder XRD pattern of the grown crystals reveals the formation pureYCOB single phase. There are no excess peaks due to impurities or flux incorporations. UV-VIS-NIR studies were carried out on the as-grown crystals of YCOB which indicates thatYCOB crystals have a sharp cut-off around 220 nm and the crystal is highly transparent(>75%) from 220 – 1100 nm. The high transparent nature of the crystals from the deep UVregion enables it to be an excellent NLO material for UV applications. The results obtainedsuggest that flux technique is an excellent method to grow YCOB crystals. Crystal growth andcharacterization of novel borate materials like XAl3(BO3)4 where X = Nd, Yb and Er will bereviewed in detail.1. IntroductionThe propagation of electromagnetic waves through nonlinear media gives rise to vibrations at harmonics of the fundamental frequency, at sum and difference frequencies, and so on. In the optical frequency range, the same effect is observed when light waves propagate through weakly nonlinear optical dielectrics. When one or more sufficiently powerful beams of laser radiation pass through these dielectrics, the frequency of the radiation may be transformed to the second, third and higher harmonics and to combination (sum and difference) frequencies. In this way, the range of wavelengths generated by a certain laser source can be considerably increased. For instance, the second harmonic of the ruby laser radiation lies in the UV region ((λ= 0.3471 µm), whereas the second harmonic of the neodymium glass laser radiation lies in the green spectral region (λ= 0.53 µm). As early as 1961, FRANKEN and co-workers observed radiation at a doubled frequency when a ruby lasers beam was directed into a quartz crystal. However, because of phase mismatch of the waves at the fundamental and doubled frequencies upon propagation of the waves in a quartz crystal, the efficiency of conversion to the second harmonic proved to be very low, less than 10-10%. At the beginning of the 1960s, along with research into second harmonic generation first experiments were carried out on generation of optical radiation at combination frequencies, namely: sum frequency generation of radiation from two lasers, sum frequency generation of radiation from a laser and a noncoherent source, and difference frequency generation. It should be mentioned especially optical parametric oscillation, which is a nonlinear effect that allowing obtaining coherent continuously tunable optical radiation.The ferroelectrics ADP and KDP used in electroopical and acoustooptical devices were the first crystals applied for nonlinear frequency conservation techniques. However, some special nonlinear optical problems called for crystals with improved properties (high transparency in the UV region, higher non-linearity, lower hygroscopic, and so on). The resulting intensive scientific search for new materials has led to the synthesis of the number of new nonlinear crystals of high optical quality LiNbO3in 1964, Ba2NaNb5O15in 1967, proustite in 1967, LiIO3in1964, and others. The nonlinear optical crystals play a vital role in the photonics industry as they can perform frequency doubling, optical parametric oscillation (OPO) and optical parametric amplification (OPA). With the invention of several nonlinear optical (NLO) crystals the application of nonlinear optics is also expanding. Hence, the nonlinear optical crystals are being used for various applications including communications, medical surgery, data storage, etc. The properties of laser-diode-pumped solid-state lasers have been greatly improved and the output laser wavelengths with desired properties are also being made available by employing NLO crystals such as KTiOPO4(KTP), LiB3O5(LBO) and -BaB2O4 (BBO) [1]. So the single crystal growth for NLO applications has gained increasing importance in the field of materials research. The requirements for the excellent NLO crystal includes high nonlinear coefficient, moderate birefringence for phase matching, high transparency for the wavelength of interest, non-hygroscopic nature, high-laser-damage threshold, good mechanical properties and so on. Borate-based crystals are found to be excellent NLO crystals and now-a-days a large quantum of research is being focused on the growth and characterization of borate crystals [2]. Several borate crystals have high-laser-induced damage threshold. They are highly transparent in the UV and the visible regions. In the recent years, many types of NLO borate crystals have been reported, such as CsLiB6O10(CLBO), BiB3O6(BiBO), K2Al2B2O7(KAB), KBe2BO3F2 (KBBF) and YCa4O(BO3)3 (YCOB). Among them, the yttrium calcium oxy borate single crystals are grown by the melt techniques of crystal growth such as the Bridgmann and the Czochralski techniques [3–5]. The YCOB crystal belongs to the RECOB (with the general formula RECa4O(BO3)3) family of crystals with RE=Gd, Sm, Nd, Er, La and Y. These crystals have excellent nonlinear optical qualities and provide suitable sites for doping with laser active ions such as Nd3+, Yb3+, Er3+ and so on to facilitate its application in phosphor-based devices [6,7]. The flux growth of YCOB single crystals from thelithium carbonate flux was performed earlier and reported [8]. This paper reports the successful growth of YCOB single crystals from the self-flux (boron-tri-oxide flux) for the first time. The quality of the YCOB crystals has been improved by using the self-flux. The synthesis of the polycrystalline YCOB material, single crystal growth of YCOB and the characterization studies performed on the grown crystals are presented in detail. AgGaS2 is one of the attractive IR nonlinear optical materials for device applications due to its unique properties, including large nonlinear optical coefficients and appropriate birefringence. It is widely used for making nonlinear optical devices such as second harmonic generators, optical parametric oscillators and up-converters. The CVT growth of AgGaS2 materials and their characterizations are presented.2. Synthesis and preparation of YCOB materialThe starting material for crystal growth was prepared by mixing the high-pure chemicals of Y2O3, CaCO3and B2O3in platinum crucible. The mixture was carefully grounded and was taken in a platinum crucible. It was heated to 1000°C for 24 h. This was done to eliminate the carbon-di-oxide present in the mixture. The obtained product was again well-mixed in the platinum crucible and was heated to 1200°C for 24 h. The powder XRD studies confirm that the obtained product is the YCOB polycrystalline material. The polycrystalline YCOB powder was taken along with the boron-tri-oxide flux in the ratio of 1:2 (YCOB:B2O3) in a platinum crucible. The melting point of the YCOB material is reported to be 1510°C. But the YCOB polycrystalline powder is found to dissolve in the boron-tri-oxide flux in the temperature range of 1000–1030°C. Hence the thermal cycle was designed accordingly. Several transparent crystals of dimensions 5x5x10mm3 were obtained.3. Synthesis and preparation of AgGaS2 materialAg, Ga and S elements of 4N purity were used to grow AgGaS2 single crystals. The 1:1:2 mole ratio of Ag, Ga and S with an excess of 0.5% sulfur, as the precursor materials and 10 mgcm-3of high purity iodine as the transporting agent were taken in a quartz ampoule. In order to prevent the component deviation from stoichiometry resulting from all possible volatile loss of sulfur during initial steps, it was found necessary to add some excess sulfur. The starting materials were taken in a quartz ampoule (15 mm in diameter and 180 mm in length) evacuated to 2×10-6 torr and then sealed off. The ampoule was placed into the double zone [source and growth zones] horizontal electrical furnace. The furnace was controlled by Eurotherm temperature controller and the accuracy is ± 0.1 K. During the first stage the furnace was slowly heated up at the rate of 10 K/h. The temperatures of the source and the growth zones were allowed to reach up to 1023 and 1073 K, respectively in order to clean the wall of the ampoule. The duration was 20 h. After this, the temperature of source zone and growth zone were maintained at 1073 and 1023 K, respectively for the next 15 days. After these 15 days the furnace was slowly cooled off at a rate of 20 K/h. When the temperature of the ampoule reached the room temperature it was opened to obtain yellow colored AgGaS2 crystals. The crystals were then cleaned in an ultrasonic bath containing a mixture of acetone-methanol and then rinsed with deionized water.Similarly single crystals of AgGaS2 were grown with same iodine concentration and source zone temperature of 1073 K. The temperature differences of 100 K were maintained between source and growth zone so that, the temperature of the growth zone was maintained at 973 K. The growth was carried out for a period of 15 days. The AgGaS2single crystals obtained were yellow in color. Experimental details and the size of as-grown AgGaS2 single crystals by CVT are given in the Table 1. The AgGaS2single crystals grown at growth zone temperatures of 1023 and 973 K are shown in Figures 1a and 1b, respectively [12].Table 1. Comparison of different experimental results of as-grown AgGaS 2 single crystals by CVT method Source zone temperature (K) Growth zone temperature (K)Temperature difference (K)Crystals size (mm 3) Color of the crystals 1073 1023 50 5×5×6 and 6×4.5×5 Yellow 10739731002.5×1.5×2YellowFigure 1 a. AgGaS 2 crystals grown at 1023 K.Figure 1 b. AgGaS2 crystals grown at 973 K.4. Characterization StudiesThe powder of the YCOB crystal was analyzed by the powder X-ray diffraction studies using a Rich Seifert diffractometer with CuKa radiation source (l=1.540 ) at a scan rate of 0.051/min. The X-ray studies were carried out at room temperature. The powder XRD pattern matches well with the previously available reports. Hence, the formation of YCOB single phase is confirmed. The X-ray diffraction data of the YCOB single crystal was collected using a Enraf-Nonius CAD-4 diffractometer, with graphite monochromated CuKa radiation source. Single crystals XRD studies reveal that YCOB crystal belongs to the monoclinic system. The space group is Cm and the cell parameters are a=8.0 , b=15.9 , c=3.5 , = =90° and =101.2°. The obtained cell parameters are in good agreement with the earlier reports [9]. Transmission spectral studies are an important study for any NLO material, since an NLO material can be employed in devices only if it has a wide transparency window. To find the transmission range of the YCOB crystals, the UV–vis–NIR spectral transmittance was recorded for as-grown single crystal of YCOB of 2mm thickness in the wavelength range of 190–1100 nm. The lower cutoff wavelength for the YCOB crystal was around 220 nm. The as-grown crystal is nearly 78% transparent in the UV and visible regions. The lower cutoff value is in good agreement with the YCOB crystals grown using the Czochralski method [10]. The crystal was nearly 55% transparent in the UV and visible regions (4220 nm) when lithium carbonate was used asthe flux [8]. But the transmission percentage has increased to 78% for the crystal when the YCOB single crystals grown from borontri- oxide flux. Hence, the change in the flux has played a vital role in enhancing the optical quality of the crystals. The presence of a wide transmission in the UV and visible regions enables sufficient transmission of the higher order harmonics of Nd:YAG laser sources. The FTIR spectrum was recorded using the KBr pellet method which present investigation is in good agreement with the results obtained for other borates indicating the wavenumbers of fundamental vibrations of (BO3)3- ions in the four distinct regions 1350–1200, 950–930, 790–730 and 680–590 cm-1[11]. The absorption peaks at 1210.0 cm-1and 940.06 cm-1are due to the asymmetric and the symmetric stretching modes of (BO3)3- ions. The absorption peaks at 740.25 and 617.27 cm-1 are due to the symmetric and asymmetric bending modes of (BO3)3- ions. The absorption peak at 515.30 cm-1 is due to the internal vibration of Ca–O bond. The vibration due to the yttrium and oxygen atom which is not bonded with (BO3)3- ions is indicated by the peak at 452.9 cm-1. All possible peaks of the YCOB crystal are present in the FTIR spectrum.5. ConclusionPolycrystalline YCOB powder was synthesized by the solid state reaction method. The growth of YCOB single crystals from the boron-tri-oxide flux was carried out for the first time. The grown crystals were subjected to various characterization studies to confirm the formation of YCOB single phase. The lattice parameters of the YCOB crystals were calculated from the single crystal XRD analysis. The as-grown YCOB crystal is highly transparent in the visible and UV regions (4220 nm). This makes the crystal more suitable for device applications. The FTIR analysis confirms the presence of all the functional groups in the grown YCOB single crystal. The results obtained indicate that the flux technique is a best alternate method to melt technique for the growth of YCOB single crystals with high optical quality. Stoichiometric AgGaS2 single crystals were grown by CVT method. 50 K temperature difference between the source and growth zones yielded big size AgGaS2 single crystals when compared to the crystals grown with temperature difference of 100 K. The powder XRD and X-ray rocking curves studies revealed the desired phase formation of AgGaS2and good crystalline perfection of the grown crystal without any structural grain boundaries respectively. Therefore, the quality of the crystals obtained in the present investigations was found to be good. Single crystal XRD studies of AgGaS2single crystals grown at different growth zone temperatures confirmed the chalcopyrite structure. From optical transmittance spectra, 60 % transmittance was observed of as-grown AgGaS2 single crystals. PL spectra of as-grown AgGaS2 single crystals show prominent band edge emission at 2.61 eV. DTA curve indicates a sharp endothermic peak at 995.4˚C. The results obtained from the resistivity measurement shows that as-grown AgGaS2 single crystals were of semi-insulating nature.References[1]Vivien D, Aka G, Kahn-Harari A, Aron A, Mougel F, Benitez J M, Ferrand B, Klein R, KugelG, Nain N L and Jacquet M 2002 J. Crystal Growth237-239 621-28.[2]Sasaki T, Mori Y, Yoshimura M, Yap Y K and Kamimura T 2000 Mater. Sci. Eng. 30 1-54.[3]Luo J, Fan S, Wang J, Zhong Z, Qian G and Sun R 2001 J. Crystal Growth229 261-64.[4]Li L X, Guo M, Jiang H D, Hu X B, Shao Z S, Wang J Y, Wei J Q, Xia H R, Liu Y G andJiang M H 2000 Cryst. Res. 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