稀土功能材料重点稀土学院
1. 什么是拉夫斯相？
通式为AB2的化合物，其借助于两种不同大小的原子配合排列成密堆结构，称为Laves相。理论上Laves 相的A原子和B原子半径比值rA/rB为1.255。
在拉夫斯相中，金属为致密聚集的结构，有C14（MgZn2型，六方相），C15（MgCu2型，立方相）及C36（MgNi2型，六方相）3种。
拉夫斯相的特征是组成范围宽，允许AB2组成的波动。
TiMn2不吸氢，减少Mn量的TiMn1.5的组成就吸氢，该合金吸氢后，晶体结构几乎不变。
2. ★分解压力-组成等温曲线（P-C-T曲线）--理想形状
Gibbs 相率解释平台区
吉布斯相率：F(自由度)=C(组分)-P(相数)+2
该体系的组分为金属和氢，即C=2，则F=4-P
对于0A段，即氢的固溶区内，P=2（金属和氢），F=2-2+2=2，即使温度不变，压力也要发生变化。在平台区，即AB段内，P=3（?，?相和气体氢），所以F=1,如温度不变，则压力也不随组成变化。在B 点以后，P包括?相和气体氢，F=2，压力随温度和组成变化。
p-c-T曲线
p-c-T曲线是衡量贮氢材料热力学性能的重要特征曲线。
通过曲线可以了解金属氢化物中能含多少氢(%)和任一温度下的分解压力值。
吸氢和释氢时，虽然在同一温度，但压力不同，这种现象称为滞后，作为储氢材料，滞后应越小越好。p-c-T曲线的平台压力、平台宽度与倾斜度、平台起始浓度和滞后效应是常规鉴定贮氢合金吸放氢性能的主要指标。
影响p-c-T曲线平台压的因素
平台压的物理本质：平台压的物理本质是金属氢化物的稳定性。合金的平台压越低，越有利于吸氢而不利于放氢，反之，有利于放氢而不利于吸氢。贮氢材料要求具有良好的可逆吸放氢的能力，因此平台压应当适当。
1.晶胞体积大小
凡是使晶胞体积增大的因素，均使氢化物的稳定性增加，平台压降低；反之，使氢化物的稳定性下降，平台压升高。
2.合金成分例：LaNi5
A位替代：以任何元素替代A侧的La,均使晶胞体积减小，使氢化物的稳定性降低，平台压升高。因为在所有的吸氢元素中，La原子半径最大；
B位替代：以金属Mn、Al、Co、Fe、Cr等元素替代B侧的Ni，均使氢化物的稳定性增加，平台压降低。因为这样元素的原子半径均大于Ni的原子半径。
3. 温度：
温度对平台压的影响很大。因为吸氢形成氢化物是一个放热反应，所以提高温度降低氢化物的稳定性，提高平台压。反之，合金的稳定性增加，平台压降低。
（依据这一原理，可以设计高温和低温下使用的贮氢材料，也就是通过调节合金的成分，使合金在使用温度下有适中的平台压力）
根本的原因是，凡使体系的内能增加的因素均使氢化物的稳定性下降，平台压升高。
氢在储氢材料中的吸收和释放，取决于金属和氢的相平衡关系，影响相平衡的因素有温度、压力和组成，因此这些参数可用于控制氢的吸收和释放。
? 影响平台压的根本原因是氢化物的生成焓大小，生成焓越大，平台压越低。
? 影响合金生成焓大小的主要因素是合金的成分。平台压低有利于吸氢而不利于放氢，平台压高有利于放氢而不利于吸氢。
? 贮氢合金形成氢化物的反应焓和反应熵有非常重要的意义。
? 在同类合金中ΔH数值越大，其平衡分解压越低，生产的氢化物越稳定。
? 生成焓就是合金形成氢化物的生成热，负值越大，氢化物越稳定。
氢化物生成焓? H为-7～-11 kcal/mol?H2的金属仅有V族金属元素中的V、Nb、Ta等，因其氢化物在室温附近的氢分解压很低而不适于做贮氢材料。
金属间化合物中，放热型金属组分的作用是借助它与氢牢固结合，将氢吸贮在金属内部；
与氢无亲和力的吸热型金属，使合金的氢化物具有适度的氢分解压。
另外，金属间化合物生成热的大小对形成氢化物时的生成焓大小有一定的影响。
examples
设ABn(n＞1)型金属间化合物中，A为放热型金属，B为吸热型金属，伴随着氢化物的生成，形成A--H键与B--H键，同时，A--B键减少。
如应用最近邻效应(nearest neighbor effect)近似法，则氢化物的生成热可用下式表示：
D H(ABnH2m)＝DH(AHm)+ D H(BnHm)- D H(ABn)
式中，AHm的生成热为很大的负值；BnHm的生成热为较小的正值。其中这两项与金属元素种类的关系不大，故ABnH2m的生成热实际上由ABn的生成热大小决定。
即ABn越稳定，则ABnH2m越不稳定，氢化物的分解压越高，这种规律称为逆稳定规则（the rule of reversed stability)。
具有最佳分解压的二元素贮氢合金有LaNi5，TiFe，TiMn1.5等。
在选择氢化物时，往往把氢的释放条件，即根据分解压力为0.1MPa时的温度和任一温度时的平衡分解压力的高低来决定氢释放条件的评价基准。
3.储氢材料粉化性能、传热问题、滞后作用
4.什么叫做滞后？
吸氢和释氢时，虽然在同一温度，但压力不同，这种现象称为滞后，作为储氢材料，滞后应越小越好。
5.什么叫贮氢合金？贮氢材料？
（1）在稀土金属中加入某些第二种金属形成合金后，在较低温度下也可吸放氢气，通常将这种合金称为稀土贮氢合金。（2）在通常条件下能可逆地大量吸收和放出氢气的特殊金属材料。M + H2=MHx +△H
6.与氢反应的金属有哪些？
1种是容易与氢反应，能大量吸氢，形成稳定的氢化物，并放出大量的热，这些金属主要有ⅠA-ⅤB族金属，如Ti, Zr, Ca, Mg, V, Nb, RE, 它们与氢反应为放热反应（ΔH<0）
放热型金属→强键合氢化物→控制储氢量
2种是：金属与氢的亲和力小，但氢很容易在其中移动，氢在这些元素中的溶解度小，通常条件下不生成化物，主要是ⅥB-ⅧB过渡族金属，如Fe，Co，Ni，Cr，Cu，Al等，氢溶于这些金属时为吸热反应（ΔH>0 ）
吸热型金属→弱键合氢化物→控制可逆性
7. 贮氢合金的热力学
在一定温度和压力下，许多金属，合金和金属间化合物（Me）与气态H2可逆反应生成,反应分3步进行。M(s) +x/2H2?=MHx(s) +△H
⑴开始吸收少量氢后，形成合氢固溶体（α相），合金结构保持不变，其固溶度与固溶体平氢压的平方成正比。⑵固溶体与氢进一步反，产生相变，生成氢化物相（β相）2/(y-x)MHx+H2=2/(y-x)MHy +Q（3）再提高氢压，金属中的氢含量略有增加
8. 催化净化器的原理
催化净化器的原理是利用催化剂表面发生的氧化和还原反应，将排气中的CO和HC等有害物质氧化为CO2和H2O，将NOx还原成N2。
(1)氧化反应
；；；
(2)还原反应
9.汽车尾气的主要有害成分有哪些？
一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、硫化物、颗粒、苯并苾、荃等。
10. 在14种稀土离子中，激光发射波长最短的是Gd3+，最长的是Dy3+。在可见光区有Pr3+，Tb3+，Ho3+，Eu3+，Sm3+；在红外光区有Nd3+，Yb3+，Er3+，Tm3+，Tm2+，Dy3+。
10. 产生激光的必要条件:
累积在能级3上的反转粒子数必须多于在能级1或能级2上的粒子数。
11. 磁致伸缩机理
? 当材料的磁化状态发生改变时，其自身的形状和体积要发生变化，以使总能量达到最小。磁致伸缩一般起源于下列集中作用：
★（1）原子磁矩的存在是产生磁致伸缩效应的基础
? 磁致伸缩效应的出现都与材料成分中存在着未填满的3d和4f电子层的过渡族元素和稀土族元素有关。因为只有这些元素才有自旋磁矩和原子磁矩。
? 特别是稀土元素，由于最外层5s和5p电子壳层的屏蔽作用，4f电子的运动受周围离子的影响很小，因此具有较高的有效磁矩。
? 对于Fe族过渡族元素，未填满的3d电子壳层的电子处于所有电子壳层的外围，其运动很容易受周围离子产生的强电场的影响，其轨道运动往往受到破坏，以致它们对轨道磁矩的贡献很小甚至没有，电子自旋的贡献是原子磁矩的主要组成部分。
? 所以4f电子对原子磁矩的贡献大于3d电子的贡献，稀土元素的原子磁矩大于Fe族过渡族元素。★（2）自发磁化是磁致伸缩效应产生的必要条件
? 金属中的电子不仅和晶格中的离子有交互作用，而且电子与电子之间也具有很强的交换作用。在磁畴的范围内，为了满足能量达到最低，以致可以使电子自旋平行排列成为可能。
? 就是因为同向排列的电子自旋磁矩的作用，才导致了磁畴的自发磁化，并达到磁饱和。
3d金属中的自发磁化来源于相邻原子的3d电子存在的交换作用；稀土金属的自发磁化来源于局域化的4f电子和巡游6s电子发生的交换作用，这种交换作用使6s电子自旋发生极化，而极化了的6s电子自旋又使4f电子自旋和相邻原子的4f电子自旋间接地耦合在一起，从而产生自发磁化，这就是所谓的简介交换作用（RKKY）理论。
? RE-GMM拥有大的磁致伸缩系数：
稀土离子的4f电子轨道具有强烈的各向异性，当自发磁化后，4f层电子云会在某一个或几个特定的方向能量达到最低，从而引起晶格沿着这几个特定的方向产生较大的畸变，这样当施加外磁场时就产生了大的磁致伸缩。
12. 激光产生的过程
用电学、光学及其他方法对工作物质进行激励，使其中一部分粒子激发到能量较高的状态上，当这种状态的粒子数大于能量较低状态的粒子数时，由于受激辐射作用，也就是当这种波长的光辐射通过工作物质时，就会射出强度放大而又与入射光波位相一致、频率一致、方向一致的光辐射，称为“光放大”。若把激光工作物质置于谐振腔内，则光辐射在间歇腔内沿轴线方向往复反射传播，多次通过工作介质，使光辐射被放大很多倍，从而形成一束强大很大，方向集中的光束—激光。
13.什么是Stokes效应？什么是上转换现象？
通常的发光现象都是发光材料吸收光子的能量高于发射光子的能量，即发光材料吸收高能量的低波辐射，发射出低能量的长波辐射，称为遵循斯托克斯（Stokes）定律或stokes 效应。
激发波长大于发射波长，这称为反Stokes效应或上转换现象。
13.什么是光致发光？
用紫外光、可见光或红外激发发光材料而产生的发光现象称为光致发光。
14. 满足上转换发光材料的两个条件？
1. 有相同能级差的能级。EAB=EBC
2. 亚稳态的能级寿命不能太短。
15. 饱和磁化强度Ms
在给定的温度下，给定的材料能达到的磁化强度最大值。
永磁材料的Ms越高越好，它标志着材料的最大磁能积和剩磁可能达到的上限值最高。
单位名称为安每米，单位符号为A/m
16. 居里温度Tc
铁磁性或亚铁磁性转变成顺磁性时对应的临界温度。Tc越高，永磁材料的使用温度越高，温度稳定性好。
16.磁能积（BH）max
磁铁在空气隙中产生的磁场强度除了与磁铁体积、气隙体积有关外，主要决定于磁铁内部的磁感应强度B和磁铁的退磁场H的乘积。因此BH代表永磁体的能量，称为磁能积。(BH)m称为最大磁能积。
磁畴结构在外磁场的作用下，从磁中性状态到饱和状态的过程，称为磁化过程。
磁畴结构在外磁场的作用下，从饱和状态返回到退磁状态的过程，称为反磁化过程。
17.剩磁Br
永磁体经磁化至技术饱和，并去掉外磁场后，所保留的磁性，Mr称为剩余磁化强度，Br称为剩余磁感应强度。
18.矫顽力
铁磁体磁化到饱和以后，使它的磁化强度或磁感应强度降低到零所需要的反向磁场成为矫顽力。用Hc 表示。Hci表示内禀矫顽力；Hcb表示磁感矫顽力
矫顽力是衡量磁体抗退磁能力的一个物理量。在磁体使用中，Hc越高，表示温度稳定性越好。
19. 各向异性场HA
沿难磁化轴磁化到饱和所需要的磁化场称为各向异性场HA
20. ★选择永磁合金基本特性主要考虑因素
1. 高的饱和磁化强度Ms (最大磁能积)
2. 高的居里温度Tc －影响合金的使用温度
3.大的磁各向异性HA－合金的磁硬化机制有利于得到高内禀矫顽力
21. ★二. SmCo5合金的750℃回火效应
定义：SmCo5永磁体在750 ℃温度下回火或在此温度区间缓慢冷却，其矫顽力大幅度的降低，而当温度升高到900-950 ℃时，矫顽力部分或全部恢复。这现象称为“750℃回火效应。
22. 磁致伸缩效应
铁磁材料和亚铁磁材料，在外磁场被磁化时，其长度和体积都要发生变化，而失去外磁场后，又恢复原来长度或体积，这种现象称为磁致伸缩。
23. 磁致发光
用紫外光、可见光或红外激发发光材料而产生的发光现象称为光致发光。
24. 逆稳定规则
ABn越稳定，则ABnH2m越不稳定，氢化物的分解压越高，这种规律称为逆稳定规则
25. 压力滞后
吸氢生成氢化物时平衡压力一般高于该氢化物解离放出氢时的平衡压力，两者平衡压力差称为压力滞后。
26. 集肤效应
交变电流通过导体时，电流密度由表面向中心依次减弱，即电流有趋于导体表面的现象
27. 镧系收缩
镧系元素的离子半径随原子序数的增大而变小，这是由于作用于每个4f电子有效核电荷数是随原子序数的增大而增大，引起4f壳层的半径随原子序数的增大而收缩称为镧系收缩。
28. 磁光效应
光通向磁场或磁矩作用下的物质时，其传输特性发生的变化称为磁光效应
29. 自然光
在垂直于光传播方向的平面上，光矢量在各个可能方向上的取向是均匀的，光矢量的大小、方向具有无
规律性变化，这种光称为自然光，也称为非偏振光。
30. 法拉第效应
当线偏振光沿着磁场方向或磁化强度矢量方向传播时，由于左、右圆偏振光在铁磁体中的折射率不同，使偏振面发生偏转角度，此现象称为法拉第效应。
31. 磁圆二向色性、磁线振二向色性
磁圆振二向色性发生在光沿平行于磁化强度Ms方向传播时，由于铁磁体对入射线偏振光的两个圆偏振态的吸收不同，一个圆偏振态的吸收大于另一个圆偏振态的吸收，结果造成左、右圆偏振态的吸收有差异，此现象称为磁圆二向色性
磁线振二向色性发生在光沿着垂直于磁化强度Ms方向传播时，铁磁体对两个偏振态的吸收不同，两个偏振态以不同的衰减通过铁磁体，这种现象称为磁线振二向色性。
32. 塞曼效应
光源在强磁场（105~106A/m）中发射的谱线，受到磁场的影响而分裂为几条，分裂的各谱线间的间隔大小与磁场强度成正比的现象，称为塞曼效应。
33. 霍尔效应
有电流的铁磁体置于均匀磁场中，如果磁场的方向与电流的方向垂直，载流子在磁场中受洛伦兹力的作用，它就会发生在垂直于磁场和电流的两个方向的偏移，样品的两端之间产生电场EH，这种现象称为霍尔效应。
34. 荧光和磁光、磷光的区别
激活剂吸收能量后，激发态的寿命极短，一般大约仅10-8s就会自动地回到基态而放出光子，这种发光现象称为荧光。撤去激发源后，荧光立即停止。
光通向磁场或磁矩作用下的物质时，其传输特性发生的变化称为磁光效应。在外加磁场的作用下，物质的电磁特性（如磁导率，介电常数，磁化强度，磁畴结构，磁化方向等）会发生变化，因而使通向该物质的光的传输性（如偏振状态，光强，相位，频率，传输方向等）也会随着发生变化
被激发的物质在切断激发源后仍能继续发光，这种发光现象称为磷光。
有时磷光能持续几十分钟甚至数小时，这种发光物质就是通常所说的长余辉材料。
即：“荧光”指的是激发时的发光，而“磷光”指的是发光在激发停止后，可以持续一段时间。
35. 发光效率
材料吸收激发能量后将其中百分之多少的能量转变成光，即发光能量与吸收能量之比称为发光效率。
36. 激发光谱
在发光材料的发光光谱中，某一谱带或谱线的发光强度随激发光波长改变而变化的曲线被称为激发光谱37. 激发态
受到激发后，最外层的电子得到能量，可以跃迁到一个更高的能量状态，称为激发态
38. 电致发光
在直流或交流电场作用下，依靠电流和电场的激发使无机材料发光的现象称为电致发光
39. +3价稀土离子的发光特点
①具有f--f 跃迁的发光材料的发射光谱呈线状，色纯度高；②荧光寿命长；
③由于4f轨道处于内层，材料的发光颜色基本不随基质的不同而改变；④光谱形状很少随温度而变，温度猝灭小，浓度猝灭小。
40.发光强度
一定面积的发光表面沿法线方向所产生的光强叫发光强度。用I表示
在实际生产或应用中，通常用相对强度来表示发光强度。待测发光材料的发光强度与同样激发条件下测出的作为标准材料强度的比值，就是待测发光材料的相对发光强度。
41.吸收光谱
反映了光照射到发光材料上，其激发光波长和材料所吸收能量值的关系。
激发光照射发光材料时，一部分光波被反射和散射，一部分光透射，余下的光才被材料所吸收。Kλ(吸收)=1-Kλ(反射）
分立中心的发光衰减比较简单，在激发停止后，发光的强度正比于激发的发光中心的数目，I（t）＝I0e-at I是t时刻的瞬态发光强度，t是时间，a是常数
42.激发光谱
在发光材料的发光光谱中，某一谱带或谱线的发光强度随激发光波长改变而变化的曲线被称为激发光谱。它反映了发光材料所吸收的激发光波长中，哪些波长的光对材料的发光更有效。这为确定哪些波段范围内的激发光对材料的发光提供了更有效的直接依据。
43.发射光谱
受到激发后，最外层的电子得到能量，可以跃迁到一个更高的能量状态，称为激发态。这些能量状态是分立的。激发态是不稳定的，被送到这个激发态的电子可以耗散部分能量，到达另一个激发态，但最终要跃迁回稳定的基态。
发射光谱是指发光强度随波长或能量的分布曲线，它类似人的指纹，是发光材料独具的特征。
44.发光衰减
发光材料在紫外光激发停止后，仍可持续发光，但发光强度逐渐减弱，直至完全消失，这一过程就是发光衰减。由于激发后，电子要在激发态中进行调整，从到达激发态到跃迁回基态时的这段时间里，还有其他过程参与竞争。对不同的发光材料，发光期间各不相同，它是发光的另一个重要特征。
45.缺陷能级
在实际晶体中，可能存在杂质原子或晶格缺陷，局部地破坏了晶体内部的规则排列，从而产生一些特殊的能级，称为缺陷能级。
46. ★★实用的磁致伸缩材料必须具备的条件：
（1）材料的饱和磁致伸缩系数λs尽可能的大。
（2）材料的磁晶各向异性能K1应足够的大。没有足够大的K1,就不可能有大的磁致伸缩，但是K1也不能太大。过大的K1将使磁矩转动所需的磁场过大，无法在较低的磁场下得到较大的磁致伸缩，即λs/K1要大，而矫顽力要低。
（3）居里温度Tc应尽可能地高，至少要高于使用时的环境温度。
47. ★稀土荧光粉显示器与彩电用荧光粉相比，具有如下特点：1.发光亮度高，2.色彩重现性好3.对比度好，可减缓眼睛的疲劳4.具有良好的化学和热稳定性，能耐长时间大功率电子束轰击5.加工性能好6.粉体粒径小。
48. ★RECo5中为什么要选择SmCo5为永磁材料？
49. 磁致热效应
铁磁体受磁场作用后，在绝热情况下，发生温度上升或下降的现象，称磁致热效应。
磁致热效应的测量方法：材料的磁熵变化值和磁致热效应ΔT可以从绝热退磁测量，比热容测量，磁熵测量中得到。
50. 永磁材料的技术磁参量
非结构敏感参数：主要由材料的化学成分和晶体结构来决定，也称为内禀磁参量。
饱和磁化强度Ms ，居里温度Tc
结构敏感参数：强烈地依赖材料的结构和微观结构，例如晶粒尺寸，晶粒取向，晶体缺陷，掺杂物机械加工及热处理条件等有关。
剩磁Mr、矫顽力Hc、磁能积（BH）max 、磁各项异性HA.
51. 硬磁材料和软磁材料的主要区别
硬磁材料的各向异性场（HA）高、矫顽力（Hc）高，技术磁化到饱和需要的磁场大。
52. 稀土永磁材料特征
高剩磁、高矫顽力、高磁能积
53.贮氢合金主要性能指标
p-c-T曲线的平台压力、平台宽度与倾斜度、平台起始浓度和滞后效应是常规鉴定贮氢合金吸放氢性能的主要指标。
54.催化剂
凡参与反应过程，但其数量和化学性质在反应前后没有改变的物质称为催化剂。
55.固体的发光
某一固体化合物受到光子、带电粒子、电场或电离辐射的激发，会发生能量的吸收、存储、传递、和转换过程。如果激发能量转换为可见光区的电磁辐射，这个物理过程称为固体的发光。
56.发光材料
在各种类型激发作用下能发光的物质称为发光材料。由基质和激活剂组成。
57.价带、导带、禁带
基态下晶体的被激发电子所具有的能量水平。导带是激发态下晶体的被激发电子所具有的能量水平。在价带和导带之间存在一个间隙带，晶体中的电子只能占据价带或导带，而不能在这个间隙带中滞留，因而该间隙带称为禁带。
58.根据磁化率的大小，可以把物质的磁性分为几类？
顺磁性物质、抗磁性物质、铁磁性物质、反铁磁性物质、亚铁磁性物质。
59.铁磁性物质可分为哪两类？
一是与其内部原子结构和晶格结构有关的特性，也称为内禀特性；二是与其磁化过程有关的特性，叫磁化特性。
60.与内部原子结构和晶格有关的特性参数有哪些？
①自发磁化强度MS②居里温度③磁各向异性常数K1④饱和磁致伸缩系数λS
61.与磁化过程有关的特性参数有哪些？
磁化曲线、磁滞回线
62.硬磁材料和软磁材料的主要区别
硬磁材料的剩余磁感应强度高，矫顽力高，最大磁能积大，磁滞回线面积大。
63.工业用永磁材料主要包括哪几个系列？
铝镍钴永磁合金、永磁铁氧体、铁铬钴系永磁合金、稀土永磁材料和复合粘结永磁材料。其中铝镍钴永磁合金以高矫顽力和低温度系数为主要特征。稀土永磁材料具有特高的最大磁能积和矫顽力
64.第一至第三代稀土永磁是什么？
SmCo5、Sm2Co17、NdFeB
65.稀土储氢材料的制备方法
①感应熔炼法②机械合金化法③还原扩散法④共沉淀还原法⑤置换扩散法⑥燃烧合成法
66.储氢合金材料的性能评价
⑴D-C-T曲线测定：金属氢化物含氢量，可逆吸放氢量⑵吸放氢速率特性⑶储氢含量全部寿命及测试方法⑷合金的粉碎性⑸合金结构分析
67.稀土系合金：性能最佳，应用最广。LaNi5应用性能最好。MgH2:最大储氢量。TiNi ，Ti-Fe：价廉，储氢量大。
磁光材料简介
磁光材料的研究现状 1. 综述 磁光材料是具有磁光效应的材料，磁光效应包括法拉第效应、磁光克尔效应、塞曼效应和磁致线双折射效应（科顿-穆顿效应和瓦格特效应）等。磁光材料需要同时具备一定的光学特性和磁学特性。 法拉第效应 法拉第效应指偏振光通过磁场下的介质后，偏振面因磁场作用而发生偏转。 6 f = VBd| 其中是沿着光线传播方向看去偏振面的旋转角，叫做法拉第转角；V是Verdet 常数，与材料性质有关；B是磁感应强度在光线传播方向上的投影；d是光在介质中传播的距离。当磁感应强度投影B与光线传播方向同向时，偏振面右旋，|e t <0；反之，偏振面左旋，阡>0。 与普通旋光效应不同的是，光线通过介质后再反射，原路返回再次通过介质，偏振面会在原来的基础上再旋转角，而不是恢复原状。这为利用法拉第效应的磁致旋光材料提供了一种新的应用空间，如磁光调制器、磁光隔离器等。 目前，对法拉第效应磁光材料的研究相对透彻，应用也相对广泛。以钇铁石榴石（￥才忧0口，简称YIG）为代表的稀土铁石榴石（R材料是常见的法拉第效应磁光材料 ［1］。 磁光克尔效应 磁光克尔效应指线偏振光在磁化的介质表面反射后，在磁场作用下偏振面发生偏转，偏转角度称为磁光克尔转角戸。根据磁场强度方向的不同，磁光克尔效应分为三种：极向克尔效应：磁场方向垂直于介质表面，通常，° k随入射角的减小而增大； 横向克尔效应：磁场方向平行与介质表面且垂直于入射面，光线的偏振方向不会发生变化，p偏振光入射时会发生微小的反射率变化； 纵向克尔效应：磁场方向平行与介质表面且平行于入射面，随入射角的减小而减小，纵向克尔效应的强度比极向克尔效应小几个数量级，不易观察。 应用最广的是极向克尔效应，可用来进行磁光存储和观察磁体表面或磁性薄膜的磁 畴分布。 塞曼效应
稀土功能材料研究现状
稀土功能材料研究现状 摘要：稀土元素被誉为二十一世纪新材料的宝库，因其在电、光、磁等方面具有独特性质，故在功能材料领域获得了广泛的应用。文章介绍了稀土磁性材料、稀土发光材料、稀土催化材料、稀土贮氢材料、稀土超导材料的研究及其应用进展。 关键词：稀土、功能材料、研究现状 引言 功能材料是以物理性能为主的工程材料的统称，即指在电、磁、声、光、热等方面具有特殊性质，或在其作用下表现出特殊功能的材料[1]。它是现代高新技术的先导和基础，对它的研究、开发和应用将促进国家的科技发展水平，提高国家的综合经济实力和在高科技领域的竞争力。 被称为新材料“宝库”的稀土元素具有独特的4f电子结构，大的原子磁距，很强的自旋轨道藕合等特性，与其它元素形成稀土配合物时，配位数可在3—12之间变化，并且稀土化合物的晶体结构也是多样化的。稀土元素具有独特的光学、电学及磁学物理化学性质，使其在功能材料领域获得了广泛的应用。因此，无论是稀土金属还是其化合物都有良好的应用价值。本文着重介绍了在工农业生产和科学技术领域中有广泛应用的不同类型的稀土材料。 1、传统领域中的稀土材料 1.1稀土在农轻工中的应用 早在20世纪五六十年代，稀土就在农业、纺织业、石油化工业等传统领域得到了广泛的应用。稀土在农业的应用时我国科学独立自主开发的成果，先后被列入国家“六五”和“七五”科技攻关计划。稀土元素作为微量元素用于农业主要有2个优点：一是作为植物的生长、生理调节剂，使农作物具有高产量、优品质和抗逆性3大特性；二是稀土属低毒、非致癌物质、合理使用稀土对人畜无害，对环境无污染[2]。如添加稀土元素的硝酸盐化合物作为微量元素化合物施用于农作物可
荧光材料文献综述
一、荧光材料的种类与特性 总的说来，荧光材料分有机荧光材料和无机荧光材料。 有机荧光材料又有有机小分子发光材料和有机高分子光学材料之分。有机小分子荧光材料种类繁多，它们多带有共轭杂环及各种生色团，结构易于调整，通过引入烯键、苯环等不饱和基团及各种生色团来改变其共轭长度，从而使化合物光电性质发生变化。如恶二唑及其衍生物类，三唑及其衍生物类，罗丹明及其衍生物类，香豆素类衍生物，1,8-萘酰亚胺类衍生物，吡唑啉衍生物，三苯胺类衍生物，卟啉类化合物，咔唑、吡嗪、噻唑类衍生物，苝类衍生物等。它们广泛应用于光学电子器件、DNA诊断、光化学传感器、染料、荧光增白剂、荧光涂料、激光染料[7]、有机电致发光器件(ELD)等方面。但是小分子发光材料在固态下易发生荧光猝灭现象，一般掺杂方法制成的器件又容易聚集结晶，器件寿命下降。因此众多的科研工作者一方面致力于小分子的研究，另一方面寻找性能更好的发光材料，高分子发光材料就应运而生了。 有机高分子光学材料通常分为三类：(1) 侧链型：小分子发光基团挂接在高分子侧链上，(2) 全共轭主链型：整个分子均为一个大的共轭高分子体系，(3) 部分共轭主链型：发光中心在主链上，但发光中心之间相互隔开没有形成一个共轭体系。目前所研究的高分子发光材料主要是共轭聚合物，如聚苯、聚噻吩、聚芴、聚三苯基胺及其衍生物等。还有聚三苯基胺，聚咔唑，聚吡咯，聚卟啉[8]及其衍生物、共聚物等，目前研究得也比较多。 常见的无机荧光材料有硫化物系荧光材料、铝酸盐系荧光材料、氧化
物系荧光材料及稀土荧光材料等。 碱土金属硫化物体系是一类用途广泛的发光基质材料[8211 ] 。二价铕掺杂的CaS 及SrS 可以被蓝光有效激发而发射出红光,因而可用作蓝光L ED 晶片的白光L ED 的红色成分,可制造较低色温的白光L ED ,其显色性明显得到改善,目前使用的红粉硫化物体系主要是(Ca1-X ,SrX ) S : Eu2+ 体系,在蓝区宽带激发,红区宽带发射。通过改变Ca2+ 的掺杂量,可使发射峰在609～647 nm 间移动。共掺杂Er3 + , Tb3 + ,Ce3 +等可增强红光发射。 铝酸盐系荧光材料中SrAl2O4, CaAl2O4, BaAl2O4为常用的发光基质。例如，Sr3A12O6 是一种新型红色荧光粉,它的激发峰位于460～470nm 范围内,是与主峰为465nm 的蓝光L ED 晶片相匹配的红色荧光材料。刘阁等[31 ] 利用水热沉淀法合成了Sr3A12O6 。通过对其纯相粉末的荧光性质的研究,发现该荧光粉样品的最大激发峰位于459nm 波长处且在415nm 波长处有一小的激发峰。而样品的发射带落在615～683nm 的波长范围内, 其中最大发射峰的波长位于655nm 处, 表明在459nm 波长的光激发下,样品能够发出红色光。 氧化物荧光材料在荧光粉中的应用较多。如，以ZnO 作为基质合成的红色荧光材料稳定性很好。红色荧光材料ZnO : Eu ,Li 和ZnO :Li + 的最大激发峰范围都在340～370nm 范围内,与365～370nm 紫光L ED 晶片的发射峰大部分相交,因而适用于三基色白光L ED 制造。 稀土离子因其具有特殊的电子结构和成键特征，故能表现出独特的荧光性质，而通过与配体的作用，又可以在很大程度上增强它的荧光强度，因此稀土配合物的研究为荧光材料分子的设计提供了广阔的前景。近些年
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稀土磁光材料项目 可行性研究报告 编制单位：北京中投信德国际信息咨询有限公司编制时间：https://www.360docs.net/doc/256736255.html, 高级工程师：高建
关于编制稀土磁光材料项目可行性研究报 告编制说明 （模版型） 【立项 批地 融资 招商】 核心提示： 1、本报告为模板形式，客户下载后，可根据报告内容说明，自行修改，补充上自己项目的数据内容，即可完成属于自己，高水准的一份可研报告，从此写报告不在求人。 2、客户可联系我公司，协助编写完成可研报告，可行性研究报告大纲（具体可跟据客户要求进行调整） 编制单位：北京中投信德国际信息咨询有限公司 专 业 撰写节能评估报告资金申请报告项目建议书 商业计划书可行性研究报告
目录 第一章总论 (1) 1.1项目概要 (1) 1.1.1项目名称 (1) 1.1.2项目建设单位 (1) 1.1.3项目建设性质 (1) 1.1.4项目建设地点 (1) 1.1.5项目主管部门 (1) 1.1.6项目投资规模 (2) 1.1.7项目建设规模 (2) 1.1.8项目资金来源 (3) 1.1.9项目建设期限 (3) 1.2项目建设单位介绍 (3) 1.3编制依据 (3) 1.4编制原则 (4) 1.5研究范围 (5) 1.6主要经济技术指标 (5) 1.7综合评价 (6) 第二章项目背景及必要性可行性分析 (7) 2.1项目提出背景 (7) 2.2本次建设项目发起缘由 (7) 2.3项目建设必要性分析 (7) 2.3.1促进我国稀土磁光材料产业快速发展的需要 (8) 2.3.2加快当地高新技术产业发展的重要举措 (8) 2.3.3满足我国的工业发展需求的需要 (8) 2.3.4符合现行产业政策及清洁生产要求 (8) 2.3.5提升企业竞争力水平，有助于企业长远战略发展的需要 (9) 2.3.6增加就业带动相关产业链发展的需要 (9) 2.3.7促进项目建设地经济发展进程的的需要 (10) 2.4项目可行性分析 (10) 2.4.1政策可行性 (10) 2.4.2市场可行性 (10) 2.4.3技术可行性 (11) 2.4.4管理可行性 (11) 2.4.5财务可行性 (11) 2.5稀土磁光材料项目发展概况 (12)
稀土功能材料项目计划书
稀土功能材料项目计划书 第一章项目概述 一、项目承办单位基本情况 （一）公司名称 xxx集团 （二）公司简介 在本着“质量第一，信誉至上”的经营宗旨，高瞻远瞩的经营方针，不断创新，全面提升产品品牌特色及服务内涵，强化公司形象，立志成为全国知名的产品供应商。公司坚持诚信为本、铸就品牌，优质服务、赢得市场的经营理念，秉承以人为本，宾客至上服务理念，将一整套针对用户使用过程中完善的服务方案。本公司奉行“客户至上，质量保障”的服务宗旨，树立“一切为客户着想” 的经营理念，以高效、优质、优惠的专业精神服务于新老客户。 公司能源计量是企业实现科学管理的基础性工作，没有完善而准确的计量器具配置，就不能为企业能源消费的各个环节提供可靠的数据，能源计量工作也是评价一个企业管理水平的一项重要标志；项目承办单位依据ISO10012-1标准建立了完善的计量检测体系，并通过审核认证；随后又根
据国家质检总局、国家发改委《关于加强能源计量工作的实施意见》以及 xx省质监局《关于加强全省能源计量工作的通知》的文件精神，依据国家《用能单位能源计量器具配备和管理通则》（GB17176-2006）的要求配备 了计量器具并实行量化管理；项目承办单位已经建立了“能源量化管理体系”并通过了当地质量技术监督局组织的评审认证，该体系的建立，进一 步强化了项目承办单位对能源计量仪器（设备）的管理力度，实现了以量 化管理促节能，提高了能源计量数据的真实性、准确性，凭借着不断完善 的能源量化体系，实现了对各计量数据进行日统计、周分析、月汇总、年 总结，通过能源计量数据的有效采集、处理、分析、控制，真实反映了项 目承办单位能源消费的实际状态，为节能降耗、保护环境、提高企业的市 场竞争力，做出了积极的贡献，从而大大提高了项目承办单位的能源综合 管理水平。公司在管理模式、组织结构、激励制度、科技创新等方面严格 按照科技型现代企业要求执行，并根据公司所具优势定位于高技术附加值 产品的研制、生产和营销，以新产品开拓市场，以优质服务参与竞争。强 调产品开发和市场营销的科技型企业的组织框架已经建立，主要岗位已配 备专业学科人员，包括科技奖励政策在内的企业各方面管理制度运作效果 良好。管理制度的先进性和创新性，极大地激发和调动了广大员工的工作 热情，吸引了较多适用人才，并通过科研开发、生产经营得以释放，因此，项目承办单位较好的经济效益和社会效益。
稀土材料的应用简介
稀土矿的应用简介 一、稀土矿的简介 1、稀土的发现史 从1794年发现元素钇，到1945年在铀的裂变物质中获得钷，前后经过151年的时间，人们才将元素周期表中第三副族的钪、钇、镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥17个性质相近的元素全部找到，把它们列为一个家族，取名稀土元素。我国稀土品种全，17种元素除钷尚未发现天然矿物，其余16种稀土元素均已发现矿物、矿石。2、资源储量分布 我国稀土矿产主要集中在内蒙古白云鄂博铁-铌、稀土矿区，其稀土储量占全国稀土总储量的90%以上，是我国轻稀土主要生产基地。即轻稀土主要分布在北方地区，重稀土则主要分布在南方地区，尤其是在南岭地区分布可观的离子吸附型中稀土、重稀土矿，易采、易提取，已成为我国重要的中、重稀土生产基地。此外，在南方地区还有风化壳型和海滨沉积型砂矿，有的富含磷钇矿(重稀土矿物原料)；在赣南一些脉钨矿床(如西华山、荡坪等)伴生磷钇矿、硅铍钇矿、钇萤石、氟碳钙钇矿、褐钇铌矿等重稀土矿物，在钨矿选冶过程中可综合回收，综合利用。 二、稀土的用途 稀土（RE）常被冠以“工业味精”的美誉。稀土元素因其具有独特的电子结构而表现出特殊的光、电、磁学等物理化学性质。无论是稀土金属还是其化合物都有良好的应用价值。1、传统领域中的稀土材料 （1）稀土在农轻工中的应用 稀土元素作为微量元素用于农业有2个优点：一是作为植物的生长、生理调节剂；二是稀土属低毒、非致癌物质，合理使用对人畜无害、环境无污染。如添加稀土元素的硝酸盐化合物作为微量元素化肥施用于农作物可起到生物化学酶或辅助酶的生物功效，具有增产效果。 纺织业中:铈组元素（Eu以前的镧系元素）的氯化物或醋酸盐可提高纺织品的耐水性，并使织物具有防腐、防蛀、防酸等性能。某些稀土化合物还可以作为皮革的着色剂或媒染剂，La、Ce、Nd的一些化合物可用作油漆的干燥剂，增强油漆的耐腐蚀性。 (2)稀土在冶炼工业中的应用 稀土元素对O、S和某些非金属具有强亲和力，利用这一特点，将稀土用于炼钢中能净化钢液，能起到脱S和脱O的作用，其原理是加入钢中的稀土能结合钢中可能生成的MnS、Al2O3和硅铝酸夹杂物中的O和S形成化合物。 钢的脱硫:在钢中添加混合稀土金属的目的之一是控制硫夹杂物的含量和形状。炼钢通常要添加锰，锰与硫结合形成硫化物夹杂物，这种夹杂物在轧钢时会变形。而添加混合稀土金属则能产生稀土的硫化物、硫氧化物，它们在轧钢时形状保持不变，使钢的性能得到改善。 稀土球墨铸铁:混合稀土金属以稀土硅铁合金或硅镁钛合金的形式加入铁不中促进石墨的球化，从而提高铸铁的可锻强度。产品称球墨铸铁。 打火石:混合稀土金属制造打火石，这是75%的混合稀土金属和25%的铁制成的一种合金。 有色金属合金中：稀土金属有色金属合金中也获得广泛应用。例如有一种稀土镁合金（含有Mg、Zn、Zr、La、Ce）可用于制造喷气式发动机的传动装置，直升飞机的变速箱，飞机的着陆轮和座舱罩。在镁合金中添加稀土金属优点是可提高其高温抗蠕变性，改善铸造性能和室温可焊性。有一种铝锆钇合金用作电线，其特点是输出功率高、耐热、耐振动和耐腐蚀。（3）稀土在炼油业中的应用 目前，世界上90%的炼油裂化装置都使用含稀土的催化剂，其中稀土分子筛型石油裂化
稀土发光材料的研究和应用.
稀土发光材料的研究和应用 摘要：介绍了稀土发光材料的发光特性与发光机理。综述了我国在稀土发光材料的化学合成方法。总结了稀土发光材料的应用。最后对我国存在问题和发展前景进行了叙述。关键字：稀土发光材料；发光特性；发光机理；合成；应用；问题和展望。 Abstract：Introduces the luminescence properties of rare earth luminescent material and luminescence mechanism. Rare-earth luminescence materials in China, the paper summarized the chemical synthesis method. The application of rare earth luminescence materials is summarized. Finally, the existing problems and development prospect of the narrative in our country. Keywords：Rare earth luminescent material; Luminescence properties; Light-emitting mechanism; Synthesis; Application; Problems and its prospect. 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。稀土化合物包含至少一种稀土元素的化合物。它是一种重要的战略资源，特别是高新技术工业的重要原料，如军事装备方面一些精确打击武器、一些汽车零部件和高科技产品，都依赖用稀土金属制造的组件。据了解，中国是唯一能有效提供全部17种稀土金属的国家，且储量远远超过世界其他国家的总和，是名副其实的“稀土大国”。由于稀土元素的离子具有特别的电子层结构和丰富的能级数量，使它成为了一个巨大的发光材料宝库。在人类开发的各种发光材料中，稀土元素发挥着重要作用，稀土发光几乎覆盖了整个固体发光的范畴。稀土发光材料具有发光谱带窄，色纯度高，色彩鲜艳；光吸收能力强，转换效率高；发射波长分布区域宽；荧光寿命从纳秒跨越到毫秒达6个数量级；物理和化学性质稳定，耐高温，可承受大功率电子束、高能辐射和强紫外光的作用等。目前稀土材料已广泛用于照明、显示、信息、显像、医学放射学图像和辐射场的探测等领域，并形成很大的工业生产和消费市场规模；同时也正在向着其他新型技术领域扩展，成为人类生活中不可缺少的重要组成部分。本文将介绍掺稀土离子发光材料的发光机理、节能灯、白光LED用荧光粉、PDP显示用荧光粉，以及对在上转换发光、生物荧光标记和下转换提升太阳能效率等方面的应用前景进行总结和展望。
稀土磁光材料
稀土磁光材料 一、稀土磁光材料 在磁场或磁矩作用下，物质的电磁特性（如磁导率、介电常数、磁化强度、磁畴结构、磁化方向等）会发生变化。因而使通向该物质的光的传输特性也随之发生变化。光通向磁场或磁矩作用下的物质时，其传输特性的变化称为磁光效应。 磁光材料是指在紫外到红外波段，具有磁光效应的光信息功能材料。利用这类材料的磁光特性以及光、电、磁的相互作用和转换，可制成具有各种功能的光学器件，如调制器、隔离器、环行器、开关、偏转器、光信息处理机、显示器、存贮器、激光陀螺偏频磁镜、磁强计、磁光传感器、印刷机等。 稀土元素由于4f电子层未填满，因而产生：未抵消的磁矩，这是强磁性的来源，由于4f电子的跃迁，这是光激发的起因，从而导致强的磁光效应。单纯的稀土金属并不显现磁光效应，这是由于稀土金属至今尚未制备成光学材料。只有当稀土元素掺入光学玻璃、化合物晶体、合金薄膜等光学材料之中，才会显现稀土元素的强磁光效应。 二、稀土磁光材料的应用 磁光器件是指用具有磁光效应的材料制作的各类光信息功能器件。虽然1845年法拉弟就发现了磁光效应，但在其后一百多年中，并未获得应用。直到本世纪60年代初，由于激光和光电子技术的开发，才使得磁光效应的研究向应用领域发展，出现了新型的光信号功能器件—磁光器件。在激光应用中，除探索各种新型的激光器和接收器外，激光束的参数，例如强度、方向、偏转、频率、偏振状态等的快速控制也是很重要的问题，磁光器件，就是利用磁光效应构成的各种控制激光束的器件，类似微波铁氧体器件的发展和分类那样，因光通讯的需要，1966年发展了磁光调制器、磁光开关、磁光隔离器、磁光环行器、磁光旋转器、磁光相移器等磁光器件。由于光纤技术和集成光学的发展，1972年起又诞生了波导型的集成磁光器件。在60年代后期，因计算机存贮技术的发展，开发了磁光存贮技术。后来由于全息磁泡和光盘技术的日趋完善和商品化，从而出现了磁光印刷和磁光光盘系统。利用磁光效应研究圆柱状磁畴（磁泡）而发展了磁泡技术。因信息技术的需要，在70年代中后期，在磁泡技术的基础上，又发展了磁光信息处理机及磁泡显示器。激光陀螺的发展中遇到了“闭锁”问题，一度受挫，后来利用磁光效应，巧妙地克服了“闭锁”，从而发展了一个全固态（无机械部件）的磁光偏频激光陀螺。因此，每一种新型的磁光器件，都是在研究磁光效应的基础上开发成功的。 1．磁光调制器. 磁光调制器是利用偏振光通过磁光介质发生偏振面旋转来调制光束。磁光调制器有广泛的应用，可作为红外检测器的斩波器，可制成红外辐射高温计、高灵敏度偏振计，还可用于显示电视信号的传输、测距装置以及各种光学检测和传输系统中。
稀土永磁材料与应用
稀土永磁材料与应用 一、稀土永磁材料 稀土永磁材料是将钐、钕混合稀土金属与过渡金属（如钴、铁等）组成的合金，用粉末冶金方法压型烧结，经磁场充磁后制得的一种磁性材料。 稀土永磁分钐钴（SmCo）永磁体和钕铁硼（NdFeB）系永磁体，其中SmCo磁体的磁能积在15～30MGOe之间，NdFeB系永磁体的磁能积在27～50MGOe之间，被称为“永磁王”，是目前磁性最高的永磁材料。钐钴永磁体，尽管其磁性能优异，但含有储量稀少的稀土金属钐和稀缺、昂贵的战略金属钴，因此，它的发展受到了很大限制。我国稀土永磁行业的发展始于60年代末，当时的主导产品是钐-钴永磁，目前钐-钴永磁体世界销售量为630吨，我国为90.5吨（包括SmCo磁粉），主要用于军工技术。 随着计算机、通讯等产业的发展，稀土永磁特别是NdFeB永磁产业得到了飞速发展。 稀土永磁材料是现在已知的综合性能最高的一种永磁材料，它比十九世纪使用的磁钢的磁性能高100多倍，比铁氧体、铝镍钴性能优越得多，比昂贵的铂钴合金的磁性能还高一倍。由于稀土永磁材料的使用，不仅促进了永磁器件向小型化发展，提高了产品的性能，而且促使某些特殊器件的产生，所以稀土永磁材料一出现，立即引起各国的极大重视，发展极为迅速。我国研制生产的各种稀土永磁材料的性能已接
近或达到国际先进水平。 现在稀土永磁材料已成为电子技术通讯中的重要材料，用在人造卫星，雷达等方面的行波管、环行器中以及微型电机、微型录音机、航空仪器、电子手表、地震仪和其它一些电子仪器上。目前稀土永磁应用已渗透到汽车、家用电器、电子仪表、核磁共振成像仪、音响设备、微特电机、移动电话等方面。在医疗方面，运用稀土永磁材料进行“磁穴疗法”，使得疗效大为提高，从而促进了“磁穴疗法”的迅速推广。在应用稀土的各个领域中，稀土永磁材料是发展速度最快的一个。它不仅给稀土产业的发展带来巨大的推动力，也对许多相关产业产生相当深远的影响。 二、稀土永磁材料分类 1．稀土钴永磁材料，包括稀土钴（1-5型）永磁材料SmCo5和稀土钴（2-17型）永磁材料Sm2Co17两大类。 2．稀土钕永磁材料，NdFeB永磁材料。 3．稀土铁氮（RE-Fe-N系）或稀土铁碳（RE-Fe-C系）永磁材料。 三、稀土永磁材料制备工艺分类 1．粉末冶金烧结工艺制备的烧结磁体； 2．还原扩散制粉或氢碎处理粉末及粉末冶金烧结工艺制备的烧结磁体； 3．快速凝固制粉或氢碎制粉（HDDR），粉末模压粘结工艺制备的粘结磁体； 4．快速凝固制粉或氢碎（HDDR）粉末的注射工艺制备的注射磁
稀土发光材料的研究现状与应用(综述)
稀土发光材料的研究现状与应用 材化092 班…指导老师：…. (陕西科技大学材料科学与工程学院陕西西安710021） 摘要稀土元素包括元素周期表中的镧系元素(Ln)和钪(Sc)、钇(Y)，共17个元素。由于稀土离子的4f电子在不同能级之间的跃迁产生的丰富的吸收和发射光谱，使其在发光材料中具有广泛的应用。稀土元素的特殊原子结构导致它们具有优异的发光特性，用于制造发光材料、电光源材料和激光材料，其合成的发光材料充分应用在照明、显示、医学、军事、安全保卫等领域中。稀土元素在我国的储量丰富，约占全世界的40%。本文综述了稀土发光材料的发光机理、发光特性、化学合成方法、主要应用领域以及稀土矿藏的开采方面存在的问题，并预测了今后深入研究的方向。 关键词稀土，发光材料, 应用 Current Research and Applications of rare earth luminescent materials Abstract Rare earth elements, including the lanthanides (Ln) and scandium (Sc) , yttrium (Y)of the periodic table, a total of 17 elements. a plenty of absorption and emission spectra in the light-emitting materials produced by the 4f electrons of rare earth ions transiting between different energy levels lead to a wide range of applications of rare earth luminescent materials. Special atomic structure of rare earth elements lead to their excellent luminescence properties, which is used in the manufacture of luminescent materials, the electric light materials and laser materials, 1 / 8
稀土永磁材料概述
稀土永磁材料概述 从广义上讲，所有能被磁场磁化、在实际应用中主要利用材料所具有的磁特性的一类材料成为磁性材料。它包括硬磁材料、软磁材料、半硬磁材料、磁致伸缩材料、磁光材料、磁泡材料和磁制冷材料等，其中用量最大的是硬磁材料和软磁材料。硬磁材料和软磁材料的主要区别是硬磁材料的各向异性场高、矫顽力高、磁滞回线面积大、技术磁化到饱和需要的磁场大。由于软磁材料的矫顽力低，技术磁化到饱和并去掉外磁场后，它很容易退磁，而硬磁材料由于矫顽力较高，经技术磁化到饱和并去掉磁场后，它仍然长期保持很强的磁性，因此硬磁材料又称为永磁材料或恒磁材料。古代，人们利用矿石中的天然磁铁矿打磨成所需要的形状，用来指南或吸引铁质器件，指南针是中国古代四大发明之一，对人类文明和社会进步做出过重要贡献。近代，磁性材料的研究和应用始于工业革命之后,并在短时间内得到迅速发展.现今,对磁性材料的研究和应用无论在广度或者深度上都是以前无可比拟的,各类高性能磁性材料，尤其是稀土永磁材料的开发和应用对现代工业和高新技术产业的发展起着巨大的推动作用。 永磁材料性能要求 永磁材料的主要性能是由以下几个参数决定的 1.2.1最大磁能积：最大磁能积是退磁曲线上磁感应强度和磁场强度乘积的最大值。这个值越大，说明单位体积内存储的磁能越大，材料的性能越好。 1.2.2饱和磁化强度：是永磁材料极为重要的参数。永磁材料的饱和磁化强度越高，它标志着材料的最大磁能积和剩磁可能达到的上限值越高。 1.2.3矫顽力：铁磁体磁化到饱和后，使它的磁化强度或磁感应强度降低到零所需要的反向外磁场称为矫顽力。它表征材料抵抗退磁作用的本领。 1.2.4剩磁：铁磁体磁化到饱和并去掉外磁场后，在磁化方向保留的剩余磁化强度或剩余磁感应强度称为剩磁。 1.2.5居里温度：强铁磁体由铁磁性和亚铁磁性转变为顺磁性的临界温度称为居里温度或居里点。居里温度高标志着永磁材料的使用温度也高。
黄子杰 稀土功能材料综述
稀土功能材料综述 黄子杰 （长沙理工大学化学学院，湖南长沙 410114） 摘要：稀土元素被誉为二十一世纪新材料的宝库, 因其在电、光、磁等方面具有独特性质, 故在功能材料领域获得了广泛的应用。文章介绍了稀土磁性材料、稀土发光材料、稀土催化材料、稀土贮氢材料、稀土超导材料的研究及其应用进展。 关键词:稀土功能材料;用途;性能;分类 Abstract：Rare earth element is regarded as a treasure house of new materials in twenty-first Century, because of its unique properties in electricity, light, magnetism and so on, it has been widely used in the field of functional materials. The research and application progress of rare earth magnetic materials, rare earth luminescent materials, rare earth catalytic materials, hydrogen storage materials, rare earth materials and their applications are introduced in this paper. Keywords：Rare earth functional materials；use；performance；classification 功能材料是以物理性能为主的工程材料的统称,即指在电、磁、声、光、热等方面具有特殊性质,或在其作用下表现出特殊功能的材料[1]。它是现代高新技术的先导和基础,对它的研究、开发和应用将促进国家的科技发展水平,提高国家的综合经济实力和在高科技领域的竞争力。被称为新材料“宝库”的稀土元素具有独特的4f电子结构,大的原子磁距,很强的自旋轨道藕合等特性,与其它元素形成稀土配合物时,配位数可在3～12之间变化,并且稀土化合物的晶体结构也是多样化的。稀土元素具有独特的光学、电学及磁学物理化学性质,使其在功能材料领域获得了广泛的应用。本文介绍了稀土磁性材料、稀土发光材料、稀土催化材料、稀土贮氢材料、稀土超导材料的研究及其应用进展。 1 稀土磁性材料 稀土磁性材料主要包括稀土永磁材料、稀土超磁致伸缩材料、稀土永磁薄膜、稀土磁致冷材料和稀土巨磁电阻材料。
稀土发光材料的研究进展
前言 当稀土元素被用作发光材料的基质成分，或是被用作激活剂、共激活剂、敏化剂或掺杂剂时，这类材料一般统称为稀土发光材料或稀土荧光材料。我国丰富的稀土资源，约占世界已探明储量的80%以上。稀土元素具有许多独特的物理化学性质,被广泛地用于各个领域,成为发展尖端技术不可缺少的特殊材料。稀土离子由于独特的电子层结构使得稀土离子掺杂的发光材料具有其它发光材料所不具有的许多优异性能,可以说稀土发光材料的研究开发相对于传统发光材料来说犹如一场革命。稀土无机发光材料方面,稀土发光材料与传统的发光材料相比具有明显的优势。就长余辉发光材料来说,稀土长余辉发光材料的发光亮度是传统发光材料的几十倍,余辉时间高达几千分钟。由于稀土发光材料所具有如此优异的性能使得发光材料的研究主要是围绕稀土发光材料而进行的。 由于稀土元素具有外层电子结构相同、内层4f 电子能级相近的电子层构型，含稀土的化合物表现出许多独特的理化性质，因而在光、电、磁领域得到广泛的应用，被誉为新材料的宝库。在稀土功能材料的发展中，尤其以稀土发光材料格外引人注目。稀土因其特殊的电子层结构，而具有一般元素所无法比拟的光谱性质，稀土发光几乎覆盖了整个固体发光的范畴，只要谈到发光，几乎离不开稀土。稀土元素的原子具有未充满的受到外界屏蔽的4f5d 电子组态，因此有丰富的电子能级和长寿命激发态，能级跃迁通道多达20 余万个，可以产生多种多样的辐射吸收和发射，构成广泛的发光和激光材料。随着稀土分离、提纯技术的进步，以及相关技术的促进，稀土发光材料的研究和应用将得到显著的发展。进入二十一世纪后,随着一些高新技术的发展和兴起,稀土发光材料科学和技术又步入一个新的活跃期，它为今后占主导地位的平板显示、第四代新照明光源、现代医疗电子设备、更先进的光纤通信等高新技术的可持续发展和源头创新提供可靠的依据和保证。所以,充分综合利用我国稀土资源库,发展稀土发光材料是将我国稀土资源优势转化为经济和技术优势的具体的重要途径。 纳米稀土发光材料是指基质粒子尺寸在1～100 纳米的发光材料。纳米粒子本身具有量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应等。受这些结构特性的影响，纳米稀土发光材料表现出许多奇特的物理和化学和和特性，从
磁光材料简介
磁光材料的研究现状 1.综述 磁光材料是具有磁光效应的材料，磁光效应包括法拉第效应、磁光克尔效应、塞曼效应和磁致线双折射效应（科顿-穆顿效应和瓦格特效应）等。磁光材料需要同时具备一定的光学特性和磁学特性。 1.1法拉第效应 法拉第效应指偏振光通过磁场下的介质后，偏振面因磁场作用而发生偏转。 其中是沿着光线传播方向看去偏振面的旋转角，叫做法拉第转角；V是Verdet 常数，与材料性质有关；B是磁感应强度在光线传播方向上的投影；d是光在介质中传播的距离。当磁感应强度投影B与光线传播方向同向时，偏振面右旋，<0；反之，偏振面左旋，>0。 与普通旋光效应不同的是，光线通过介质后再反射，原路返回再次通过介质，偏振面会在原来的基础上再旋转角，而不是恢复原状。这为利用法拉第效应的磁致旋光材料提供了一种新的应用空间，如磁光调制器、磁光隔离器等。 目前，对法拉第效应磁光材料的研究相对透彻，应用也相对广泛。以钇铁石榴石（，简称YIG）为代表的稀土铁石榴石（）材料是常见的法拉第效应磁光材料[1]。 1.2磁光克尔效应 磁光克尔效应指线偏振光在磁化的介质表面反射后，在磁场作用下偏振面发生偏转，偏转角度称为磁光克尔转角。根据磁场强度方向的不同，磁光克尔效应分为三种：极向克尔效应：磁场方向垂直于介质表面，通常，随入射角的减小而增大； 横向克尔效应：磁场方向平行与介质表面且垂直于入射面，光线的偏振方向不会发生变化，p偏振光入射时会发生微小的反射率变化； 纵向克尔效应：磁场方向平行与介质表面且平行于入射面，随入射角的减小而减小，纵向克尔效应的强度比极向克尔效应小几个数量级，不易观察。 1 / 8
应用最广的是极向克尔效应，可用来进行磁光存储和观察磁体表面或磁性薄膜的磁畴分布。 1.3塞曼效应 塞曼效应指光源位于强磁场中时，分析其发光的谱线，发现原来的一条谱线分裂成三条或更多条。原子位于强磁场中时，破坏自旋-轨道耦合，一个能级分裂成多个能级，而且新能级间有一定的间隔，能级的分裂导致了谱线的分裂。能级分裂的方式与角量子数J和朗德因子g有关。 塞曼效应证明了原子具有磁矩，而且磁矩的空间取向量子化。塞曼效应可应用于测定角量子数和朗德因子，还可分析物质的元素组成。 1.4磁致线双折射效应 磁致线双折射效应指透明介质处于磁场中时，表现出单轴晶体的性质，光线入射能产生两条折射线。在铁磁和亚铁磁体中的磁致线双折射效应称作科顿-穆顿效应，反铁磁体中的磁致线双折射效应称作瓦格特效应[2]. 磁致线双折射效应可用于测量物质能级结构，研究单原子层磁性的微弱变化等2.研究现状 本章将介绍多种磁光材料的前沿应用和理论研究，并结合本人所学知识给出相应的评价和启发。个人评价用加粗字体给出。 2.1利用法拉第效应进行焊接检测[3] 根据法拉第效应，偏振光通过磁场中的介质后，偏振面转过一定角度，通过偏振角一定的偏振片后，就会表现为不同的亮度。工作时，将光源、起偏器、反射镜、直流电磁铁、光反射面、磁光薄膜、检偏器、CMOS成像装置和焊件按图1组装。 2 / 8
稀土发光
关于稀土发光材料的认识（孙三大） 绪论 稀土元素由于具有未充满的4f电子壳层和4f电子被外层的5s,5p电子屏蔽的特性，使稀土元素具有极复杂的类线性光谱。吸收光谱使稀土离子大多有色，发射光谱使许多稀土化合物产生荧光和激光。镧系原子的组态为1S22S22P63S23P63d104S24P64d105S25P6（4f n6S2或4f n-15d6S2），其中n=1-15，La，Ce，Gd，Lu为4f n-15d6S2（镧系稀土元素电子层结构的特点是电子在外数第三层的4f轨道上填充，4f轨道的角量子数l=3，磁量子数m可取0、±1、±2、±3等7个值，故4f亚层具有7个轨道。根据Pauli不相容原理，在同一原子中不存在4个量子数完全相同的两个电子，即一个原子轨道上只能容纳自旋相反的两个电子，4f 亚层只能容纳14个电子，从La到Lu，4f电子依次从0增加到14），其余的元素4f n6S2[1-3]。 大部分无机固体致发光材料遵守斯托克斯定律，即发射光的光谱能量低于激发光的光谱能量，这样发光的现象叫做下转换发光。对于下转换发光由外界光源直接作用于稀土离子。1）使稀土离子中的电子由基态跃迁到激发态，完成高能级电子的排布，如图(1)所示,2）由某基团或离子等吸收高能光子后通过非福射他豫将能量传递给较低能级的稀土离子，使稀土离子中的电子由基态跃迁到激发态,如图(2)所示；另外，在1966年,在研究钨酸镱钠玻璃时,意外发现,当基质材料中掺入Yb3+离子时,Er3+、Ho3+和Tm3+离子在红外光激发时,可见发光几乎提高了两个数量级,由此正式提出了“上转换发光”的观点。这一小部分光致发光材料违背了斯托克斯定律，即上转换发光，它通过吸收低光子能量的长波福射转换为高光子能量的短波福射。稀土离子可以通过激发态吸收或能量传递过程被激发至高能级而发射上转换发光，如图(3)所示。 Gound state (1)(2)(3) 图中所示（1）和（2）为下转换发光过程,图（3）为上转换发光过程。 稀土上转换/下转换发光材料在众多领域具有巨大的应用价值，对其进行理论和实验的深入
稀土发光材料研究进展
稀土发光材料 来源：本站原创日期：2009-01-16 加入收藏 1 稀土发光材料发展年表 稀土元素无论被用作发光（荧光）材料的基质成分，还是被用作激活剂，共激活剂，敏化剂或掺杂剂，所制成的发光材料，一般统称为稀土发光材料或稀土荧光材料。30多年来，我国稀土发光及材料科学技术的研发在各级领导和部门关心下从起步和跟踪走向自主发展；稀土荧光体（粉）生产从零开始，已形成一个新的产业。 20世纪60年代是稀土离子发光及其发光材料基础研究和应用发展的划时代和转折点。三价稀土离子发光的光学光谱学、晶体场理论等基础研究日益深入和完善。1964年，高效YVO4∶Eu和Y2O3∶Eu红色荧光粉和1968年Y2O2S∶Eu红色荧光粉的发明，并很快被应用于彩色电视显象管（CRT）中。步入70年代，无论是基础研究，还是新材料研制及其开发应用进入迅速发展时期。 在20世纪70年代以前，我国稀土发光及材料科学和技术并没有形成，仅中科院物理所对CaS和SrS体系中掺Eu、Sm、Ce离子的红外磷光体的光致发光性能，以及在ZnS∶Cu或Mn的电致发光材料中某些稀土离子作为掺杂剂对性能影响进行少量的研究。所用稀土材料全部进口，价格比黄金还贵。 20世纪70年代中科院长春物理所抓住机遇，将这一时期国际上大量的新科研成果引入翻译出版向全国介绍，起"催化剂"作用；同时有一批从事稀土分离的化学科技工作者也纷纷转入从事稀土发光及材料科研和开发工作，加之彩电荧光粉会战，使这一新兴学科在我国正式起步并不断发展。 20世纪60和70年代国际稀土发光材料发展和我国稀土冶炼及分离工业崛起，许多单位跟踪国际上已有成效的工作，纷纷开展稀土离子发光性能研究，以及许多不同用途、不同体系的稀土发光功能材料的研发工作，这里特别应指出的彩电荧光粉成为全国会战任务。 根据当时国内外发展，1973年国家计委下达彩电荧光粉全国会战任务，由中科院长春物理所任组长单位，组织北京大学、北京有色金属研究总院、南京华东电子管厂、北京化工
稀土发光材料的发光机理及其应用
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稀土发光材料的发光机理及其应用 作者：谢国亚， 张友， XIE Guoya， ZHANG You 作者单位：谢国亚,XIE Guoya(重庆邮电大学移通学院,重庆,401520)， 张友,ZHANG You(重庆邮电大学数理学院,重庆,400065) 刊名： 压电与声光 英文刊名：Piezoelectrics & Acoustooptics 年，卷(期)：2012,34(1) 被引用次数：2次 参考文献(19条) 1.周贤菊;赵亮;罗斌过渡金属敏化稀土化合物近红外发光性能研究进展[期刊论文]-重庆邮电大学学报(自然科学版) 2007(06) 2.段昌奎;王广川稀土光谱参量的第一性原理研究[期刊论文]-重庆邮电大学学报(自然科学版) 2011(01) 3.周世杰;张喜燕;姜峰轻稀土掺杂对TbFeCo材料磁光性能的影响[期刊论文]-重庆工学院学报 2004(05) 4.CARNALL W T;GOODMAN G;RAJNAK K A systematic analysis of the spectra of the lanthanides doped into single crystal LaF3 1989(07) 5.LIU Guokui;BERNARD J Spectroscopic properties of rare earths in optical materials 2005 6.DUAN Changkui;TANNER P A What use are crystal field parameters? A chemist's viewpoint[外文期刊] 2010(19) 7.蒋大鹏;赵成久;侯凤勤白光发光二极管的制备技术及主要特性[期刊论文]-发光学报 2003(04) 8.黄京根节能灯用稀土三基色荧光粉 1990(05) 9.VERSTEGEN J M P J A survey of a group of phosphors,based on hexagonal aluminate and gallate host lattices 1974(12) 10.PAN Yuexiao;WU Mingmei;SU Qiang Tailored photoluminescence of YAG:Ce phosphor through various methods 2004(05) 11.KIM J S;JEON P E;CHOI J C Warm-whitelight emitting diode utilizing a single-phase full-color Ba3MgSi2O8:Eu2+,Mn2+ phosphor[外文期刊] 2004(15) 12.苏锵;梁宏斌;王静稀土发光材料的进展与新兴技术产业[期刊论文]-稀土信息 2010(09) 13.SIVAKUMAR S;BOYER J C;BOVERO E Upconversion of 980 nm light into white light from SolGel derived thin film made with new combinations of LaF3:Ln3+ nanoparticles[外文期刊] 2009(16) 14.WANG Jiwei;TANNER P A Upconversion for white light generation by a single compound[外文期刊] 2010(03) 15.QUIRINO W G;LEGNANI C;CREMONA M White OLED using β-diketones rare earth binuclear complex as emitting layer[外文期刊] 2006(1/2) 16.BUNZLI J C G;PIGUET C Taking advantage of luminescent lanthanide ions 2005 17.WANG Leyu;LI Yadong Controlled synthesis and luminescence of lanthanide doped NaYF4 nanocrystals[外文期刊] 2007(04) 18.LINDA A;BRYAN V E;MICHAEL F Downcoversion for solar cell in YF3:Pr3+,Yb3+ 2010(05) 19.TENG Yu;ZHOU Jiajia;LIU Jianrong Efficient broadband near-infrared quantum cutting for solar cells 2010(09) 引证文献(2条) 1.杨志平.梁晓双.赵引红.侯春彩.王灿.董宏岩橙红色荧光粉Ca3Y2（Si3O9）2：Eu3+的制备及发光性能[期刊论文]-硅酸盐学报 2013(12) 2.严回.孙晓刚.王栋.吕萍.郑长征C24H16N7O9Sm 的晶体合成、结构与性质研究[期刊论文]-江苏师范大学学报（自然科学版） 2013(3) 本文链接：https://www.360docs.net/doc/256736255.html,/Periodical_ydysg201201028.aspx