《稀土在功能材料中的应用》
稀土在结构陶瓷材料和功能陶瓷中的应用有哪些？
稀土在结构陶瓷材料和功能陶瓷中的应用有哪些？稀土及稀土氧化物在陶瓷材料中的应用，主要是作为添加物来改进陶瓷材料的烧结性、致密性、显微结构和晶相组成等，从而在极大程度上改善了它们的力学、电学、光学或热学性能，以满足不同场合下使用的陶瓷材料的性能要求。
本文简要综述了稀土氧化物在结构陶瓷材料和功能陶瓷中的应用。
1 稀土氧化物在陶瓷材料中的作用机理2 稀土氧化物在结构陶瓷材料中的应用结构陶瓷是指晶粒间主要是离子键和共价键的一类陶瓷材料，具有良好的力学性、高温性和生物相容性等。
结构陶瓷在日常生活中应用很普遍，目前已向航空航天、能源环保和大中型集成电路等高技术领域拓展。
2.1 氧化物陶瓷氧化物陶瓷是指陶瓷中含有氧原子的陶瓷，或高于二氧化硅(SiO2：熔点1730℃)晶体熔点的各种简单氧化物形成的陶瓷。
氧化物陶瓷具有良好的物理化学性质，电导率大小与温度成反比。
氧化物陶瓷常作为耐热、耐磨损和耐腐蚀陶瓷，应用在化工、电子和航天等领域。
2.1.1 氧化铝陶瓷氧化铝陶瓷被广泛用于制造电路板、真空器件和半导体集成电路陶瓷封装管壳等。
为了获得性能良好的陶瓷，需要细化晶粒并使其以等轴晶分布，降低陶瓷的气孔率，提高致密度，最好能达到或接近理论密度。
氧化铝陶瓷的烧结温度高，烧制原料高纯氧化铝价格也高，限制了其在部分领域的推广及应用。
研究表明，稀土氧化物的加入可与基体氧化物形成液相或固溶体，降低烧结温度，改善其力学性能。
常用的稀土氧化物添加剂有Dy2O3、Y2O3、La2O3、CeO3、Sm2O3、Nd2O3、Tb4O7和Eu2O3等。
2.1.2 氧化锆陶瓷氧化锆(ZrO2)有单斜相、四方相和立方相三种晶型。
在一定温度下，氧化锆发生晶型转化时伴随体积膨胀和切应变，体积膨胀可能导致制品开裂。
氧化锆的熔点高，耐酸碱侵蚀能力强，化学稳定好，抗弯强度和断裂韧性很高。
三种晶型相互转化会伴随着体积的膨胀或收缩，导致性能不稳定，须采取稳定化措施。
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。
稀土在电子功能材料领域的应用
稀土在电子功能材料领域的应用作者：暂无来源：《稀土信息》 2020年第5期文/杨丽张文灿郭咏梅一、稀土与电子信息产业电子信息产业具有技术含量高、投入产出比大、附加值高、效益明显的特点。
电子材料和元器件是电子信息制造业的重要组成部分，处于电子信息产业链的前端，支撑着现代通信、信息网络技术、微机械智能系统、工业自动化与家电等信息处理系统，以及由新能源汽车、风电、光伏、智能电网组成的电能互连网等信息产业的运行和发展。
在全球经济持续低迷、国内经济增速放缓的情况下，电子信息行业仍保持稳定的增长速度。
数据显示，2019年，我国规模以上电子信息制造业营业收入同比增长4.5%，达到11万亿元；利润总额同比增长3.1%，接近5200亿元。
其中， 2019年我国电子信息制造业虽仍保持平稳增长，但增长力度有所减缓，电子材料和元器件行业利润下幅明显。
稀土与电子信息产业关系密切。
稀土元素具有特殊的4f层电子结构，表现出许多光、电、磁的特性。
通过纳米化后，稀土元素又有许多新特性，如小尺寸效应、高比表面效应、量子效应、极强的光电磁声性质、超导性、高化学活性等，综合性能大大提高，再通过掺杂或作为原料与其它材料组成性能各异、品种繁多的新型电子功能材料，如半导体材料、光电子材料、磁性材料、电子功能陶瓷材料、电能源材料、电子通讯材料，是电子信息产业不可或缺的重要组成部分。
这些材料已应用于众多电子元器件行业的产品中，且已形成一定的产业规模。
因此，电子信息产业是稀土重要的终端用户。
从应用需求看，可持续发展战略、《中国制造2025》等为电子信息产业的发展创造了新空间，电子功能材料的市场需求也正在大幅增加。
由于通过稀土改性的电子功能材料大幅提升了应用器件的使用性能、丰富了使用场景、推动了电子信息产业的快速发展。
因此，大力发展电子功能材料及器件，着力拓展稀土电子功能材料的中高端应用，发挥好稀土在改造传统产业、发展新兴产业及国防科技工业中的战略价值和支撑作用是整个行业重点关注和发展的主要方向。
稀土在环境与建筑材料方面的应用
立志当早，存高远稀土在环境与建筑材料方面的应用稀土在环境材料方面的一项重要用途是作为汽车尾气净化催化剂。
它具有良好的催化活性、热稳定性、抗毒性、使用寿命和价格优势。
北京有色金属研究总院研制的稀土尾气净化催化剂主要采用氧化铈，中国科学院大连化学物理研究所用铂/氧化锆-氧化铈作为催化剂。
可使汽车尾气中的CO(一氧化碳)、HC(碳氢化物)、NOX(氮氧化物)的净化率达到60%-70%乃至更高。
国外，最近利用CEO(二氧化铈)作为SO(二氧化硫)的吸附剂，使烟道中二氧化硫的净化率达到95%。
采用硫酸铈脱除NOX 的净化率达90%以上。
用氧化铈吸附硫化氢可与其形成硫氧化铈，在1000℃气化脱硫时，可再生氧化铈。
自1973 年提出二氧化碳甲烷化的设想以来，科学家们进行了多方面的研究，当用氢气作为二氧化碳的还原剂，将氧化镧结合到铜锆烙铝(Cu-Zr-Cr-Al)氧化物催化剂内，以使二氧化碳转化为甲醇，既开发了新能源，又减少了二氧化碳的排放量。
稀土的原子半径大，极易失去外层电子，具有特殊的变价特性和化学活性。
中国建筑材料科学研究院的科研工作都利用氧化钛、氧化锆等氧化物半导体光催化特性和稀土激活手段，在材料的禁带中增加新的表面能级，增加了光催化过程中的活性氧自由基，从而在可见光的条件下也具有了光催化剂效果。
由此特性开发出稀土激活抗菌剂(24 小时抗菌率可达95%)和空气净化剂(NH、NO、NCHO、CO 的净化率均可达到60%以上)。
这种催化剂采用了稀土和其它氧化物等多成分的协同效应，目前已开始应用于多种涂料、陶瓷、搪瓷和水泥制品等建筑材料方面，能产生良好的抗菌和净化效果。
玻璃陶瓷是应用稀土较早的传统产业。
在玻璃陶瓷中添加稀土可改善材料性能，引起颜色变化。
稀土用作玻璃的抛光材料，可提高抛光效果。
稀土在玻。
稀土功能材料
稀土功能材料稀土功能材料是一类具有特殊功能和广泛应用领域的材料，其主要成分为稀土元素及其化合物。
稀土功能材料具有独特的磁、光、电、声、热等物理性能，被广泛应用于电子信息、光电通信、新能源、环境保护等领域。
本文将就稀土功能材料的分类、性能及应用进行详细介绍。
首先，稀土功能材料可以分为磁性、光学、电学、声学、热学等多个类别。
其中，磁性稀土功能材料主要包括永磁材料、铁磁材料和磁光材料，具有高磁导率、低磁损耗、良好的磁学稳定性等特点；光学稀土功能材料主要包括发光材料、荧光材料和光学玻璃，具有发光强度高、发光时间长、抗辐照性能好等特点；电学稀土功能材料主要包括铁电材料、压电材料和电光材料，具有高介电常数、低介电损耗、良好的电学稳定性等特点；声学稀土功能材料主要包括声表面波材料和声光材料，具有声波传输效率高、频率稳定等特点；热学稀土功能材料主要包括热电材料和热光材料，具有热电转换效率高、热光转换效率高等特点。
其次，稀土功能材料具有多种优异的性能。
例如，永磁材料具有高磁能积、高矫顽力、高抗腐蚀性等特点；铁电材料具有高介电常数、压电常数大、压电应变大等特点；发光材料具有发光效率高、发光波长可调、发光寿命长等特点；热电材料具有热电转换效率高、温度稳定性好等特点。
这些优异的性能使稀土功能材料在各个领域得到了广泛的应用。
最后，稀土功能材料在各个领域都有着重要的应用价值。
在电子信息领域，稀土功能材料被广泛应用于电子元器件、磁存储材料、光学器件等方面；在新能源领域，稀土功能材料被应用于太阳能电池、燃料电池、热电材料等方面；在环境保护领域，稀土功能材料被应用于污水处理、固体废物处理、环境监测等方面。
可以看出，稀土功能材料在现代科技和工业生产中具有不可替代的重要作用。
总之，稀土功能材料以其独特的性能和广泛的应用领域，成为当今材料科学领域的研究热点之一。
随着科技的不断发展，相信稀土功能材料将会在更多领域展现出其巨大的应用潜力，为人类社会的进步和发展作出更大的贡献。
稀土功能材料
稀土功能材料稀土功能材料是一类具有特殊物理、化学性质和广泛应用前景的材料。
稀土元素是化学元素周期表中的一类元素，包括镧系元素和钪系元素。
它们在材料科学领域中具有重要的地位，因为它们具有独特的电子结构和磁性特性，可以被应用于光学、磁学、电子学等多个领域。
稀土功能材料在光学领域中有着广泛的应用。
稀土元素可以被用来制备各种发光材料，如氧化镓掺杂稀土发光材料、氧化铟掺杂稀土发光材料等。
这些发光材料可以被用于LED照明、显示器件、激光器件等领域，具有很高的应用价值。
此外，稀土元素还可以被用来制备光学玻璃、光学陶瓷等材料，用于制备各种光学器件。
在磁学领域中，稀土功能材料也发挥着重要的作用。
稀土元素具有很强的磁性，可以被用来制备各种永磁材料、软磁材料等。
永磁材料可以被应用于电机、发电机、传感器等设备中，具有很高的磁化强度和磁能积。
而软磁材料则可以被用来制备变压器、电感器等电磁器件，具有很高的磁导率和低的磁滞回线。
在电子学领域中，稀土功能材料也有着重要的应用。
稀土元素可以被用来制备各种半导体材料、电子陶瓷材料等。
这些材料可以被用来制备各种电子器件、电路器件等，具有很高的电子性能和稳定性。
此外，稀土元素还可以被用来制备电子浆料、电子封装材料等，用于电子器件的制备和封装。
总的来说，稀土功能材料具有很高的应用价值和广泛的应用前景。
随着科学技术的不断发展，稀土功能材料将会在各个领域中发挥着越来越重要的作用，为人类社会的发展和进步做出更大的贡献。
希望未来能够有更多的科研人员投入到稀土功能材料的研究和应用中，为这一领域的发展注入更多的活力和创新力。
稀土材料的光谱研究及应用
稀土材料的光谱研究及应用光谱研究是一种分析微观结构和物质性质的方法，也是现代材料科学发展的重要领域之一。
稀土材料作为一种特殊的功能材料，在光谱研究和应用中发挥着重要的作用。
本文将从稀土材料的分类、光谱研究方法及其应用等方面详细介绍稀土材料的光谱研究及应用。
一、稀土材料的分类稀土元素是指周期表中的镪(La)、铈(Ce)、钕(Nd)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、钇(Y)、镱(Yb)、铥(Tm)这14种元素和其相邻的2个元素镨(Pr)和掺入的铥质钨等元素。
其中，钕、铕、钆、铽、镝、铒、铥、镱和铈是常见的稀土元素。
而稀土材料是指由稀土元素组成的多种化合物、合金、氧化物、陶瓷和玻璃等复杂的功能材料。
按照晶体结构和化学成分的不同，稀土材料可以分为单晶体、多晶体、氧化物、复合材料和配合物等多种类型。
二、光谱研究方法1. 紫外可见光谱紫外可见光谱是一种常用的分析稀土元素的方法。
由于稀土元素处于内层电子结构中，紫外光和可见光能激发其价电子到空轨道上，形成特有的吸收峰。
利用紫外可见光谱，可以准确测定稀土元素在材料中的含量，刻画其能级结构，研究其光物理和电子结构等性质。
2. 荧光光谱稀土材料具有良好的荧光性能，能够产生强烈的荧光信号。
荧光光谱是一种研究稀土材料光物理性质的方法。
在荧光光谱中，稀土材料受到光激发后会发生荧光发射，光谱图中的峰值位置和强度反映了材料的激发态和发射态能级差异。
荧光光谱可用于研究稀土材料的荧光增强机制，设计高效的荧光探针和显微成像材料等。
3. 磁共振光谱磁共振光谱是一种测量物质中核自旋共振信号的方法。
在稀土元素中，具有自旋磁矩的核子有Nd、Gd、Tb、Dy中的一些同位素，可以利用核磁共振谱(NMR)和电子顺磁共振谱(EPR)技术，研究稀土材料的晶体结构、分子构型和磁学行为等。
三、稀土材料的应用稀土材料的应用领域非常广泛，涉及光电、催化、生物医学、环境保护、新能源等多个方面。
《稀土材料及应用》教学大纲
《稀土材料及应用》教学大纲一、《稀土材料及应用》课程说明（一）课程代码：08131022（二）课程英文名称：Rare-Earth Material and Application（三）开课对象：材料物理专业方向（四）课程性质：《稀土材料及应用》是材料物理专业的专业选修课程之一，本课程旨在使学生掌握各种稀土材料的性能、制备工艺的同时，培养学生实践能力，培养自学、讲解、协作和分析的综合能力。
要求学习本课程前应修完普通物理、材料物理、普通化学、材料科学基础、无机材料化学、材料制备技术等课程。
（五）教学目的：稀土是我国的优势资源。
目前稀土材料已在国民经济的各个领域获得了广泛的应用。
通过开设本课程，讲授各种稀土材料的设计、制备技术、稀土在新材料开发中的作用机理，了解稀土材料在各个领域的应用现状和发展趋势，从而掌握稀土材料的应用知识，为充分利用我国的稀土资源，发展我国自有知识产权的新型稀土材料培养人才。
（六）教学内容：本课程主要学习稀土材料的基础理论、组织结构、材料性能、制备工艺以及稀土材料在各个领域的应用现状和发展趋势。
内容共分四部分，第一部分介绍稀土的一般物理化学性质、冶炼特点和发展简史；第二部分介绍稀土化合物生产的工艺方法；第三部分稀土金属及合金的制备方法；最后一部分介绍稀土材料的制备和应用。
（七）学时数、学分数及学时数具体分配学时数： 72学时分数： 4学分（八）教学方式以多媒体教学手段为主要形式的课堂教学。
（九）考核方式和成绩记载说明考核方式为考试。
严格考核学生出勤情况，达到学籍管理规定的旷课量取消考试资格。
综合成绩根据平时成绩和期末成绩评定，平时成绩占40% ，期末成绩占60% 。
二、讲授大纲与各章的基本要求第一章稀土概述教学要点：通过本章的教学，使学生初步了解稀土材料的物理化学性质、冶炼特点以及发展历史和前景，了解稀土在地壳中的分布及其在矿物中的赋存状态,了解稀土的主要工业矿物和矿床。
教学时数：8学时教学内容：第一节稀土诸元素和它们的发展简史第二节稀土的一般物理和化学性质及冶炼特点第三节稀土矿物一、稀土在地壳中的分布及其在矿物中的赋存状态二、稀土的主要工业矿物和矿床考核要求：第一节稀土诸元素和它们的发展简史（了解）第二节稀土的一般物理和化学性质及冶炼特点（识记）第三节稀土矿物一、稀土在地壳中的分布及其在矿物中的赋存状态（了解）二、稀土的主要工业矿物和矿床（了解）第二章稀土化合物生产的工艺方法教学要点：通过本章的教学使学生了解稀土化合物生产的工艺方法，掌握稀土精矿的分解方法，掌握稀土精矿的分解方法，掌握单一稀土的分离方法。
稀土在催化材料中的应用现状及发展趋势资料
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稀土在催化材料中的应用现状 及发展趋势
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稀土催化材料在高分子材料方面的应用
我国在稀土的应用研究工作起步较早，尚处于国际领先地位。80 年代中期，上海跃龙化工厂、包头塑料研究所等推出了RE-I 型稀 土稳定剂。1989 年，上海跃龙化工厂研制出无毒稀土镧系复合膏 状稳定剂。近年来，稀土化合物在高分子塑料助剂方面的研究应 用，经过20 多年的发展，已取得了许多令人瞩目的成果。 内蒙古科技大学等针对镧、铈的应用，已经开展了轻稀土稳定剂 的研究，制备了轻稀土的硬脂酸、环烷酸和脂肪酸等类稳定剂。 广东炜林纳功能材料司目前可产稀土助剂（包括用于聚烯烃和聚 氯乙烯塑料的热稳定剂、晶型成核剂、加工助剂、润滑剂、表面 处理剂等产品）3万t/年，其产品性能无毒、高效、多功能，市场 售价比国外同类传统产品低20%～30%，性价比优于相关传统助剂 长春应化所在锦州石化2万t/年的稀土顺丁橡胶装置投产，标志着 我国又一自主开发的大品种合成稀土橡胶的开发成功。 11 2019/4/10
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稀土催化材料在高分子材料方面的应用
20世纪60年代，在高分子材料中掺杂稀土化合物出现的特殊功 效引起了科学界和工业界的高度关注。20世纪70年代日本学者发现 轻稀土化合物可作为PVC热稳定剂，有明显的稳定效果，并且无毒 无害、性价比高。法、俄等国在这方面也做了大量的研究。 稀土化合物在高分子材料合成、加工及功能化方面均具有独特 而显著的功效。 应用主要分为两大类型： 一是稀土化合物作为掺杂剂均匀地分散在单体或聚合物中， 制成以掺杂方式存在的掺杂型稀土高分子； 二是稀土化合物以单体形式参与聚合或缩合，或稀土化合物配 位在聚合物侧链上，获得以键合方式存在的含稀土的聚合物，称为 键合型稀土高分子。 稀土化合物作为高分子材料助剂，不仅能赋予材料以特殊的性 能，还可能显著地改善塑料的加工性能和其他性能。
稀土材料的研究与应用
稀土材料的研究与应用稀土指的是元素周期表中位置为57-71的15种元素，它们包括镧系、铈系、钕系、钷系、铕系、钐系、铽系、镝系、钬系、铒系、铥系、镱系、镥系、铼系、锗系。
稀土元素的名称表明它们在大地幔中比较少见，但在矿物、矿床和矿物化物中常常以比较高的浓度出现。
有些稀土元素具有特殊的电学、磁学、光学和催化性能，因此被广泛应用于高科技、能源、环境、医药、冶金、生态和军事等领域。
近年来，随着科技的不断进步和人类对环境、能源和健康等问题的关注，稀土材料得到了越来越广泛的关注和研究。
本文将介绍稀土材料的基本特性、应用领域和研究进展，以及稀土材料在未来的发展方向和应用前景。
一、稀土材料的基本特性稀土元素具有较为独特的性质，主要包括以下几个方面：（1）原子结构。
稀土元素的原子结构非常复杂，其中电子排布最为复杂。
由于它们的原子结构中存在丰富的4f和5d轨道，使得稀土元素具有较为特殊的电子结构和光谱学性质。
（2）磁性。
稀土元素具有磁性，在一定条件下可以产生磁记忆效应。
镝、钬、铕、铽等稀土元素表现出极高的自旋磁矩，能被用于制作高性能的磁体材料。
（3）发光性质。
稀土元素的电子结构中存在激发态和激发转移，从而具有显著的发光性质。
其中，钇和铯的双色磷光材料在电视机和LED屏幕中得到了广泛应用。
（4）光学性质。
稀土元素具有良好的光学性能，能在可见光、近红外和紫外等波长范围内吸收和发射。
钇、镥、铒、镝等稀土元素可被用于高效的荧光材料，用于荧光灯泡、光纤通信、场发射显示器等领域。
（5）化学性质。
稀土元素具有良好的氧化性、还原性和稳定性，化学性质相对其他元素而言比较复杂。
稀土元素常被用于高温、高强度金属材料的制备。
二、稀土材料的应用领域稀土材料具有广泛的应用领域，以下列举几个典型的应用实例。
（1）新能源和环保。
钕铁硼永磁材料在电机、电动车和风力发电机中得到了广泛应用；铕和镝的催化剂可用于净化废水和治理大气污染。
（2）医药和生物技术。
稀土在材料中的应用进展
稀土在材料中的应用进展稀土，是元素周期表第Ⅲ族副族元素有钪、钇和镧系元素共17种化学元素组成。
稀土是制造被称为“灵巧炸弹”的精密制导武器、雷达和夜视镜等各种武器装备不可缺少的元素。
稀土金属已广泛应用于电子、石油化工、冶金、机械、能源、轻工、农业,环境保护等领域。
应用稀土可生产荧光材料、稀土金属氢化物电池材料、电光源材料、永磁材料、储氢材料、催化材料、精密陶瓷材料、激光材料、超导材料、磁致伸缩材料、磁致冷材料、磁光存储材料、光导纤维材料等。
我国拥有国际领先水平的稀土分离冶炼技术；同时，稀土永磁、储氢、发光等功能材料的性能也比较先进，产量约占世界的80%，推动了我国风电发电机、电动汽车产业的高速发展，为我国国民经济和高新技术产业的发展作出了重要贡献。
稀土产业已经成为我国重要的战略核心产业之一，也是我国为数不多的在国际上具有重要地位和较大影响的产业之一。
传统稀土冶金方法有两种，即湿法冶金和火法冶金。
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（一般酸法，碱法和氯化分解）、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。
现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。
火法冶金工艺过程简单，生产率较高。
稀土火法冶炼主要包括硅热还原法制取稀土合金，熔盐电解法制取稀土金属或合金，金属热还原法制取稀土合金等。
火法冶金的共同特点是在高温条件下生产。
近来，稀土在催化材料方面应用广泛，化石燃料催化燃烧，机动车尾气的催化净化，有毒有害废气的治理，C1化工，固体氧化物燃料电池及移动制氢稀土催化理论方面的研究等方面的应用和研究。
从20世纪60年代中期开始,国内外对稀土化合物的催化性质进行了广泛的研究,稀土催化材料按其组成大致可分为:稀土复合氧化物,稀土 (贵)金属,稀土 分子筛等。
稀土材料特性及其各类用途探究
稀土材料特性及其各类用途探究概述稀土材料是指由稀土元素组成的化合物或合金，具有独特的物理、化学和磁学特性。
稀土元素是指周期表中第57至71号元素，包括镧系和钅系元素。
稀土材料具有广泛的应用领域，包括电子、能源、照明、磁性、催化剂等。
本文将重点介绍稀土材料的特性和各类用途。
稀土材料的特性稀土材料具有以下几个显著特性：1. 强磁性：稀土材料中的一些元素如钕、铕和铽具有较高的磁性，可制成强磁体用于电机、发电机、传感器等。
2. 高抗腐蚀性：稀土材料具有良好的抗腐蚀性能，能够在恶劣环境下保持其稳定性，可用于制造耐腐蚀材料和涂料。
3. 发光性：稀土材料中的某些元素可发出可见光和荧光，在照明、显示器件和荧光粉等领域有着重要应用。
4. 高温稳定性：稀土材料具有优异的高温稳定性，可用于高温合金、陶瓷材料和耐火材料等。
5. 催化活性：稀土材料在催化领域具有重要作用，能够增加催化反应效率和选择性。
6. 电子性能：稀土材料具有优秀的电子性能，可用于制造电子器件、电容器和传感器等。
稀土材料的各类用途1. 磁性材料稀土磁体是稀土材料的重要应用之一。
根据稀土材料的不同配方和处理工艺，可以制备出不同的磁性材料。
这些材料具有高矫顽力、高剩磁、高能量密度和较低的磁延迟损耗。
稀土磁体广泛应用于电子产品、航空航天、交通工具、医疗设备等领域。
2. 光电材料稀土材料在光电领域的应用主要体现在荧光粉、荧光材料和光纤通信中。
稀土材料能够发出不同颜色的荧光，可用于显示器、LED照明、荧光灯等。
3. 催化剂稀土材料在催化剂领域有着广泛的应用。
稀土元素在催化反应中能够提高催化活性、选择性和稳定性。
稀土催化剂常用于汽车尾气净化、化学合成和环境保护等方面。
4. 电池材料稀土材料在电池领域具有重要地位。
稀土镍氢电池和稀土钕铁硼磁体是稀土材料在电池领域的两个主要应用。
稀土镍氢电池具有高能量密度、较长的使用寿命和较低的自放电率，广泛应用于电动汽车、储能系统和移动设备中。
稀土元素在功能材料中的应用及其性质研究
稀土元素在功能材料中的应用及其性质研究一、引言稀土元素是指化学元素周期表中镧系元素和锕系元素，共17种元素。
这些元素在功能材料领域具有重要的应用价值，其独特的化学性质和电子结构使其成为功能材料的重要组成部分。
本文将探讨稀土元素在功能材料中的应用及其性质研究。
二、稀土元素在功能材料中的应用1. 磁性材料稀土元素具有较高的磁性，因此被广泛应用于磁性材料中。
稀土元素的永磁性质使其成为制造永磁材料的理想选择。
常见的永磁材料中混合了铁、钴、硼等元素和稀土元素，以实现高磁性能和稳定性。
此外，稀土元素还应用于磁记录材料、传感器等领域。
2. 光学材料稀土元素在光学材料中的应用也十分广泛。
稀土元素的激发态具有多种发射波长，因此可以用于制备多色光源。
在激光器、LED器件、荧光材料等方面，稀土元素的应用正在不断扩大。
3. 能源材料稀土元素在能源材料领域也有重要的应用。
例如，稀土元素氧化物在固体氧化物燃料电池中具有良好的离子传导性能，可用作固体氧化物电解质。
此外，稀土元素也可以提高太阳能电池的效率、改善锂离子电池的循环寿命等。
4. 其他功能材料除了上述领域，稀土元素在其它功能材料中的应用也有很多。
例如，在催化剂、传感器、超导材料等方面，稀土元素都有着独特的作用。
稀土元素的应用正在不断拓展，为功能材料的研究和开发提供了新的思路。
三、稀土元素的性质研究1. 结构性质稀土元素具有复杂的电子结构，其原子间的相互作用比较强烈。
由于电子排布的特殊性，稀土元素通常具有多种氧化态，能够形成多种化合物。
稀土元素的化学键性质和晶体结构对功能材料的性能有着重要影响。
2. 磁性质稀土元素的磁性质是其在功能材料中应用的重要基础。
稀土元素的磁矩大小和方向受到晶体结构、温度等因素的影响，因此具有较强的磁各向异性。
稀土元素在强磁场下还可能出现磁畴结构、磁相变等现象。
3. 光学性质稀土元素在光学材料中的应用与其特殊的光学性质密切相关。
稀土元素的电子跃迁能级分布比较宽，吸收和发射的光谱范围广泛。
稀土在塑料、涂料、建材行业中的应用情况
稀土在以下三个行业中的应用情况分析一、稀土在涂料工业中的应用稀土在涂料工业中有着多方面的应用，如：可用作催干剂，改善涂料的使用性能；可用作某些漆用树脂合成的催化剂，改善醇酸树脂的颜色和干率；也可和其他无机颜料结合制成发光颜料，用于配制特种涂料或专用标志涂料；还可用作二氧化钛等颜料的两面处理剂，以提高钛白粉的鲜艳度和耐久性。
但目前在涂料工业中，稀土的主要作用还是作为催干剂。
2004年我国在这方面的新应用开发较少，主要是北京大学德力科技公司研制并开发出红外防伪发光材料、红外防伪油墨、防伪印油等。
红外发光材料属于无机稀土发光材料，是在红外光照射下，发出刺眼的、鲜艳的绿、红二种颜色的可见光，该红外材料主要工作波段在780～1200nm。
该类发光材料优点为：正常日光下，具有极白的外观，极易细化颗粒。
北京大学德力科技公司生产的红外发光材料，制造方法简单，成本较低，其物理稳定性极好，是制作防伪产品的特种原料，尤其是制造红外防伪油墨、防伪印油和防伪涂料的理想防伪颜料，并且优于国内外的同类产品。
二、稀土在塑料中的应用塑料工业是重要的基础原材料工业，稀土化合物在塑料工业中主要被用作塑料助剂，并已在塑料加工中表现出良好的性能。
塑料助剂是塑料制品工业中不可缺少的原材料。
塑料助剂不仅能显著地改善塑料的加工性能和使用性能，而且可以降低其生产成本、降低能耗、提高生产效率。
因此，塑料助剂对塑料工业的发展具有不可忽视的重要作用。
目前稀土在塑料中主要作为稀土无毒热稳定剂、稀土改性剂、稀土光致发光剂、稀土磁性剂等。
2004年我国在这方面的突出应用有以下几个方面：1.衡水精信化工集团有限公司研制开发成功广泛用于生产PVC门窗异型材、管材的新型高效PVC稀土复合稳定剂。
该产品具有塑化性能好、制品光洁度高、分散性优良等特点。
特别是针对稀土元素在复合材料中的应用进行了技术创新和研究，使产品在热稳定体系、内外润滑体系、改性增韧体系等方面显示出优越性能，大大提高了产品的物理性能、力学性能、熔接性能，制品的高温热稳定性也得到提升，同时其抗老化功能、抗静电功能也有所提高，光洁度更加持久。
稀土元素在功能材料中的应用探究
稀土元素在功能材料中的应用探究稀土元素是一组重要的化学元素，在现代工业、医学、电子等领域中发挥着重要作用。
由于稀土元素的异常发光、磁性和催化等特殊性质，它们在材料科学的发展中扮演着至关重要的角色。
特别是在新型功能材料研究领域，稀土元素的应用也日益广泛。
本文将从稀土元素的特殊性质出发，探讨其在新型功能材料中的应用。
一、稀土元素的特殊性质稀土元素具有一些特殊性质，这使它们在应用中具有一些独特的优势。
首先，稀土元素具有良好的磁性质。
稀土元素的磁性主要来源于其4f电子的配对和未配对效应，其磁化强度可以达到5000 gauss或更高，因此，稀土元素常常被用于制备高性能的磁性材料。
其次，稀土元素可以发出强烈的荧光。
稀土元素的荧光主要是由于其4f电子能级的特殊结构所导致的。
这种特殊的电子结构使稀土元素可以发出不同波长的光，因此它们被广泛地应用于光电子学、材料分析等领域。
此外，稀土元素还具有良好的化学活性和多功能性，这使它们成为不同领域中的理想材料。
二、稀土元素在功能材料中的应用1. 光电材料中的应用稀土元素的近红外荧光性质，使得在医学、亚太岛国家等领域中能够被广泛的运用。
例如，在近红外诊断技术中，使用稀土元素钇(Yb)及铕(Eu)等元素制备出发光红色的荧光粉，可以更精确地诊断组织类疾病。
同时，利用稀土元素的多色性和荧光波长可调性，制备有机发光及近红外发光材料等，有利于开发更高效、更亮的LED和电子顺线发光器件等。
2. 磁性材料中的应用稀土元素在磁性材料中的应用较为广泛，其主要是通过利用稀土元素的铁磁性质，制备出具有高磁化强度和高磁导率的磁性材料。
稀土元素可以分别制备纯稀土磁体、稀土钕铁硼或者稀土钴等磁性复合材料，通过控制其晶粒尺寸、配位环境、微观结构等因素，从而得到更高性能高度优质的磁性材料。
此外，稀土元素还广泛应用于磁性液体、磁性纳米颗粒等领域。
3. 催化材料中的应用稀土元素在催化材料中的应用也相当重要。
稀土元素所具有的化学活性，使其在催化领域中的应用非常广泛。
稀土在高分子材料中的应用
稀土在高分子材料中的应用摘要：论述了稀土在高分子材料中的基本应用，如作为稳定剂、催化剂、补强剂、促进剂、偶联剂、颜料、催干剂及其特殊的功能性应用，如作为磁性剂、抗菌剂、阻燃剂、光能转化剂等。
并展望了稀土在高分子材料中的应用前景。
关键词：高分子材料；稀土；应用Application of Rare Earths in Polymeric MaterialsLei Guo,Ge HuAbstract:In this paper, the traditional applications of rare earth such as stabilizers, catalyzers,accelerants, coupling agents, and pigments as well as the functional applications such as magnetic agents,antimicrobial agents, fire retardants, and light energy converters in the polymeric materials wereintroduced. An outlook was given on the future application of rare earths in the polymeric materials.Key words:polymeric material; rare earth; application1引言稀土共17种元素，包括Sc、Y和镧系（从La到Lu）。
稀土元素具有独特的4f电子结构，丰富的能级跃迁，大的原子磁矩，很强的自旋轨道耦合等特性。
与其他元素形成稀土配合物时，配位数可在3~12间变化，使稀土化合物晶体结构多样化[1]。
这些特性赋予稀土元素及其化合物独特的光、电、磁、热等功能，在一些体系中加入少量的稀土化合物往往产生不同于原体系的性能，因而有“工业味精”之称，被认为是构筑信息时代新材料的宝库。
稀土在军工领域的应用
航空、卫星监 飞机 测 手提式X射线机 航空 无线电陶瓷 航空、卫星监测 金属元素检测 环境检测 飞机 航空 核反应 核武器 激光测距机 航空、航海 飞机 航空
用
特性 化学性质活泼, 极易被氧化
提高耐热强度及热稳定性能 抗氧性能和机械性能高 强度较高, 能减轻飞机重量,提高战术性能 磁性强、重量轻 电池体积小，能连续使用数年之久 稀土钇在中子中俘获截面小,
体积小,便于实现集成化、阵列化, 可组成多渠道、多参数的探测系统, 使单位信息容量大大增加 不仅体积小、重量轻、使用方便, 而且运算速度比半导体计算机快10 ~ 100 倍
、卫星监测 灵敏度高，准确度、精确度高。 比重和硬度稳定性 在核反应时既能与铀燃料又能与它的包覆材料相配 器件集成化, 小型化，有偏振性, 易于调
稀土在
稀土元素 镧 铈 镨 钕 钷 钐 铕 钆 铽 镝 饵 铥 镱 镥 钇 钪 功能材料 纯稀土金属 铸造钛合金 金属镨 铸造镁合金 钕铁硼磁体 人造放射性元素 稀土氧化钆 稀土氧化铕 金属镨 元器件 稀土金属方棒 铸钛机匣 磁体 ZM 6 铸造镁合金 磁体 金属钷 吸收剂 长余辉发光复合材料 核反应 零部件 稀土金属方棒内衬 压气机匣 转子引线压板 聚焦 电池 薄箔 照明 中子吸收剂 超导磁探仪
铽镝铁磁致伸缩合金 磁敏感元件 稀土氧化铒 稀土氧化铥 掺镱钆镓石榴石 镥铝合金 铸造钛合金 稀土氧化钇 钇铝石榴石晶体 铝钪合金
超导陶瓷材料 超导集成电路 放射性铥 射线源 形成线路波导 核反应 仪器中子活化分析 氧化钇型壳制造钛铸件 铀燃料的可燃吸收体 沸水反应 掺钬氟化钇锂激光器 静磁表面波器件 铸态合金晶粒 铝钪合金板材
稀土在军工领域的应用
子系统 系统 燃烧武器 导弹 发动机 飞机 马达 飞机 减速机匣、歼击机翼肋及30 kW 发电机 飞机 电子束 导弹 电源 导弹制导仪器 中子探场仪 装甲车 夜视仪 雷达 核反应堆的抑制剂 核反应 液体阀门控制、微定位到机械致动器 导弹 超导计算机 x射线 线路波导激光器 数据处理 发动机 钆与铀直接混合 激光器 铝合金板材 军工领域 卫星监测 航空 航空 航空 卫星监测 卫星监测 卫星监测 卫星监测 核武器 卫星监测
稀土材料在红外光器件中的应用研究
稀土材料在红外光器件中的应用研究引言红外光器件是指能够感知和处理红外光的电子设备，其在军事、安全、医疗等领域具有广泛的应用前景。
稀土材料作为一类重要的功能材料，因其独特的光学、电学、磁学等性质，在红外光器件中得到了广泛的研究和应用。
本文将重点介绍稀土材料在红外光器件中的应用研究，并探讨其未来发展方向。
稀土材料的基本特性稀土元素是指周期表中的15个元素，包括镧系元素和钪系元素。
稀土材料具有以下几个基本特性： 1. 良好的光学性能：稀土材料具有广泛的吸收和发射光谱范围，可以实现红外光的有效吸收和发射。
2. 高的能量转化效率：稀土材料具有高的发光效率和长的辐射寿命，可以实现高效的能量转化。
3. 强的光泵浦效应：稀土材料对光泵浦具有很强的响应，可以实现高能量的光激发。
稀土材料在红外光器件中的应用研究稀土材料在红外光探测器中的应用稀土材料的光学性能使其成为理想的红外光探测器的活性层材料。
稀土材料可以用于制备各种类型的红外光探测器，如红外光电探测器、红外光导探测器等。
通过将稀土材料与半导体材料结合，可以实现更高的光电转化效率和更低的暗电流。
同时，稀土材料的高能量转化效率也可以提高红外光探测器的灵敏度和响应速度。
稀土材料在红外激光器中的应用稀土材料在红外激光器中具有重要的应用价值。
稀土材料可以作为激光介质，通过光泵浦的方法实现红外激光发射。
利用稀土材料的强光泵浦效应和长辐射寿命，可以实现高能量、高效率的红外激光器。
此外，稀土材料还可以用于制备红外激光的增益介质和光调制器等器件。
稀土材料在红外光传感器中的应用稀土材料在红外光传感器中具有广泛的应用。
稀土材料可以用于制备红外光传感器的活性层材料，实现红外光的高效吸收和能量转化。
稀土材料还可以用于制备红外光传感器的光导层材料，实现红外光的有效传输和引导。
利用稀土材料的特性，可以实现高灵敏度、高分辨率的红外光传感器。
稀土材料在红外光器件中的挑战和展望尽管稀土材料在红外光器件中具有很大的潜力，但仍面临一些挑战。
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石油化工：稀土元素具有高氧化能和高电荷的大 离子，很容易获得和失去电子。因而广泛用做催化 剂。石油工业中的稀土分子筛裂化催化剂活性高、 选择性好、汽油生产率高。 玻璃工业：稀土在玻璃工业中的应用主要为三个 方面：玻璃着色、玻璃脱色、制造特种性能玻璃。 稀土光学玻璃（镧玻璃等）可提高折射率、降低色 散、增加抗腐蚀性，广泛用做各种透镜和高级照相 机、摄像机镜头。
4.我国稀土产品发展概况
自1986年以来，我国稀土产量已经超过美国，成 为世界第一的稀土生产大国，目前我国稀土产量已 占世界总产量的70%，已能够生产近千个规格的 400多种稀土产品，产品结构正从初级产品向高纯、 高附加值、单一稀土方向发展，单一稀土化合物和 金属的产量占总商品量的30%以上。稀土应用技术 日益成熟、应用范围不断扩大。具有“工业味精” 之称的稀土元素由于其特殊的性能，已广泛应用于 传统产业领域，同时稀土功能材料已逐步成为信息、 生物、新能源、新材料等高新技术领域中的关键材 料。
3.稀土在传统产业领域中的应用
农业：稀土是植物生长、生理调节剂，对农作物 具有增产、改善品质、增强抗旱抗涝抗伏倒抗病能 力等作用，低毒或无毒，对人畜无害，无环境污染。 其应用涉及粮食作物、蔬菜、水果、牧草及养鱼养 鸡等畜牧业。
冶金工业：钢中加入少量稀土，能起到脱氧、脱 硫、改变夹杂物形态等净化和变质作用，显著提高 钢的强度和韧性；不锈钢中加入少量稀土，能提高 其耐热耐蚀性，防止热加工裂纹；少量稀土可使合 金钢强度显著提高、能降低石墨对铸铁基体的分割 破坏作用；高活性的稀土加入到有色金属及合金中， 可以去除残留气体和有害杂质、细化组织、改善合 金组织形态、形成金属间化合物、产生固溶强化、 提高耐热性（再结晶温度）、改善工艺性能（减少 偏析、气孔、缩水、表面裂纹）。
二.我国稀土资源概况及在传统产业领域 中的应用
1.稀土元素（rare earth或RE）
稀土元素：是元素周期表第三副族中原子序数5771的15个镧系元素和钪（Sc）、钇（Y）的总称 （共17个元素）。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）。
2.我国稀土资源
中国稀土资源:占世界已探明储量的80%，储量 达3600万吨（以稀土氧化物计），远景储量一亿吨， 居世界首位。而且品种齐全、质量高、易开采。已 形成南、北两大体系。北方主要为轻稀土资源，分 布在内蒙古的包头白云鄂博（铁稀土共生矿）和四 川的冕宁（氟碳铈矿），有镧、铈、镨、钕和少量 钐、铕、钆。南方主要为中重稀土资源，分布在江 西、福建、广东、广西、湖南，有钐、铕、钆、铽、 镝、钬、铒、铥、镱、镥和镧、钕等。
陶瓷工业：稀土用做陶瓷颜料使陶瓷颜色柔和、 纯正、色调新颖、光洁度好。由于镧系元素对氧的 亲和力强，添加稀土元素的陶瓷熔点非常高，还能 改善陶瓷韧性、提高抗裂能力。稀土加入陶瓷釉料 中，可减少釉层破裂和增加光泽。稀土氧化物可以 制造耐高温透明陶瓷、耐高温坩埚、碳弧灯泡芯材。 用氧化钇部分稳定的氧化锆已被制成特殊用途的陶 瓷刀剪，因其高导热、低膨胀系数、热稳定性好可 用于制造汽车发动机。
通过各种稀土化合物或掺稀土物质的合 成、组成、结构、性质和器件的研究，国内 外已出现和将出现的各种新型稀土功能材料 包括光学功能材料、吸波功能材料、信息与 传感功能材料、环境功能材料、磁性功能材 料、储氢与能源功能材料、导电与电子功能 材料等。
通过各种稀土化合物或掺稀土物质的合成、组 成、结构、性质和器件的研究，国内外已出现和将 出现的各种新型稀土功能材料包括光学功能材料、 吸波功能材料、信息与传感功能材料、环境功能材 料、磁性功能材料、储氢与能源功能材料、导电与 电子功能材料等。 大量研究发现，稀土元素的加入将对材料的 性能有显著的改善。稀土在功能材料中的应用将大 大提高稀土资源开发利用的经济效益和社会效益。 开展新型稀土材料的基础理论研究、技术创新研究 及产业化研究是国家急需解决的一个极为重要的课 题。
稀土在功能材料中的应用
主要内容
一、引言 二、我国稀土资源概况及稀土在传 统产业领域中的应用 三、新型稀土功能材料 四、结束语
摘
要
稀土元素具有特殊的电、磁、 光与催化性能。稀土在传统产业中 有许多应用，而在现代功能材料领 域用途更加广泛。
一、引
•
言
稀土元素化学性质活泼，具有特异的电、磁、 光和催化性能，因而在工业生产和科学研究中应 用广泛。稀土产品在传统产业领域（如冶金、石 油化工、玻璃、陶瓷、农业）中的应用市场已大 致稳定，而新型稀土材料尤其是功能材料却在快 速增长。稀土元素已成为现代功能材料中不可缺 少的原料。
性质：稀土元素由于其独特的4f电子结构，因而 有典型的金属特性。金属形态的稀土元素有良好的 导电性、延展性和金属光泽，燃点低，化学性质活 泼，易与其他元素作用，几乎能与所有非金属元素 生成稳定的化合物，其氧化物有很高的熔点和多种 颜色。其金属活泼性仅次于碱金属和碱土金属，活 泼性按原子序数递增。另外还具有独特的电、磁、 光和催化性能。稀土元素是亲石元素，常见的是以 氧化物、硅酸盐、磷酸盐、磷硅酸盐、氟碳酸盐以 及氟ห้องสมุดไป่ตู้物等形式存在，在矿物中常与其他元素共生。
湖南稀土资源:湖南稀土矿产资源丰富，分布广、 规模较大。主要矿床为冲击型独居石沙矿床、风化 壳独居矿物型矿床、离子吸附型稀土矿床。独居石 的探明储量居全国第一。冲击型独居石沙矿床集中 分布在湘东北岳阳地区（华容、岳阳、湘阴），风 化壳独居矿物型矿床和离子吸附型稀土矿床集中在 湘南地区（江华、桂东、资兴、郴县、蓝山、汝城、 临武、耒阳、宜章），一般为重稀土矿床，也有轻 稀土。矿石品位高、质量好。 华容三廊堰，岳阳埂口，湘阴望湘；江华姑婆 山，耒阳上堡小冲头，宜章莽山，桂东寨前，汝城 诸广山，资兴彭公庙，郴县骑田山，蓝山西山，临 武香花岭，等。
“轻稀土元素”：钪（Sc）、钇（Y）、镧 （La）—铕（Eu）。 “重稀土元素”：钆（Gd）—镥（Lu）。 地球上稀土分布：约占地壳总量的0.016%，丰度比 常见的铜、铅、锌、锡还多，但目前真正成为可开采的 稀土矿并不多，且在世界上的分布很不均匀，主要集中 在中国、美国、印度、前苏联国家、南非等国。