稀土材料作業(yè)課件

稀土材料班級：染整123碩姓名：張紅娟學(xué)號：主要內(nèi)容稀土材料的分類2稀土材料的概述

1稀土材料的前景

4稀土材料的應(yīng)用3一、稀土材料的概述1、稀土名稱的來源

稀土元素最初是從瑞典產(chǎn)的比較稀少的礦物中發(fā)現(xiàn)的，“土”是按當(dāng)時的習(xí)慣，稱不溶于水的物質(zhì)，故稱稀土。以稀土元素為材料的叫做稀土材料。2、什么是稀土元素稀土就是化學(xué)元素周期表中鑭系元素—鑭（La）、鈰（Ce）、鐠(Pr)、釹(Nd)、钷(Pm)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)、镥(Lu)，以及與鑭系的15個元素密切相關(guān)的兩個元素—鈧（Sc）和釔（Y）共17種元素，稱為稀土元素，簡稱稀土。稀土元素又稱稀土金屬。稀土金屬已廣泛應(yīng)用于電子、石油化工、冶金、機(jī)械、能源、輕工、環(huán)境保護(hù)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。

常被冠以“工業(yè)味精”的美譽(yù)；譽(yù)為新材料的“寶庫”；被譽(yù)為2l世紀(jì)新材料的“寵兒”；被譽(yù)為“優(yōu)異的多功能添加劑”；以及“工業(yè)維生素”；3、稀土的美稱而且，稀土元素具有較大的原于磁矩、很強(qiáng)的自旋軌道耦合等特性，與其他元素形成稀土配合物時，配位數(shù)可在3～l2之間變化，稀土化合物的品體結(jié)構(gòu)也是多元化的。2、稀土分類目前，稀土功能材料主要包括：稀土發(fā)光材料、稀土永磁材料，稀土儲氫材料、稀土催化劑材料、稀土陶瓷材料、稀土超導(dǎo)材料、稀土原子能材料等。三、稀土材料的應(yīng)用1．1稀土在農(nóng)輕工中的應(yīng)用

稀在紡織業(yè)中，鈰組元素(Eu以前的鑭系元素)的氯化物或醋酸鹽可提高紡織品的耐水性，并使織物具有防腐、防蛀、防酸等性能。1、傳統(tǒng)領(lǐng)域中的稀土材料稀土材料的應(yīng)用分兩類：一、是利用4f電子結(jié)構(gòu)特性的材料；

二、是利用離子半徑、電荷、化學(xué)性質(zhì)的材料。2、新型材料領(lǐng)域中的稀土材料2.1、電子結(jié)構(gòu)特性的應(yīng)用2.1.1稀土激光及發(fā)光材料

稀土在激光材料中的應(yīng)用發(fā)展迅速，稀土元素如Pr、Nd、Sm、Eu、Tb等能作為激光材料的基體或激活物質(zhì)，現(xiàn)已成為激光材料中的重要元素，約90%的激光材料都與稀土有關(guān)。15

稀土的發(fā)光特點

發(fā)光的本質(zhì)是能量的轉(zhuǎn)換，稀土之所以具有優(yōu)異的發(fā)光性能，就在于它具有優(yōu)異的能量轉(zhuǎn)換功能，而這又是由其特殊的電子層結(jié)構(gòu)決定的。稀土發(fā)光材料根據(jù)其發(fā)光原理的不同，可分為：1、陰極射線發(fā)光材料

2、光致發(fā)光材料3、X射線發(fā)光材料

彩電最初用的稀土紅色熒光粉是YV04：Eu3+，目前稀土熒光粉為YVO4

：Eu3+，Y2O3

：Eu3+

，Y202s：Eu3+

等。Eu3+的開發(fā)，使彩電亮度和色度大幅度改善。目前，Y202s：Eu3+的發(fā)光效率，涂層穩(wěn)定性、成本等都相當(dāng)出色，隨著技術(shù)的不斷改進(jìn)，必將更加得到普及。電腦顯示器目前．電腦顯示器向大型化、輕薄型的方向發(fā)展，等離于顯示器(PDP)為平面型．較易批量生產(chǎn)，反應(yīng)速度快，視角廣，作為新一代的顯示器已開始商品化。PDP用的稀土族熒光體有(YGd)BO3

：Eu，YBO3，：Eu,Y2O3：Eu等。2、稀土超磁致伸縮材料(GMM材料)GMM材料具有在室溫下磁致伸縮大(是壓電陶瓷的5～20倍、鎳鈷合金的50倍)；能量密度大；能量轉(zhuǎn)換效率高；響應(yīng)速度快，響應(yīng)頻率低，磁滯后小等優(yōu)點，目前多用于軍事工業(yè)，如火箭燃料調(diào)節(jié)與控制、空間站與衛(wèi)星控制等，它還能有效提高國防、航天航空等領(lǐng)域的技術(shù)裝備水平。3、稀土磁制冷材料4、稀土巨磁阻材料巨磁電阻(簡稱GMR)效應(yīng)是指材料的電阻率在磁場作用下存在顯著變化的現(xiàn)象。稀土磁制冷使用的是無害、無污染的稀土材料作為制冷工質(zhì)(大部分為Gd或者Gd基合金)，具有制冷效率高、能量消耗低、無污染等優(yōu)點。2.2.1稀土儲氫材料2.2、離子半徑和電荷與化學(xué)性質(zhì)的應(yīng)用材料貯氫材料就是在一定條件下能大量可逆地吸放氫的材料，在已開發(fā)的一系列貯氫材料中，稀土系貯氫材料性能最佳，稀土貯氫材料一般是含有稀土金屬元素的合金或金屬問化合物2.4稀土尾氣催化材料輕稀土元素獨特的4f電子層結(jié)構(gòu)使其在化學(xué)反應(yīng)過程中表現(xiàn)出良好的助催化性能與功效，具有巨大的應(yīng)用市場和發(fā)展?jié)摿ο⊥链呋牧现饕?類，包括分子篩稀土催化材料、稀土鈣鈦礦催化材料以及鈰基催化材料等?；钚越M分的晶相催化劑形狀活性組分LaMO3（M=Co，Ni，Mn，F(xiàn)e，Cr）LnCoO3（Ln=La，Pr，Nd，Gd，Ho）La1-xAxCoO3La1-xAxMnO3AxB1-xLO3LaxSr1-xFeyMn1-y-zPd2O3稀土凈化催化材料的類型稀土在尾氣凈化催化劑中的作用通常稀土是以氧化物（CeO2、Y2O3等）的形式加入催化劑中，在保證催化劑活性不變的前提下，可以大幅度減少貴金屬的用量，并改善催化劑的性能。主要作用有4個方面：2.5稀土防腐材料2.6稀土超導(dǎo)材料稀土鋁鎂合金是一種可以復(fù)合在碳鋼結(jié)構(gòu)表面的高強(qiáng)耐腐蝕材料，可以在海水及相似環(huán)境中應(yīng)用，適用于水工鋼結(jié)構(gòu)長效防腐。四、稀土材料的前景

1、稀土功能材料的研究新動向(1)氧化物超微粒子：如納米氧化鈰紫外遮蔽材料、納米稀土催化、拋光材料、納米晶稀土永磁材料(2)稀土有機(jī)金屬配合物。(3)遺傳和醫(yī)學(xué)的應(yīng)用技術(shù)雖然我國稀土儲量、產(chǎn)量、應(yīng)用和出口量等均為世界第一，但是與美國、日本等國家相比，我國在稀土材料的研究、開發(fā)及應(yīng)