قائمة 17 استخدامًا للأرض النادرة (مع صور)

Aوالاستعارة الشائعة هي أنه إذا كان النفط هو دماء الصناعة، فإن التربة النادرة هي فيتامين الصناعة.

الأرض النادرة هي اختصار لمجموعة من المعادن. تم اكتشاف العناصر الأرضية النادرة (REE) واحدًا تلو الآخر منذ نهاية القرن الثامن عشر. هناك 17 نوعًا من العناصر الأرضية النادرة، بما في ذلك 15 لانثانيدات في الجدول الدوري للعناصر الكيميائية - اللانثانم (La)، السيريوم (Ce)، البراسيوديميوم (Pr)، النيوديميوم (Nd)، البروميثيوم (Pm)، وما إلى ذلك. تم استخدامها على نطاق واسع في العديد من المجالات مثل الإلكترونيات والبتروكيماويات والمعادن. كل 3 إلى 5 سنوات تقريبًا، يستطيع العلماء اكتشاف استخدامات جديدة للأتربة النادرة، ولا يمكن فصل واحد من كل ستة اختراعات عن الأتربة النادرة.

الصين غنية بالمعادن الأرضية النادرة، وتحتل المرتبة الأولى في ثلاثة عوالم: الأولى في احتياطيات الموارد، وتمثل نحو 23%؛ الناتج هو الأول، وهو ما يمثل 80% إلى 90% من السلع الأرضية النادرة في العالم؛ حجم المبيعات هو الأول، حيث يتم تصدير ما بين 60% إلى 70% من منتجات الأتربة النادرة إلى الخارج. وفي الوقت نفسه، فإن الصين هي الدولة الوحيدة التي يمكنها توريد جميع أنواع المعادن الأرضية النادرة السبعة عشر، وخاصة المعادن الأرضية النادرة المتوسطة والثقيلة ذات الاستخدام العسكري المتميز. وحصة الصين تحسد عليها.

Rتعتبر الأرض موردًا استراتيجيًا قيمًا، يُعرف باسم "الغلوتامات أحادية الصوديوم الصناعية" و"أم المواد الجديدة"، ويستخدم على نطاق واسع في العلوم والتكنولوجيا المتطورة والصناعة العسكرية. وفقًا لوزارة الصناعة وتكنولوجيا المعلومات، أصبحت المواد الوظيفية مثل المغناطيس الدائم للأتربة النادرة والتلألؤ وتخزين الهيدروجين والحفز مواد خام لا غنى عنها للصناعات عالية التقنية مثل تصنيع المعدات المتقدمة والطاقة الجديدة والصناعات الناشئة. تستخدم على نطاق واسع في الإلكترونيات وصناعة البتروكيماويات والمعادن والآلات والطاقة الجديدة والصناعات الخفيفة وحماية البيئة والزراعة وما إلى ذلك. .

وفي وقت مبكر من عام 1983، أدخلت اليابان نظام الاحتياطي الاستراتيجي للمعادن النادرة، وجاء 83% من المعادن النادرة المحلية من الصين.

انظر إلى الولايات المتحدة مرة أخرى، احتياطياتها الأرضية النادرة تأتي في المرتبة الثانية بعد الصين، لكن أتربةها النادرة كلها أتربة نادرة خفيفة، وتنقسم إلى أتربة نادرة ثقيلة وأتربة نادرة خفيفة. تعتبر العناصر الأرضية النادرة الثقيلة باهظة الثمن للغاية، كما أن العناصر الأرضية النادرة الخفيفة غير اقتصادية بالنسبة لي، والتي تم تحويلها إلى عناصر أرضية نادرة مزيفة بواسطة أشخاص يعملون في الصناعة. 80% من واردات الولايات المتحدة من الأتربة النادرة تأتي من الصين.

قال الرفيق دنغ شياو بينغ ذات مرة: "هناك نفط في الشرق الأوسط وأتربة نادرة في الصين". ومغزى كلماته واضح في حد ذاته. إن الأتربة النادرة ليست فقط "الغلوتامات أحادية الصوديوم" الضرورية لخمس منتجات التكنولوجيا الفائقة في العالم، ولكنها أيضًا ورقة مساومة قوية للصين على طاولة المفاوضات العالمية في المستقبل. حماية الموارد الأرضية النادرة واستخدامها علميًا، لقد أصبحت استراتيجية وطنية دعا إليها العديد من الأشخاص ذوي المُثُل النبيلة في السنوات الأخيرة لمنع بيع الموارد الأرضية النادرة الثمينة وتصديرها بشكل أعمى إلى الدول الغربية. في عام 1992، أعلن دنغ شياو بينغ بوضوح عن مكانة الصين باعتبارها دولة كبيرة من الأرض النادرة.

قائمة استخدامات 17 أتربة نادرة

1 اللانثانم يستخدم في مواد السبائك والأفلام الزراعية

يستخدم السيريوم على نطاق واسع في زجاج السيارات

3 يستخدم البراسيوديميوم على نطاق واسع في أصباغ السيراميك

يستخدم النيوديميوم على نطاق واسع في المواد الفضائية

5 الصنج توفر الطاقة المساعدة للأقمار الصناعية

تطبيق 6 سماريوم في مفاعل الطاقة الذرية

7 عدسات تصنيع اليوروبيوم وشاشات الكريستال السائل

الجادولينيوم 8 للتصوير بالرنين المغناطيسي الطبي

يستخدم 9 تيربيوم في منظم أجنحة الطائرات

يستخدم 10 الإربيوم في جهاز تحديد المدى بالليزر في الشؤون العسكرية

11 يستخدم الديسبروسيوم كمصدر إضاءة للأفلام والطباعة

ويستخدم 12 هولميوم في صناعة أجهزة الاتصالات البصرية

يستخدم الثوليوم 13 في التشخيص السريري وعلاج الأورام

14 مادة إضافية من مادة الإيتربيوم لعنصر ذاكرة الكمبيوتر

تطبيق 15 اللوتيتيوم في تكنولوجيا بطاريات الطاقة

16 الإيتريوم يصنع الأسلاك ومكونات قوة الطائرات

غالبا ما يستخدم سكانديوم لصنع السبائك

التفاصيل هي كما يلي:

1

اللانثانم (لوس أنجلوس)

وفي حرب الخليج، أصبح جهاز الرؤية الليلية الذي يحتوي على عنصر اللانثانم الأرضي النادر هو المصدر الغالب للدبابات الأمريكية. الصورة أعلاه تظهر مسحوق كلوريد اللانثانم(خريطة البيانات)

يستخدم اللانثانوم على نطاق واسع في المواد الكهرضغطية، والمواد الكهروحرارية، والمواد الكهروحرارية، والمواد المقاومة المغناطيسية، والمواد الانارة (المسحوق الأزرق)، ومواد تخزين الهيدروجين، والزجاج البصري، ومواد الليزر، ومواد السبائك المختلفة، وما إلى ذلك. كما يستخدم اللانثانوم في المحفزات لإعداد العديد من المنتجات الكيميائية العضوية، أطلق العلماء على اللانثانم اسم "الكالسيوم الفائق" لتأثيره على المحاصيل.

2

السيريوم (CE)

يمكن استخدام السيريوم كمحفز، وقطب قوسي وزجاج خاص. وسبائك السيريوم مقاومة للحرارة العالية ويمكن استخدامها لصنع أجزاء الدفع النفاث.(خريطة البيانات)

(1) السيريوم، باعتباره مادة مضافة للزجاج، يمكنه امتصاص الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء، وقد تم استخدامه على نطاق واسع في زجاج السيارات. لا يمكنه منع الأشعة فوق البنفسجية فحسب، بل يمكنه أيضًا تقليل درجة الحرارة داخل السيارة، وذلك لتوفير الكهرباء للهواء. تكييف.منذ عام 1997، تمت إضافة السيريا إلى جميع زجاج السيارات في اليابان. في عام 1996، تم استخدام ما لا يقل عن 2000 طن من السيريا في زجاج السيارات، وأكثر من 1000 طن في الولايات المتحدة.

(2) في الوقت الحاضر، يتم استخدام السيريوم في محفز تنقية عوادم السيارات، والذي يمكن أن يمنع بشكل فعال تفريغ كمية كبيرة من غاز عادم السيارات في الهواء. يمثل استهلاك السيريوم في الولايات المتحدة ثلث إجمالي استهلاك الأرض النادرة.

(3) يمكن استخدام كبريتيد السيريوم في الأصباغ بدلاً من الرصاص والكادميوم والمعادن الأخرى الضارة بالبيئة والإنسان. يمكن استخدامه لتلوين البلاستيك والطلاءات وصناعات الحبر والورق. وفي الوقت الحاضر، الشركة الرائدة هي شركة رون بلانك الفرنسية.

(4) CE: نظام الليزر LiSAF هو ليزر الحالة الصلبة الذي طورته الولايات المتحدة. ويمكن استخدامه للكشف عن الأسلحة البيولوجية والأدوية من خلال مراقبة تركيز التربتوفان. ويستخدم السيريوم على نطاق واسع في العديد من المجالات. تقريبا جميع التطبيقات الأرضية النادرة تحتوي على السيريوم. مثل مسحوق التلميع، مواد تخزين الهيدروجين، المواد الكهربائية الحرارية، أقطاب السيريوم التنغستن، المكثفات الخزفية، السيراميك الكهرضغطي، مواد كاشطة كربيد السيليكون السيريوم، المواد الخام لخلايا الوقود، محفزات البنزين، بعض المواد المغناطيسية الدائمة، سبائك مختلفة الفولاذ والمعادن غير الحديدية.

3

براسيوديميوم (PR)

سبائك البراسيوديميوم النيوديميوم

(1) يستخدم البراسيوديميوم على نطاق واسع في بناء السيراميك والسيراميك للاستخدام اليومي. يمكن مزجه مع طلاء السيراميك للحصول على طلاء زجاجي ملون، ويمكن استخدامه أيضًا كصبغة تحت التزجيج. الصباغ أصفر فاتح مع لون نقي وأنيق.

(2) يتم استخدامه لتصنيع المغناطيس الدائم. باستخدام معدن البراسيوديميوم والنيوديميوم الرخيص بدلاً من معدن النيوديميوم النقي لصنع مادة المغناطيس الدائم، تم تحسين مقاومته للأكسجين وخواصه الميكانيكية بشكل واضح، ويمكن معالجته إلى مغناطيسات بأشكال مختلفة. يستخدم على نطاق واسع في مختلف الأجهزة الإلكترونية والمحركات.

(3) يستخدم في التكسير الحفزي للبترول. يمكن تحسين نشاط وانتقائية واستقرار المحفز عن طريق إضافة البراسيوديميوم والنيوديميوم المخصبين إلى المنخل الجزيئي للزيوليت Y لتحضير محفز تكسير البترول. بدأت الصين في الاستخدام الصناعي في السبعينيات، والاستهلاك يتزايد.

(4) يمكن أيضًا استخدام البراسيوديميوم في التلميع الكاشط. بالإضافة إلى ذلك، يستخدم البراسيوديميوم على نطاق واسع في مجال الألياف الضوئية.

4

النيوديميوم (الثانية)

لماذا يمكن العثور على دبابة M1 أولاً؟ تم تجهيز الدبابة بجهاز تحديد المدى بالليزر Nd: YAG، والذي يمكن أن يصل إلى مدى يصل إلى 4000 متر تقريبًا في وضح النهار(خريطة البيانات)

مع ولادة البراسيوديميوم، ظهر النيوديميوم إلى الوجود. أدى وصول النيوديميوم إلى تنشيط مجال الأتربة النادرة، ولعب دورًا مهمًا في مجال الأتربة النادرة، وأثر على سوق الأتربة النادرة.

لقد أصبح النيوديميوم نقطة ساخنة في السوق لسنوات عديدة بسبب موقعه الفريد في مجال العناصر الأرضية النادرة. أكبر مستخدم لمعدن النيوديميوم هو مادة المغناطيس الدائم NdFeB. لقد أدى ظهور مغناطيس NdFeB الدائم إلى ضخ حيوية جديدة في مجال التكنولوجيا الفائقة للأرض النادرة. يُطلق على مغناطيس NdFeB اسم "ملك المغناطيس الدائم" بسبب منتج الطاقة المغناطيسية العالي الخاص به. ويستخدم على نطاق واسع في الإلكترونيات والآلات وغيرها من الصناعات لأدائه الممتاز. يشير التطوير الناجح لمطياف ألفا المغناطيسي إلى أن الخصائص المغناطيسية لمغناطيس ندفيب في الصين قد دخلت المستوى العالمي. يستخدم النيوديميوم أيضًا في المواد غير الحديدية. يمكن أن تؤدي إضافة 1.5-2.5% من النيوديميوم إلى سبائك المغنيسيوم أو الألومنيوم إلى تحسين الأداء في درجات الحرارة العالية وضيق الهواء ومقاومة التآكل للسبائك. تستخدم على نطاق واسع كمواد فضائية. بالإضافة إلى ذلك، ينتج عقيق ألومنيوم الإيتريوم المشوب بالنيوديميوم شعاع ليزر قصير الموجة، والذي يستخدم على نطاق واسع في لحام وقطع المواد الرقيقة بسماكة أقل من 10 مم في الصناعة. في العلاج الطبي، يتم استخدام ليزر Nd: YAG لإزالة العمليات الجراحية أو تطهير الجروح بدلاً من المشرط. ويستخدم النيوديميوم أيضًا في تلوين الزجاج والمواد الخزفية وكمادة مضافة للمنتجات المطاطية.

5

تروليوم (مساء)

الثوليوم هو عنصر مشع اصطناعي تنتجه المفاعلات النووية (خريطة البيانات)

(1) يمكن استخدامها كمصدر للحرارة. توفير الطاقة المساعدة للكشف عن الفراغ والأقمار الصناعية.

(2) تنبعث Pm147 من أشعة بيتا منخفضة الطاقة، والتي يمكن استخدامها لتصنيع بطاريات الصنج. كمصدر للطاقة لأجهزة التوجيه الصاروخية والساعات. وهذا النوع من البطاريات صغير الحجم ويمكن استخدامه بشكل متواصل لعدة سنوات. بالإضافة إلى ذلك، يستخدم البروميثيوم أيضًا في أجهزة الأشعة السينية المحمولة، وتحضير الفوسفور، وقياس السُمك، ومصباح المنارة.

6

سماريوم (سم)

السماريوم المعدني (خريطة البيانات)

Sm هو أصفر فاتح، وهو المادة الخام للمغناطيس الدائم Sm-Co، ومغناطيس Sm-Co هو أقدم مغناطيس أرضي نادر يستخدم في الصناعة. هناك نوعان من المغناطيس الدائم: نظام SmCo5 ونظام Sm2Co17. وفي بداية السبعينيات تم اختراع نظام SmCo5، وفي الفترة اللاحقة تم اختراع نظام Sm2Co17. الآن يتم إعطاء الأولوية لمطلب الأخير. لا يلزم أن تكون نقاء أكسيد السماريوم المستخدم في مغناطيس كوبالت السماريوم مرتفعًا جدًا. بالنظر إلى التكلفة، يتم استخدام حوالي 95% من المنتجات بشكل أساسي. وبالإضافة إلى ذلك، يستخدم أكسيد السماريوم أيضًا في المكثفات الخزفية والمحفزات. بالإضافة إلى ذلك، يتمتع السماريوم بخصائص نووية، يمكن استخدامها كمواد هيكلية ومواد حماية ومواد تحكم لمفاعلات الطاقة الذرية، بحيث يمكن استخدام الطاقة الضخمة الناتجة عن الانشطار النووي بشكل آمن.

7

اليوروبيوم (الاتحاد الأوروبي)

مسحوق أكسيد اليوروبيوم (خريطة البيانات)

يستخدم أكسيد اليوروبيوم في الغالب للفوسفور (خريطة البيانات)

في عام 1901، اكتشف يوجين أنتول ديماركاي عنصرًا جديدًا من "السماريوم"، اسمه اليوروبيوم. ربما سمي هذا على اسم كلمة أوروبا. يستخدم أكسيد اليوروبيوم في الغالب لمسحوق الفلورسنت. يُستخدم Eu3+ كمنشط للفوسفور الأحمر، ويستخدم Eu2+ كمنشط للفوسفور الأزرق. الآن Y2O2S:Eu3+ هو أفضل فوسفور في كفاءة الإضاءة واستقرار الطلاء وتكلفة إعادة التدوير. بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدامه على نطاق واسع بسبب تحسين التقنيات مثل تحسين كفاءة الإضاءة والتباين. كما تم استخدام أكسيد اليوروبيوم كفوسفور انبعاث محفز لنظام التشخيص الطبي الجديد بالأشعة السينية في السنوات الأخيرة. يمكن أيضًا استخدام أكسيد اليوروبيوم في تصنيع العدسات الملونة والمرشحات الضوئية، وأجهزة تخزين الفقاعات المغناطيسية، ويمكنه أيضًا إظهار مواهبه في مواد التحكم ومواد التدريع والمواد الهيكلية للمفاعلات الذرية.

8

الجادولينيوم (غ)

يعد الجادولينيوم ونظائره أكثر ماصات النيوترونات فعالية ويمكن استخدامه كمثبطات للمفاعلات النووية. (خريطة البيانات)

(1) يمكن لمركبه البارامغناطيسي القابل للذوبان في الماء أن يحسن إشارة التصوير بالرنين المغناطيسي النووي لجسم الإنسان في العلاج الطبي.

(2) يمكن استخدام أكسيد الكبريت كشبكة مصفوفة لأنبوب راسم الذبذبات وشاشة أشعة سينية ذات سطوع خاص.

(3) يعد الجادولينيوم الموجود في عقيق الجادولينيوم جاليوم ركيزة فردية مثالية لذاكرة الفقاعة.

(4) يمكن استخدامه كوسيلة تبريد مغناطيسية صلبة دون قيود دورة Camot.

(5) يستخدم كمثبط للتحكم في مستوى التفاعل المتسلسل لمحطات الطاقة النووية لضمان سلامة التفاعلات النووية.

(6) يتم استخدامه كمادة مضافة لمغناطيس كوبالت السماريوم لضمان عدم تغير الأداء مع درجة الحرارة.

9

تيربيوم (تيرابايت)

مسحوق أكسيد التيربيوم (خريطة البيانات)

يتضمن تطبيق التيربيوم في الغالب مجال التكنولوجيا الفائقة، وهو مشروع متطور ذو كثافة تكنولوجية ومعرفة مكثفة، بالإضافة إلى مشروع ذو فوائد اقتصادية ملحوظة، مع آفاق تنمية جذابة.

(1) يتم استخدام الفوسفور كمنشط للمسحوق الأخضر في الفوسفورات ثلاثية الألوان، مثل مصفوفة الفوسفات المنشط بالتربيوم، ومصفوفة السيليكات المنشط بالتربيوم ومصفوفة ألومينات المغنيسيوم والسيريوم المنشط بالتربيوم، والتي تنبعث جميعها الضوء الأخضر في الحالة المثارة.

(2) مواد التخزين المغناطيسية الضوئية. في السنوات الأخيرة، وصلت المواد المغناطيسية الضوئية التيربيوم إلى مستوى الإنتاج الضخم. يتم استخدام الأقراص المغناطيسية الضوئية المصنوعة من أفلام Tb-Fe غير المتبلورة كعناصر تخزين للكمبيوتر، وتزداد سعة التخزين بمقدار 10 إلى 15 مرة.

(3) الزجاج المغناطيسي البصري، زجاج فاراداي الدوار المحتوي على التيربيوم هو المادة الرئيسية لتصنيع الدوارات والعوازل والحلقات التي تستخدم على نطاق واسع في تكنولوجيا الليزر. على وجه الخصوص، فتح تطوير TerFenol المجال لتطبيق جديد لـ Terfenol، وهي مادة جديدة تم اكتشافها في السبعينيات. يتكون نصف هذه السبيكة من التيربيوم والديسبروسيوم، وأحيانًا مع الهولميوم والباقي من الحديد. تم تطوير السبيكة لأول مرة بواسطة مختبر أميس في ولاية أيوا بالولايات المتحدة الأمريكية. عندما يتم وضع تيرفينول في مجال مغناطيسي، يتغير حجمه أكثر من حجم المواد المغناطيسية العادية، مما يمكن أن يجعل بعض الحركات الميكانيكية الدقيقة ممكنة. يستخدم حديد التيربيوم الديسبروسيوم بشكل رئيسي في السونار في البداية، وقد تم استخدامه على نطاق واسع في العديد من المجالات في الوقت الحاضر. بدءًا من نظام حقن الوقود، والتحكم في الصمام السائل، وتحديد المواقع الدقيقة، إلى المحركات الميكانيكية والآليات ومنظمات الأجنحة للتلسكوبات الفضائية للطائرات.

10

دي (دي)

الديسبروسيوم المعدني (خريطة البيانات)

(1) كمضاف للمغناطيس الدائم NdFeB، فإن إضافة حوالي 2 إلى 3% من الديسبروسيوم إلى هذا المغناطيس يمكن أن يحسن قوته القسرية. في الماضي، لم يكن الطلب على الديسبروسيوم كبيرًا، ولكن مع الطلب المتزايد على مغناطيس ندفيب، أصبح عنصرًا إضافيًا ضروريًا، ويجب أن تكون الدرجة حوالي 95 ~ 99.9٪، كما زاد الطلب بسرعة.

(2) يستخدم الديسبروسيوم كمنشط للفوسفور. الديسبروسيوم ثلاثي التكافؤ هو أيون منشط واعد للمواد الانارة ثلاثية الألوان مع مركز الانارة واحد. يتكون بشكل أساسي من نطاقي انبعاث، أحدهما انبعاث الضوء الأصفر والآخر انبعاث الضوء الأزرق. يمكن استخدام المواد المضيئة المشبعة بالديسبروسيوم كفوسفورات ثلاثية الألوان.

(3) الديسبروسيوم هو مادة خام معدنية ضرورية لتحضير سبيكة Terfenol في سبيكة تقبُّض مغناطيسي، والتي يمكنها تحقيق بعض الأنشطة الدقيقة للحركة الميكانيكية. (4) يمكن استخدام معدن الديسبروسيوم كمواد تخزين مغناطيسية بصرية مع سرعة تسجيل عالية وحساسية للقراءة.

(5) المستخدمة في تحضير مصابيح الديسبروسيوم، مادة العمل المستخدمة في مصابيح الديسبروسيوم هي يوديد الديسبروسيوم، الذي يتميز بمزايا السطوع العالي، واللون الجيد، ودرجة حرارة اللون العالية، والحجم الصغير، والقوس المستقر وما إلى ذلك، وقد تم استخدامه كمصدر الإضاءة للفيلم والطباعة.

(6) يستخدم الديسبروسيوم لقياس طيف طاقة النيوترونات أو كممتص للنيوترونات في صناعة الطاقة الذرية بسبب مساحة مقطعه العرضي الكبيرة لالتقاط النيوترونات.

(7) يمكن أيضًا استخدام Dy3Al5O12 كمادة عمل مغناطيسية للتبريد المغناطيسي. مع تطور العلم والتكنولوجيا، سيتم توسيع مجالات تطبيق الديسبروسيوم بشكل مستمر.

11

الهولميوم (هو)

سبيكة Ho-Fe (خريطة البيانات)

في الوقت الحاضر، يحتاج مجال تطبيق الحديد إلى مزيد من التطوير، والاستهلاك ليس كبيرا جدا. في الآونة الأخيرة، اعتمد معهد أبحاث الأرض النادرة التابع لشركة Baotou Steel تقنية تنقية التقطير بدرجة حرارة عالية وتفريغ عالي، وقام بتطوير معدن عالي النقاء Qin Ho/>RE>99.9% مع محتوى منخفض من الشوائب الأرضية غير النادرة.

في الوقت الحاضر، الاستخدامات الرئيسية للأقفال هي:

(1) كمضاف لمصباح الهالوجين المعدني، فإن مصباح الهالوجين المعدني هو نوع من مصابيح تفريغ الغاز، والذي تم تطويره على أساس مصباح الزئبق عالي الضغط، وخصائصه هي أن اللمبة مليئة بالهاليدات الأرضية النادرة المختلفة. في الوقت الحاضر، يتم استخدام اليودات الأرضية النادرة بشكل رئيسي، والتي تنبعث منها خطوط طيفية مختلفة عند تفريغ الغاز. مادة العمل المستخدمة في مصباح الحديد هي كينيوديد، يمكن الحصول على تركيز أعلى من ذرات المعدن في منطقة القوس، وبالتالي تحسين كفاءة الإشعاع بشكل كبير.

(2) يمكن استخدام الحديد كمادة مضافة لتسجيل الحديد أو مليار عقيق الألومنيوم

(3) يمكن لعقيق الألمنيوم المغطى بـ Khin (Ho: YAG) أن يصدر ليزر بحجم 2 ميكرومتر، كما أن معدل امتصاص الأنسجة البشرية لليزر 2 ميكرومتر مرتفع، وهو أعلى بثلاث مرات تقريبًا من معدل Hd: YAG. ولذلك، عند استخدام ليزر Ho: YAG للعمليات الطبية، فإنه لا يمكنه فقط تحسين كفاءة ودقة التشغيل، ولكن أيضًا يقلل من مساحة الضرر الحراري إلى حجم أصغر. يمكن للشعاع الحر الناتج عن كريستال القفل القضاء على الدهون دون توليد حرارة زائدة، ومن أجل تقليل الضرر الحراري للأنسجة السليمة، يُذكر أن علاج الجلوكوما بالليزر في الولايات المتحدة يمكن أن يقلل من آلام الجراحة. المستوى لقد وصل كريستال الليزر 2um في الصين إلى المستوى الدولي، لذلك من الضروري تطوير وإنتاج هذا النوع من كريستال الليزر.

(4) يمكن أيضًا إضافة كمية صغيرة من الكروم إلى سبيكة التقبُّض المغناطيسي Terfenol-D لتقليل المجال الخارجي المطلوب لمغنطة التشبع.

(5) بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام الألياف المطلية بالحديد لصنع ليزر الألياف ومضخم الألياف ومستشعر الألياف وأجهزة الاتصال الضوئية الأخرى، والتي ستلعب دورًا أكثر أهمية في اتصالات الألياف الضوئية السريعة اليوم

12

الإربيوم (ER)

مسحوق أكسيد الإربيوم (مخطط المعلومات)

(1) إن انبعاث ضوء Er3 + عند 1550 نانومتر له أهمية خاصة، لأن هذا الطول الموجي يقع عند أدنى خسارة للألياف الضوئية في اتصالات الألياف الضوئية. بعد إثارة الضوء 980 نانومتر و1480 نانومتر، ينتقل أيون الطعم (Er3 +) من الحالة الأرضية 4115 / 2 إلى حالة الطاقة العالية 4I13 / 2. عندما ينتقل Er3 + في حالة الطاقة العالية مرة أخرى إلى الحالة الأرضية، ينبعث منها ضوء 1550 نانومتر. يمكن لألياف الكوارتز أن تنقل الضوء بأطوال موجية مختلفة، ومع ذلك، فإن معدل التوهين البصري لنطاق 1550 نانومتر هو الأدنى (0.15 ديسيبل / كم)، وهو تقريبًا الحد الأدنى لمعدل التوهين. ولذلك، فإن الفقد البصري لاتصالات الألياف الضوئية هو الحد الأدنى عندما يتم استخدامه كضوء إشارة عند 1550 نانومتر. وبهذه الطريقة، إذا تم خلط التركيز المناسب من الطعم في المصفوفة المناسبة، يمكن للمضخم تعويض الخسارة في نظام الاتصال وفقًا لليزر المبدأ، ولذلك، في شبكة الاتصالات السلكية واللاسلكية التي تحتاج إلى تضخيم الإشارة الضوئية 1550 نانومتر، يعد مضخم الألياف المخدر بالطعم جهازًا بصريًا أساسيًا. في الوقت الحاضر، تم تسويق مضخم ألياف السيليكا المخدر بالطعم. وتفيد التقارير أنه من أجل تجنب الامتصاص عديم الفائدة، فإن الكمية المخدرة في الألياف الضوئية تتراوح من عشرات إلى مئات جزء في المليون. وسيؤدي التطور السريع لاتصالات الألياف الضوئية إلى فتح مجالات تطبيق جديدة .

(2) (2) بالإضافة إلى ذلك، فإن كريستال الليزر المخدر بالطعم وإخراج الليزر 1730 نانومتر والليزر 1550 نانومتر آمنان للعين البشرية، وأداء نقل جوي جيد، وقدرة اختراق قوية لدخان ساحة المعركة، وأمان جيد، وليس من السهل اكتشافه بواسطة العدو، وعلى النقيض من إشعاع الأهداف العسكرية كبير. لقد تم تحويله إلى جهاز قياس مسافة ليزر محمول وهو آمن للعين البشرية في الاستخدام العسكري.

(3) (3) يمكن إضافة Er3 + إلى الزجاج لصنع مادة ليزر زجاجية أرضية نادرة، وهي مادة ليزر صلبة ذات أكبر طاقة نبضية مخرجة وأعلى طاقة مخرجة.

(4) يمكن أيضًا استخدام Er3 + كأيون نشط في مواد الليزر لتحويل الأتربة النادرة.

(5) (5) بالإضافة إلى ذلك، يمكن أيضًا استخدام الطعم لإزالة اللون وتلوين زجاج النظارات والزجاج البلوري.

13

الثوليوم (TM)

بعد تشعيعه في مفاعل نووي، ينتج الثوليوم نظيرًا يمكنه إصدار الأشعة السينية، والتي يمكن استخدامها كمصدر محمول للأشعة السينية(خريطة البيانات)

(1)TM يتم استخدامه كمصدر للأشعة لجهاز الأشعة السينية المحمول. بعد تشعيعها في المفاعل النوويTMتنتج نوعًا من النظائر التي يمكنها إصدار الأشعة السينية، والتي يمكن استخدامها في صنع جهاز تشعيع الدم المحمول. يمكن لهذا النوع من مقياس الإشعاع تغيير يو-169 إلىTM-170 تحت تأثير الشعاع العالي والمتوسط، وتشعيع الأشعة السينية لتشعيع الدم وتقليل خلايا الدم البيضاء. وخلايا الدم البيضاء هذه هي التي تسبب رفض الأعضاء المزروعة، وذلك لتقليل الرفض المبكر للأعضاء.

(2) (2)TMيمكن استخدامه أيضًا في التشخيص السريري وعلاج الورم بسبب تقاربه العالي لأنسجة الورم، فالأرض النادرة الثقيلة أكثر توافقًا من الأرض النادرة الخفيفة، خاصة أن تقارب يو هو الأكبر.

(3) (3) يستخدم محسس الأشعة السينية Laobr:br (الأزرق) كمنشط في فوسفور شاشة التحسس للأشعة السينية لتعزيز الحساسية البصرية، وبالتالي تقليل تعرض الإنسان للأشعة السينية وضررها × تبلغ الجرعة الإشعاعية 50%، وهو ما له أهمية عملية هامة في التطبيقات الطبية.

(4) (4) يمكن استخدام مصباح الهاليد المعدني كمادة مضافة في مصدر الإضاءة الجديد.

(5) (5) يمكن إضافة Tm3 + إلى الزجاج لصنع مادة ليزر زجاجية أرضية نادرة، وهي مادة ليزر الحالة الصلبة ذات أكبر نبض إخراج وأعلى طاقة خرج. ويمكن أيضًا استخدام Tm3 + كأيون التنشيط من مواد الليزر الأرضية النادرة.

14

الإيتربيوم (Yb)

معدن الإيتربيوم (خريطة البيانات)

(1) كمواد طلاء للحماية الحرارية. أظهرت النتائج أن المرآة يمكنها تحسين مقاومة التآكل لطلاء الزنك المترسب كهربائيًا بشكل واضح، وحجم حبيبات الطلاء مع المرآة أصغر من الطلاء بدون مرآة.

(2) كمادة مغنطيسية. تتميز هذه المادة بخصائص التضيق المغناطيسي العملاق، أي التوسع في المجال المغناطيسي. تتكون السبائك بشكل أساسي من سبائك المرآة / الفريت وسبائك الديسبروسيوم / الفريت، وتضاف نسبة معينة من المنغنيز لإنتاجها الانقباض المغناطيسي العملاق.

(3) عنصر المرآة المستخدم لقياس الضغط. أظهرت التجارب أن حساسية عنصر المرآة تكون عالية في نطاق الضغط المعاير، مما يفتح طريقة جديدة لتطبيق المرآة في قياس الضغط.

(4) حشوات ذات أساس راتنجي لتجويف الأضراس لتحل محل ملغم الفضة الذي كان شائع الاستخدام في الماضي.

(5) أكمل العلماء اليابانيون بنجاح إعداد ليزر الدليل الموجي الخطي المضمن بالفاناديوم باهت العقيق المغطى بالمرآة، وهو أمر له أهمية كبيرة لمواصلة تطوير تكنولوجيا الليزر. بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدام المرآة أيضًا لمنشط مسحوق الفلورسنت، والسيراميك الراديوي، ومضافات عنصر ذاكرة الكمبيوتر الإلكترونية (الفقاعة المغناطيسية)، وتدفق الألياف الزجاجية ومضافات الزجاج البصري، إلخ.

15

اللوتيتيوم (لو)

مسحوق أكسيد اللوتيتيوم (خريطة البيانات)

بلورة سيليكات الإيتريوم اللوتيتيوم (خريطة البيانات)

(1) صنع بعض السبائك الخاصة. على سبيل المثال، يمكن استخدام سبائك الألومنيوم اللوتيتيوم لتحليل تنشيط النيوترونات.

(2) تلعب نويدات اللوتيتيوم المستقرة دورًا تحفيزيًا في تكسير البترول والألكلة والهدرجة والبلمرة.

(3) إضافة حديد الإيتريوم أو عقيق ألومنيوم الإيتريوم يمكن أن يحسن بعض الخصائص.

(4) المواد الخام لخزان الفقاعات المغناطيسية.

(5) البلورة الوظيفية المركبة، رباعي بورات النيوديميوم الإيتريوم والألومنيوم المغطى باللوتيتيوم، تنتمي إلى المجال التقني لنمو بلورات التبريد بمحلول الملح. تظهر التجارب أن بلورة NYAB المشبعة باللوتيتيوم تتفوق على بلورة NYAB في التوحيد البصري وأداء الليزر.

(6) لقد وجد أن اللوتيتيوم له تطبيقات محتملة في العرض الكهروكيميائي وأشباه الموصلات الجزيئية منخفضة الأبعاد. وبالإضافة إلى ذلك، يستخدم اللوتيتيوم أيضًا في تكنولوجيا بطاريات الطاقة ومنشط الفوسفور.

16

الإيتريوم (ذ)

يستخدم الإيتريوم على نطاق واسع، ويمكن استخدام عقيق ألومنيوم الإيتريوم كمواد ليزر، ويستخدم عقيق حديد الإيتريوم في تكنولوجيا الميكروويف ونقل الطاقة الصوتية، ويستخدم فانادات الإيتريوم المغطى باليروبيوم وأكسيد الإيتريوم المشوب باليروبيوم كفوسفور لأجهزة التلفزيون الملون. (خريطة البيانات)

(1) إضافات للصلب والسبائك غير الحديدية. تحتوي سبيكة FeCr عادةً على 0.5-4% من الإيتريوم، مما يمكن أن يعزز مقاومة الأكسدة والليونة لهذه الفولاذ المقاوم للصدأ؛ من الواضح أن الخصائص الشاملة لسبائك MB26 قد تم تحسينها عن طريق إضافة كمية مناسبة من الأتربة النادرة المختلطة الغنية بالإيتريوم، والتي يمكن أن تحل محل بعض سبائك الألومنيوم متوسطة القوة ويمكن استخدامها في المكونات المجهدة للطائرات. إضافة كمية صغيرة من الأتربة النادرة الغنية بالإيتريوم إلى سبيكة الزر، يمكن تحسين موصلية تلك السبيكة؛ لقد تم اعتماد هذه السبيكة من قبل معظم مصانع الأسلاك في الصين. تؤدي إضافة الإيتريوم إلى سبائك النحاس إلى تحسين الموصلية والقوة الميكانيكية.

(2) يمكن استخدام مادة سيراميك نيتريد السيليكون التي تحتوي على 6% إيتريوم و2% ألومنيوم لتطوير أجزاء المحرك.

(3) Nd: Y: Al: يستخدم شعاع ليزر العقيق بقوة 400 وات في حفر وقطع ولحام المكونات الكبيرة.

(4) تتميز شاشة المجهر الإلكتروني المكونة من بلورة واحدة من العقيق Y-Al بسطوع مضان عالي، وامتصاص منخفض للضوء المتناثر، ومقاومة جيدة لدرجات الحرارة العالية ومقاومة التآكل الميكانيكي.

(5) يمكن استخدام السبائك الهيكلية عالية الإيتريوم التي تحتوي على 90٪ من الإيتريوم في الطيران وغيرها من الأماكن التي تتطلب كثافة منخفضة ونقطة انصهار عالية.

(6) تعتبر المادة الموصلة للبروتونات ذات درجة الحرارة العالية SrZrO3 المشبعة بالإيتريوم، والتي تجتذب الكثير من الاهتمام في الوقت الحاضر، ذات أهمية كبيرة لإنتاج خلايا الوقود والخلايا التحليلية وأجهزة استشعار الغاز التي تتطلب قابلية عالية للذوبان في الهيدروجين. بالإضافة إلى ذلك، يستخدم الإيتريوم أيضًا كمادة رش ذات درجة حرارة عالية، ومخفف لوقود المفاعلات الذرية، ومضاف للمواد المغناطيسية الدائمة، ومادة في صناعة الإلكترونيات.

17

سكانديوم (العلوم)

سكانديوم المعادن (خريطة البيانات)

بالمقارنة مع عناصر الإيتريوم واللانثانيدات، يمتلك السكانديوم نصف قطر أيوني صغير بشكل خاص وقلوية هيدروكسيد ضعيفة بشكل خاص. لذلك، عندما يتم خلط السكانديوم والعناصر الأرضية النادرة معًا، سوف يترسب السكانديوم أولاً عند معالجته بالأمونيا (أو القلويات المخففة للغاية)، لذلك يمكن فصله بسهولة عن العناصر الأرضية النادرة بطريقة "الترسيب الجزئي". هناك طريقة أخرى وهي استخدام التحلل الاستقطابي للنترات للفصل. نترات السكانديوم هي الأسهل في التحلل، وبالتالي تحقيق غرض الفصل.

يمكن الحصول على الشوري عن طريق التحليل الكهربائي. يتم ذوبان ScCl3 وKCl وLiCl أثناء تكرير السكانديوم، ويستخدم الزنك المنصهر ككاثود للتحليل الكهربائي، بحيث يتم ترسيب السكانديوم على قطب الزنكيوم، ثم يتم تبخير الزنك للحصول على السكانديوم. بالإضافة إلى ذلك، يتم استرداد السكانديوم بسهولة عند معالجة الخام لإنتاج عناصر اليورانيوم والثوريوم واللانثانيد. يعد الاسترداد الشامل للسكانديوم المرتبط به من خام التنغستن والقصدير أيضًا أحد المصادر المهمة للسكانديوم.وهو في حالة ثلاثية التكافؤ في المركب، والذي يتأكسد بسهولة في الهواء إلى Sc2O3 ويفقد بريقه المعدني ويتحول إلى اللون الرمادي الداكن.　

الاستخدامات الرئيسية للسكانديوم هي:

(1) يمكن أن يتفاعل السكانديوم مع الماء الساخن لتحرير الهيدروجين، كما أنه قابل للذوبان في الحمض، لذلك فهو عامل اختزال قوي.

(2) أكسيد وهيدروكسيد سكانديوم قلويان فقط، لكن رماده الملحي يصعب تحلله مائيًا. كلوريد الإسكنديوم هو بلوري أبيض، قابل للذوبان في الماء ومميع في الهواء.　(3) في الصناعة المعدنية، غالبًا ما يستخدم السكانديوم لصنع السبائك (إضافات السبائك) لتحسين قوة السبائك وصلابتها ومقاومتها للحرارة وأدائها. على سبيل المثال، يمكن أن تؤدي إضافة كمية صغيرة من السكانديوم إلى الحديد المنصهر إلى تحسين خصائص الحديد الزهر بشكل كبير، في حين أن إضافة كمية صغيرة من السكانديوم إلى الألومنيوم يمكن أن يحسن قوته ومقاومته للحرارة.

(4) في الصناعة الإلكترونية، يمكن استخدام السكانديوم كأجهزة مختلفة لأشباه الموصلات. على سبيل المثال، اجتذب تطبيق كبريتيت السكانديوم في أشباه الموصلات الاهتمام في الداخل والخارج، كما أن الفريت المحتوي على سكانديوم واعد أيضًا فيالنوى المغناطيسية للكمبيوتر.　

(5) في الصناعة الكيميائية، يتم استخدام مركب السكانديوم كعامل نزع هيدروجين الكحول وتجفيفه، وهو محفز فعال لإنتاج الإيثيلين والكلور من نفايات حمض الهيدروكلوريك.　

(6) في صناعة الزجاج يمكن تصنيع زجاج خاص يحتوي على السكانديوم.　

(7) في صناعة مصادر الضوء الكهربائية، تتمتع مصابيح السكانديوم والصوديوم المصنوعة من السكانديوم والصوديوم بمزايا الكفاءة العالية ولون الضوء الإيجابي.　

(8) يوجد الإسكنديوم في الطبيعة على شكل 45Sc. بالإضافة إلى ذلك، هناك تسعة نظائر مشعة للاسكنديوم، وهي 40~44Sc و46~49Sc. من بينها، 46Sc، كمتتبع، تم استخدامه في الصناعة الكيميائية والمعادن وعلم المحيطات. في الطب، هناك أشخاص في الخارج يدرسون باستخدام 46Sc لعلاج السرطان.