لقد حان المستقبل، وقد اقترب الناس تدريجياً من مجتمع أخضر ومنخفض الكربون.الأرض النادرةتلعب العناصر دورًا مهمًا في توليد طاقة الرياح، ومركبات الطاقة الجديدة، والروبوتات الذكية، واستخدام الهيدروجين، والإضاءة الموفرة للطاقة، وتنقية العادم.
الأرض النادرةهو مصطلح جماعي لـ 17 معدنًا، بما في ذلكالإيتريوم, سكانديومو15 عنصر لانثانيد. يعد محرك القيادة هو المكون الأساسي للروبوتات الذكية، ويتم تحقيق نشاطه المشترك بشكل أساسي بواسطة محرك القيادة. تعد المحركات المؤازرة المتزامنة ذات المغناطيس الدائم هي السائدة، وتتطلب نسبة طاقة عالية إلى الكتلة ونسبة قصور عزم الدوران، وعزم دوران عالٍ عند البدء، وقصورًا ذاتيًا منخفضًا، ونطاق سرعة واسع وسلس. يمكن للمغناطيس الدائم من حديد النيوديميوم والبورون عالي الأداء أن يجعل حركة الروبوت أسهل وأسرع وأكثر قوة.
هناك أيضًا العديد من التطبيقات منخفضة الكربونالأتربة النادرةفي مجال السيارات التقليدية، مثل زجاج التبريد، وتنقية العادم، والمحركات ذات المغناطيس الدائم. لفترة طويلة،السيريومتم استخدام (Ce) كمادة مضافة في زجاج السيارات، والتي لا تمنع الأشعة فوق البنفسجية فحسب، بل تخفض أيضًا درجة الحرارة داخل السيارة، وبالتالي توفير الكهرباء لتكييف الهواء. وبطبيعة الحال، الشيء الأكثر أهمية هو تنقية غاز العادم. حاليا، عدد كبير منالسيريومتعمل عوامل تنقية غازات العادم الأرضية النادرة على منع تفريغ كمية كبيرة من غازات عادم المركبات في الهواء بشكل فعال. هناك العديد من تطبيقات العناصر الأرضية النادرة في التقنيات الخضراء منخفضة الكربون.
الأتربة النادرةتستخدم على نطاق واسع لأنها تتمتع بخصائص حرارية ومغناطيسية وبصرية ممتازة. يمنح الهيكل الإلكتروني الخاص العناصر الأرضية النادرة خصائص غنية وملونة، خاصة منذ ذلك الحينالأرض النادرةتحتوي العناصر على طبقة فرعية من الإلكترون 4f، تُعرف أحيانًا باسم "مستوى الطاقة". لا تحتوي الطبقة الفرعية للإلكترون 4f على 7 مستويات طاقة رائعة فحسب، بل تحتوي أيضًا على غطاءين واقيين "لمستوى الطاقة" هما 5d و6s على المحيط. مستويات الطاقة السبعة هذه تشبه دمى القرع الماسية، متنوعة ومثيرة. لا تدور الإلكترونات غير المتزاوجة في مستويات الطاقة السبعة حول نفسها فحسب، بل تدور أيضًا حول النواة، مما يولد لحظات مغناطيسية مختلفة ويولد مغناطيسات ذات محاور مختلفة. يتم دعم هذه المجالات المغناطيسية الدقيقة بطبقتين من الأغطية الواقية، مما يجعلها مغناطيسية للغاية. يستخدم العلماء مغناطيسية المعادن الأرضية النادرة لإنشاء مغناطيسات عالية الأداء، والتي يتم اختصارها باسم "المغناطيس الدائم للأتربة النادرة". الخصائص الغامضةالأتربة النادرةلا يزال يتم استكشافها واكتشافها بنشاط من قبل العلماء حتى يومنا هذا.
تتميز مغناطيسات النيوديميوم اللاصقة بأداء بسيط، وتكلفة منخفضة، وصغر حجمها، ودقة عالية، ومجال مغناطيسي مستقر. وهي تستخدم بشكل رئيسي في مجالات مثل تكنولوجيا المعلومات، وأتمتة المكاتب، والإلكترونيات الاستهلاكية. تتميز مغناطيسات النيوديميوم المضغوطة على الساخن بمزايا الكثافة العالية والتوجه العالي والمقاومة الجيدة للتآكل والإكراه العالي.
وفي المستقبل، ستلعب العناصر الأرضية النادرة دورًا أكثر أهمية في عملية بناء ذكاء منخفض الكربون للبشرية.
المصدر: تعميم العلوم في الصين
وقت النشر: 24 أكتوبر 2023