لقد جاء المستقبل، وبدأ الناس تدريجيا في الاقتراب من المجتمع الأخضر ومنخفض الكربون.العناصر الأرضية النادرةتلعب العناصر دورًا مهمًا في توليد طاقة الرياح، ومركبات الطاقة الجديدة، والروبوتات الذكية، واستخدام الهيدروجين، والإضاءة الموفرة للطاقة، وتنقية العادم.
العناصر الأرضية النادرةهو مصطلح جماعي لـ 17 معدنًا، بما في ذلكالإيتريوم, سكانديوم، و15 عنصرًا من عناصر اللانثانيد. يُعد محرك الدفع المكون الأساسي للروبوتات الذكية، ويتم تحقيق نشاطه المشترك بشكل رئيسي من خلاله. تُعدّ محركات السيرفو المتزامنة ذات المغناطيس الدائم هي السائدة، حيث تتطلب نسبة طاقة إلى كتلة عالية ونسبة عزم دوران عالية، وعزم دوران بدء عالٍ، وقصور ذاتي منخفض، ونطاق سرعة واسع وسلس. تُسهّل المغناطيسات الدائمة عالية الأداء المصنوعة من النيوديميوم والحديد والبورون حركة الروبوت وتسرعها وتزيد من متانتها.
هناك أيضًا العديد من التطبيقات منخفضة الكربونالعناصر الأرضية النادرةفي مجال السيارات التقليدية، مثل زجاج التبريد، وتنقية العادم، ومحركات المغناطيس الدائم.السيريوماستُخدم (Ce) كمادة مضافة في زجاج السيارات، مما يمنع الأشعة فوق البنفسجية ويخفض درجة الحرارة داخل السيارة، مما يوفر استهلاك الكهرباء لتكييف الهواء. وبالطبع، فإن أهم شيء هو تنقية غازات العادم. حاليًا، يُستخدم عدد كبير من...السيريومتمنع عوامل تنقية غازات عوادم المركبات المصنوعة من العناصر الأرضية النادرة بفعالية انبعاث كميات كبيرة من غازات عوادم المركبات في الهواء. وتُستخدم العناصر الأرضية النادرة في العديد من التقنيات الخضراء منخفضة الكربون.
المعادن النادرةتُستخدم على نطاق واسع لخصائصها الحرارية والمغناطيسية والبصرية الممتازة. يمنح هيكلها الإلكتروني الخاص عناصر الأرض النادرة خصائص غنية ومتنوعة، خاصةً وأنالعناصر الأرضية النادرةتحتوي العناصر على طبقة فرعية من إلكترونات 4f، تُعرف أحيانًا باسم "مستوى الطاقة". لا تحتوي هذه الطبقة الفرعية من إلكترونات 4f على سبعة مستويات طاقة رائعة فحسب، بل تحتوي أيضًا على غطائين واقيين من "مستويات الطاقة" هما 5d و6s على المحيط. تشبه هذه المستويات السبعة للطاقة دمى القرع الماسية، متنوعة ومثيرة. لا تدور الإلكترونات غير المزدوجة على مستويات الطاقة السبعة حول نفسها فحسب، بل تدور أيضًا حول النواة، مولدةً عزومًا مغناطيسية مختلفة ومولدةً مغناطيسات ذات محاور مختلفة. تدعم طبقتان من الأغطية الواقية هذه المجالات المغناطيسية الدقيقة، مما يجعلها مغناطيسية للغاية. يستخدم العلماء مغناطيسية المعادن الأرضية النادرة لإنشاء مغناطيسات عالية الأداء، تُعرف اختصارًا باسم "مغناطيسات الأرض النادرة الدائمة". الخصائص الغامضة لـ...العناصر الأرضية النادرةلا تزال قيد الاستكشاف والاكتشاف من قبل العلماء حتى يومنا هذا.
تتميز مغناطيسات النيوديميوم اللاصقة بسهولة الأداء، وانخفاض التكلفة، وصغر الحجم، ودقة عالية، ومجال مغناطيسي مستقر. تُستخدم بشكل رئيسي في مجالات مثل تكنولوجيا المعلومات، وأتمتة المكاتب، والإلكترونيات الاستهلاكية. تتميز مغناطيسات النيوديميوم المضغوطة بالحرارة بكثافة عالية، وتوجيه دقيق، ومقاومة ممتازة للتآكل، وقوة إكراه عالية.
وفي المستقبل، سوف تلعب المعادن النادرة دوراً أكثر أهمية في عملية بناء الذكاء المنخفض الكربون للبشرية.
المصدر: ساينس بوبليشياليزيشن الصين
وقت النشر: ٢٤ أكتوبر ٢٠٢٣