稀土材料及的应用.pptVIP

硕士课程《稀土材料及应用》 讲授专题(32学时): 稀土新材料的理论基础: 着重于磁、光、电性质及其相互的转 换,它们是构成稀土功能材料最重要 的基础(8学时) 稀土元素原子、离子的电子组态; 基本的物理、化学性质(磁、光、电 性、化学活性); 、稀土金属材料及提纯技术(6 学时) 稀土金属主要制备方法,基本性质 及应用; 高纯稀土金属应用及提纯技术; 、稀土金属在传统材料中的作用(6学时) 介绍稀土元素对铸铁、钢、有色金属(铝、铜) 难熔金属性能和结构的影响规律,稀土的净化作 用、改变夹杂物形态和分布的作用、细化晶粒作 用、微合金化作用、强韧化作用等 1.稀土磁性材料:稀土永磁材料、稀土磁光材料、 稀土超磁致伸缩材料 稀土发光及激光材料 3.稀土玻璃陶瓷材料:工程陶瓷、功能陶瓷、光学 玻璃、玻璃光纤等 4.稀土贮氢材料; 稀土电学材料:高温超导材料、阴极发射材料等 五、稀土在其它方面的应用(2学时) 简单介绍稀土在催化中应用(如汽车尾气净化剂); 稀土在农业中的应用;稀土在医药中应用等。 BIol 567891012s名好 M圈图洲 按楼计谢 17个稀土元素 原子序数元素符号元素符号原子量外层电子(原 44.63d14s2 钪钇镧铈镨钕钷 88.914d15s2 138915d16s2 Ce140.124fl5d6s2 Pr140.914136s2 Nd 144.244f6s Pm 14 56s 原子序数元素符号元素符号原子量外层电子(原子) 150.3541652 Eu 151.90 f76s2 66 钐铕钆铽镝钬铒铥镱镥 Tb 158924f6s2 Dy 162.504f106s2 Ho 164.934f16s2 E 167.264126s2 T 168934f136s2 70 Yb 173.044f146s 7 Lu 174.974f145d16s2 轻稀土元素(铈组稀土元素): 镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕(钆前)7个元素 重稀土元素(钇组稀土元素): 钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇9个元素 (钆及钆后) 稀土的英文是 Rare earth,意即““稀少的土”。其实 过是18世纪遗留给人们的误会。稀土在地壳中的含量 不稀少,这组元素的克拉克值达到00236%,其中铈组 元素为0.01592%,钇组元素为0.007%,比常见元素 铜(0.01%),锌(0.005%),锡(0.004%),铅(0.0016%), 钴(0.003%)等都多。这组元素更不是土,而是一组 典型的金属元素,其活泼性仅次于碱金属和碱土金 有关稀土元素应用开发的重要发现 1951年发现了LaB的强大热离子发射。 1961年发现了重稀土具有奇妙复杂的磁性结构。 1962年稀土催化剂在石油裂化工业中应用 1962年钇和铕荧光体用于制造彩色电视机的红色荧 光粉。 1963年制得最后一个金属态放射性元素钷(1794年 1966年发现高强度稀土一钴磁体YCo3 1967年制得良好的稀土永磁体SmCo3。 1970年发现LaNi5在室温和适当压力下(低于MPa) 有吸收大量氢的能力,而且在适当压力下又可释 放出来,使得这类合金成为氢的贮存、分离、提 纯以及用作热泵、致冷、镍氢电池的材料 1970年制成第一个非晶态稀土材料。 70年代初混合稀土金属或硅化物被用于炼钢,作 为脱氧、脱硫和控制硫化物形态的添加剂,以生 高强度低合金钢 1971年在REFe2相(主要是TbFe2基材料)中观察到 巨大的磁致伸缩现象,这一伸缩比以往已知的最 好材料镍大三个数量级。这一惊人的发现使磁致 伸缩特性的应用成为可能。 80年代,REFe系超级磁体问世, NdFeB永磁材料商业 化,并呈高速发展势头。 1986年发现高温超导体LaBa-CuO,Tc=35K