Ứng dụng đất hiếm

hiều người sẽ khó phân biệt được thuật ngữ chuyên môn về nam châm trong đó có tên gọi “nam châm đất hiếm”. Nam châm đất hiếm là tên gọi khác của các loại nam châm vĩnh cửu được làm từ các hợp chất hoặc hợp kim của các nguyên tố đất hiếm và kim loại chuyển tiếp mà điển hình là 2 họ nam châm đất hiếm 2:14:1 và Nam châm SmCo. Loại nam châm này ra đời muộn hơn các dòng nam châm khác. Chỉ bắt đầu xuất hiện từ nửa sau thế kỷ 20 tuy nhiên chúng mạnh hơn rất nhiều so với các loại nam châm truyền thống như nam châm ferrite, nam châm AlNiCo, hay vượt trội hơn cả là nam châm hợp kim FePt, CoPt. Chính vì những ưu thế hoàn toàn vượt trội đó nên nam châm đất hiếm được ứng dụng rộng rãi trong đời sống và công nghệ sản xuất.

Ứng dụng nguyên tố

đất hiếm

Sinh viên thực hiện : Trần Đức Bình

MSSV 2122896

• Thêm vào nhôm tạo hợp kim có tính bền , chống ăn mòn đước sử dụng trong ngành hang không vũ trụ, sản xuất dụng cụ thể thao…

• Tăng tính dẫn điện và khả năng chịu nhiệt của vật liệu: ứng dụng trong ngành điện tử gia dụng, công nghệ laser

• Tính chất quang học đặc biệt : Tạo ánh sang tự nhiên giống với ánh sang mặt trời , ứng dụng quan trong trong phim truyền hình , điện ảnh, hệ thống chiếu sang sân vận động ,

• Scandium iodide được bổ sung vào bóng đền hơi thủy ngân để tạo hiệu ứng ánh sang ban ngày trong không gian kín

2.Yttrium

• Yttrium sử dụng làm chất phụ gia trong hợp kim Nó làm tăng khả năng hợp kim Nhôm và magie, bộ lọc song radio, chất xúc tác cho qua trình polyme hóa etylen

• Yttrium-aluminium garnet (YAG) được sử dụng trong laser có thể cắt xuyên kim loại Nó được sử dụng trong đèn LED trắng

• Yttrium oxit được thêm vào thủy tinh tinh dùng làm ống kính máy ảnh, sử dụng

làm các chất siêu dẫn

• Các đồng vị phóng xạ Yttrium 90 có mục đích y học như điều trị bệnh ung thư : ung thư gan…

3 Lanthanum

• Kim loại không có giá trị thương mại

• Hợp kim lanthanum- Niken dùng lưu trữ khí Hydro cho các phương tiện sử dụng nguyên liệu H2

• Lanthanum(III) oxit được sử dụng làm kính quang học đặc biệt, ống kính máy ,màn hình máy tính, ti vi…

• Muối Lanthanum làm xúc tác cho lọc dầu

• Sử dụng trong các hồ , bể bơi ……

4.Cerium

• Luyện kim: sản xuất hợp kim nhôm, ngăn quá trình grapit hóa ở gang, loại bỏ sulfua và oxit trong thép …

• Chất đánh bóng thủy tinh, thủy tinh hấp thụ tia cực tím , chất khử màu thủy tinh

• Chất xúc tác cho lọc dầu Khi them vào diesel làm cho cháy hoàn toàn giảm ô nhiễm mô trường

• Tạo màu sác thủy tinh , gốm …

5 Praseodymium

• Dùng làm nam châm, sản xuất đá lửa, tua bin gió, xe ôtô hybrid

• Praseodymi được sử dụng như một tác nhân tạo hợp kim với magiê để tạo ra vật liệu rất chắc khoẻ được sử dụng trong động cơ máy bay

• Nó cũng được sử dụng trong một hợp chất kim loại Misch (5%) dùng cho đá lửa trong các bật lửa

• Thêm vào cáp quang như một tác nhân kích thích khuếch đại tín hiệu

• Muối Praseodymi tạo màu sắc kính và men

• Tạo Nam châm vĩnh cửu rất mạnh giúp thu nhỏ các thiết bị điện tử,xuất hiện trong điện thoại di động , loa , nhạc cụ diện tử …

• Neodymium cùng với praseodymium là thành phần kính đặc biệt dung bảo hộ nghề hàn và thổi thủy tinh

• Tạo mầu thủy tinh , muối neodymi là chất tạo màu cho men thủy tinh, lọc

màu xanh lục của thủy tinh do các tạp chất sắt gây ra

• Tính chất tương tự ion Canxi nên neodymium còn được dung làm phân bón

• Neodymium oxit và nitrat dung làm chất xúc tác phản ứng polymer hóa

• Ứng dụng trong y học về lĩnh vực mổ mắt , phẫu thuật thẩm mỹ , điều trị ung thư da

7.Promethium

• Promethium hầu như chỉ được sử dụng trong nghiên cứu

• Một lượng nhỏ đươc dùng trong pin nguyên tử : chuyển hóa bức xa beta thành dòng điện

• Nguồn phát xạ tia X có thê di dộng và là nguyền nhiệt hay điện phụ trợ cho các tàu thăm dò vũ trụ và vệ tinh

8 Samarium

• Samarium kết hợp với coban để tạo ra nam châm vĩnh cửu để khử từ của bất

kỳ vật liệu nào.

• Nó cần thiết trong hàng không vũ trụ và các ứng dụng quân sự Samari cobalt

có thể được sử dụng như là một phần của công nghệ tàng hình trong máy bay trực thăng Các nam châm vĩnh cửu cũng được sử dụng như một phần của hệ thống điện trên máy bay Samari được sử dụng trong cả hai hệ thống tên lửa

và rada Nam châm samari-coban được sử dụng trong các hệ thống radar

phòng thủ cũng như trong một số loại thiết bị điện tử đo lường

• Samari ôxit đã được sử dụng trong thủy tinh quang học để hấp thụ các tia

hồng ngoại.Nó được sử dụng trong thủy tinh hấp thụ tia hồng ngoại và như một chất hấp thụ nơtron trong lò phản ứng hạt nhân.

9 Eropium

• Europium được sử dụng trong in tiền giấy euro Nó phát sang màu đỏ dưới ánh sang tia cực tím

• Bóng đền tiết kiệm năng lương bổ sung một ít Eu cho ánh áng

tự nhiên hơn bằng cách cân bằng các màu xanh (lạnh) ánh sáng với một chút ánh sáng đỏ (ấm)

• Europium là tuyệt vời hấp thụ neutron, làm cho nó có giá trị

trong thanh điều khiển cho các lò phản ứng hạt nhân

10 Gadolinium

• Dùng cho nam châm ĐH, thuỷ tinh chỉ số khúc xạ cao, lade, ống x-quang, bộ nhớ máy tính, thu neutron

• Gadolinium có từ tính độc đáo, cho phép nó tạo thành trái tim của công nghệ ghi từ tính-quang được sử dụng để xử lý dữ liệu máy tính

• Các hệ thống chụp cộng hưởng từ (MRI) sử dụng vật liệu có

chứa gadolinium để nâng cao hình ảnh tạo ra

• Gadolinium cũng là hiệu quả nhất để phát hiện rò rỉ bức xạ của nhà máy điện Gadolinium được sử dụng trong các ứng dụng vi sóng

• Gadolini có thể được hợp kim với một số kim loại, chẳng hạn như sắt và crôm, để cải thiện khả năng làm việc, chống nhiệt độ cao và oxy hóa

11 Terbium

• Tb3+ có tính phát quang được ứng dụng khá rộng,

• Tb3+ ion dung để phát hiện vi khuẩn , áp dụng vào khu thử nghiệm sau

đó chiếu tia cực tím bất kỳ sinh vât sống tồn tại đều phát sang màu xanh

lá cây

• Sử dụng trong in tiền Euro : màu xanh lá cây ion Tb3+ , màu đỏ Eu3+ , màu xanh Tm3+

• Tạo ra nam châm giữ được từ tính ở nhiệt độ cao Hợp kim

neodymium với terbi và dysprosium sản xuất nam châm như vậy Những nam châm cũng được sử dụng trong các động cơ điện gió tua bin, nơi có nhiệt độ cao cũng được tạo ra

• Nó được sử dụng trong các đèn huỳnh quang hiệu quả năng

lượng và các hợp kim cung cấp phim kim loại phù hợp cho ghi dữ liệu quang - từ

• Là một kim loại tinh khiết nó ít được sử dụng, bởi vì nó phản ứng dễ dàng với nước và không khí Dysprosium sử dụng

chính là trong các hợp kim cho nam châm neodymium có khả năng chống khử từ ở nhiệt độ cao dùng trong động cơ hoặc máy phát điện Các nam châm được sử dụng trong các tua bin gió và các loại xe điện, vì vậy nhu cầu về dysprosium

đang phát triển nhanh chóng

• Dysprosium iodide được sử dụng trong các đèn phóng điện halogen Muối cho phép đèn để cho ra một ánh sáng trắng rất mãnh liệt

• Gốm kim loại dysprosium oxide-niken (một vật liệu composite gốm và kim loại) được sử dụng trong thanh điều khiển lò phản ứng hạt nhân

• Holmium rất hiếm khi sử dụng

• Holmium có thể hấp thụ neutron, vì vậy nó được sử dụng trong các lò phản ứng hạt nhân hợp kim của nó được sử dụng trong một số nam châm

• Holmium có đặc tính mà có thể khai thác trong tương lại không xa

14 Erbium

• Erbium thường được dung làm bộ lọc ảnh

• Do có khả năng đàn hồi nên có được dung làm phụ gia luyện ki

• Dùng trong công nghệ hạt nhân điều khiển hấp thụ neutron

• Khi thêm vào vanadi ở dạng hợp kim erbium làm giảm độ cứng và tăng khả năng làm việc

• Erbium được sử dụng như một bộ khuếch đại để truyền dữ liệu sợi quang ……

15 Thulium

• Thulium là hiếm nhất của đất hiếm

• Tính chất hóa học của nó tương tự như yttrium Nó có thể được sử dụng trong các hợp chất phospho tia–X nhạy, để giảm phơi nhiễm tia X

• Do tốn kém nên nó có ít ứng dụng thực tế

16 Ytterbium

• Ytterbium được sử dụng trong các hợp kim và được thêm vào thép không gỉ để cải thiện tinh hạt và sức mạnh

• Ytterbium bộ khuếch đại sợi laser được sử dụng trong việc đánh dấu và chạm khắc

• hợp chất ytterbium cũng được sử dụng như là chất xúc tác trong công nghiệp hóa chất hữu cơ

• Đồng vị phóng xạ là 160Yb và được sử dụng trong các máy x-ray di động mà không cần điện

• Khi bị stress vật lý rất cao sức đề kháng điện ytterbium của tăng bởi một bậc do đó nó được sử dụng trong đồng hồ đo

áp lực để giám sát biến dạng mặt đất gây ra bởi động đất

hoặc vụ nổ dưới lòng đất

• Lutetium oxit được sử dụng để làm chất xúc tác

cracking hydrocacbon trong ngành công nghiệp hóa

dầu

• Lutetium oxyorthosilicate (LSO) hiện đang được sử dụng trong các máy dò trong chụp cắt lớp phát xạ

positron (PET) Đây là một máy quét y học không xâm lấn mà tạo ra một hình ảnh ba chiều của hoạt động tế bào của cơ thể