희토류의 역할은 무엇인가요?

1. 군사적 측면

희토류는 뛰어난 광학적, 전자기적 특성으로 인해 다른 물질과 결합하여 다양한 금속을 형성할 수 있습니다. 다양한 특성을 지닌 다양한 소재 신소재의 가장 중요한 기능은 다른 제품의 품질과 성능을 크게 향상시키는 것입니다. 예를 들어 탱크, 항공기, 미사일을 제조하는 데 사용되는 강철, 알루미늄 합금, 마그네슘 합금, 티타늄 합금의 전술적 성능을 크게 향상시킬 수 있습니다.

게다가 희토류는 전자, 레이저, 원자력 산업, 초전도 등 다양한 첨단산업의 윤활유이기도 하다. 희토류 기술이 군에 활용되면 필연적으로 군 기술의 비약이 이뤄지게 된다. 어떤 의미에서, 냉전 이후 여러 국지전에서 미군이 압도적인 우위를 점할 수 있었던 것은 희토류 기술 분야에서의 우위 때문이었다.

2. 금속산업

철강에 희토류 금속이나 불화물, 규화물을 첨가하면 정련, 탈황, 저융점 유해 불순물 중화, 철강 가공 성능 향상 등의 역할을 할 수 있습니다. 희토류 규소철 합금과 희토류 규소 마그네슘 합금은 희토류 연성철을 생산하기 위한 구상화제로 사용됩니다. 이러한 종류의 연성철은 특별한 요구 사항이 있는 복잡한 연성 철 부품의 생산에 특히 적합하기 때문에 기계류에 널리 사용됩니다. 자동차, 트랙터, 디젤 엔진 등 제조업 마그네슘, 알루미늄, 구리, 아연, 니켈 등의 비철 합금에 희토류 금속을 첨가하면 합금의 물리적, 화학적 특성이 향상되고 상온 및 고온이 향상됩니다. 합금의 기계적 성질.

3. 석유화학 산업

희토류로 만든 분자체 촉매는 높은 활성, 우수한 선택성 및 중금속 중독에 대한 강한 저항성을 갖고 있어 규산알루미늄 촉매를 대체할 수 있습니다.

암모니아를 합성하는 과정에서 조촉매로 소량의 희토류 질산염이 사용되며, 가스 처리량이 니켈-알루미늄 촉매보다 1.5배 크다. 부타디엔 고무와 이소프렌 고무를 합성하는 과정에서 나프텐산염 희토류-트리이소부틸 알루미늄계 촉매를 사용하여 얻은 제품은 성능이 우수하고 장비에 대한 접착제가 적고 작업이 안정적이며 후처리 공정이 짧은 장점이 있습니다. 복합 희토류 산화물은 내연 기관 배기 가스 정화 촉매로 사용할 수도 있고 나프텐산 세륨은 페인트 건조기로도 사용할 수 있습니다.

4. 유리 세라믹

주로 초전도 세라믹, 압전 세라믹, 전도성 세라믹, 유전체 세라믹 및 민감한 세라믹 등이 포함됩니다.

희토류 산화물 또는 가공된 희토류 정광은 광학 유리, 안경 렌즈, 브라운관, 오실로스코프 튜브, 평면 유리, 플라스틱 및 금속 식기 제조 과정에서 연마 분말로 사용할 수 있습니다. 유리, 이산화세륨은 철에 대한 강한 산화 효과를 갖고 유리의 철 함량을 줄여 유리의 녹색을 제거하는 목적을 달성하는 데 사용할 수 있습니다.

희귀한 물질을 첨가하여 만들 수 있습니다. 적외선 통과, 자외선 흡수 유리, 내산성 및 내열성 유리, 세라믹 유약 및 에나멜에 희토류를 첨가하는 유리 등 다양한 용도의 광학 유리 및 특수 유리; 유약 파손을 줄일 수 있으며 내구성이 뛰어나고 제품에 다양한 색상과 광택을 나타낼 수 있습니다. 세라믹 산업에서 널리 사용됩니다.

재료 과학의 발달과 함께 최근 기능성 복합 세라믹이 많은 주목을 받고 있으며, 기능성 복합 세라믹의 개발과 연구에서도 희토류 도핑이 큰 진전을 이루었습니다. Zhejiang University의 Chen Ang 등은 YBa2Cu3O7-x와 강유전성 세라믹 BaTiO3를 결합하여 우수한 강유전성 및 초전도성을 갖는 YBa2Cu3O7-x-BaTiO3 복합 기능성 세라믹을 얻기 위해 기존의 기능성 세라믹 제조 방법을 사용했습니다. 이 특성은 3차원 전도성 거동과 일치하며, YBa2Cu3O7-x 함량이 높을 때 초전도.

화중 과학 기술 대학 Zhou Dongxiang 등의 연구에서는 LaCoO3-SrCoO3 시리즈 및 LaCrO3-SrCrO3 시리즈 복합 기능성 세라믹이 자성 유체 모터용 전극 재료 및 가스 민감성 재료로 사용될 수 있음을 지적했습니다. ; NTC 감열성 복합 재료 NiMn2O4 - LaCrO3 세라믹에서는 새로운 화합물 LaMnO3의 전도성 단계가 세라믹의 주요 특성을 결정합니다.

스마트 세라믹은 자가진단, 자가조절, 자가복원, 자가전환 등의 특성을 지닌 기능성 세라믹의 일종을 말한다. 전술한 바와 같이, 지르콘티탄산납(PZT) 세라믹에 희토류 란타늄을 첨가하여 얻은 란타늄지르콘산납(PLZT) 세라믹은 우수한 전기광학 세라믹일 뿐만 아니라, 형태 자체 복원을 위한 자체 튜닝 메커니즘도 스마트 세라믹입니다.

스마트 세라믹 소재 개념의 도입은 세라믹 소재를 개발하고 설계하는 새로운 개념을 제시하며, 이는 현대 기능성 세라믹에서 희토류의 응용 범위를 넓히는 데 매우 유용합니다. 최근 몇 년간의 연구에 따르면 희토류는 바이오세라믹 및 항균 세라믹과 같은 새로운 세라믹 소재에서도 독특한 역할을 하는 것으로 나타났습니다. 희토류 원소는 은, 아연, 구리 등의 전이 원소와 시너지 효과를 낼 수 있기 때문에 개발된 항균 희토류 복합 인산염은 세라믹 표면에 다수의 수산기 라디칼을 생성하여 세라믹의 항균 특성을 향상시킬 수 있습니다.

희토류 세라믹 안료는 주로 다섯 가지 색상이 조합된 지르콘 기반의 희토류 세라믹 안료를 말합니다.

유색 유약 타일, 외벽 타일, 바닥 타일 등 건축용 세라믹 장식 재료로 사용할 수 있으며 특히 세라믹 위생 도자기 제품의 색상 장식에도 적합합니다. 도자기의 유약, 유약 및 유약 타일로 사용됩니다. 유약 색상의 색상 기반입니다. 복합 유색 지르콘계 희토류 세라믹 안료는 이산화지르코늄과 실리카를 모체 물질로, 전이원소와 희토류 원소를 복합 착색제로 사용하고, 소량의 광물화제를 첨가한 후 900~900℃의 고온에서 고체상 반응을 통해 합성됩니다. 1150°C.

주요 기술 지표는 다음과 같습니다: 색상은 빨간색, 노란색, 파란색, 녹색 및 회색이며 안정성은 1280℃ 이하 및 최대 1300℃), 적응 가능한 분위기는 산화 불꽃이며 입자 직경은 더 작습니다. 15μm 미만, 92% 이상, 30μm 초과는 신소재 제로

희토류 코발트 및 네오디뮴 철 붕소 영구 자석 재료는 높은 잔류자기성, 높은 보자력 및 높은 자기 에너지 제품을 가지며 널리 사용됩니다. 전자 및 항공우주 산업에서 가넷형 페라이트 단결정 및 산화철과 결합된 다결정은 전자레인지 및 전자 산업에서 고순도 네오디뮴 산화물로 만들어진 네오디뮴 유리로 사용될 수 있습니다. 고체 레이저 재료; 희토류 6붕화물은 전자 방출 음극 재료를 만드는데 사용될 수 있습니다. 란타늄-니켈 금속은 1970년대에 새로 개발된 수소 저장 재료입니다.

란탄 크롬산염은 고온 열전 재료입니다. 현재 세계 각국에서는 바륨 이트륨 구리-산소 원소를 사용하여 성능을 향상시키고 있습니다. 바륨 기반 산화물로 만든 초전도 재료는 액체 질소 온도대에서 초전도체를 얻을 수 있어 초전도 재료 개발에 획기적인 진전을 이루고 있습니다. 또한, 희토류는 광원, 프로젝션 TV 형광체, 강화 스크린 형광체, 삼원색 형광체, 복사등 분말에도 널리 사용됩니다. 농업에서 희토류 질산염을 농작물에 미량 적용하면 수확량을 늘릴 수 있습니다. 5~10%; 경섬유 산업에서 희토류 염화물은 모피 태닝, 모피 염색, 양모 염색 및 카펫 염색에도 널리 사용됩니다.

5. 농업적 측면

연구 결과에 따르면 희토류 원소는 식물의 엽록소 함량을 높이고 광합성을 강화하며 뿌리 발달을 촉진하고 영양분의 뿌리 흡수를 증가시킬 수 있습니다. 희토류는 또한 종자 발아를 촉진하고 종자 발아율을 높이며 묘목 성장을 촉진할 수 있습니다. 위의 주요 기능 외에도 특정 작물의 질병 저항성, 내한성 및 가뭄 저항성을 향상시키는 능력도 있습니다.

또한 적절한 농도의 희토류 원소를 사용하면 식물의 영양분 흡수, 변형 및 활용을 촉진할 수 있다는 사실이 많은 연구에서 밝혀졌습니다. 옥수수에 희토류를 종자처리하면 묘목과 마디가 대조구보다 1~2일 빨라지고, 식물의 키는 0.2미터 늘어나고, 옥수수는 3~5일 빨리 익으며, 알갱이가 통통하게 늘어나 증가한다. 수익률은 14%. 대두에 희토류를 종자처리하면 묘목이 하루 일찍 나와 1개당 꼬투리가 14.8~26.6개, 꼬투리가 3개 늘어나 수확량이 14.5~20.0% 증가한다. . 희토류를 뿌리면 사과와 감귤류의 Vc 함량, 총당 함량, 당산 비율이 증가하고 과일 착색과 조기 숙성을 촉진할 수 있습니다. 또한 보관 중 호흡 강도를 억제하고 부패율을 감소시킬 수 있습니다.

확장 정보:

희토류는 화학 주기율표에 있는 란탄 계열 원소, 스칸듐, 이트륨의 일반적인 이름입니다. 자연에는 250여종의 희토류 광물이 존재합니다. 희토류를 최초로 발견한 사람은 핀란드의 화학자 존 가돌린(John Gadolin)이었습니다. 최초의 희토류 "원소"(이트륨 토류, Y2O3)는 1794년 무거운 아스팔트 모양의 광석 조각에서 분리되었습니다. 18세기에 발견된 희토류 광물은 거의 없었기 때문에 물에 녹지 않는 소량의 희토류만이 화학적 방법으로 생성되는 산화물은 역사적으로 "토류"라고 불렸기 때문에 희토류라는 이름이 붙여졌습니다.

희토류 원소의 원자 전자층 구조와 물리적, 화학적 특성, 광물에서의 발생 및 다양한 이온 반경을 기반으로 다양한 특성이 생성될 수 있습니다.

라이트 레어 지구에는 란타늄, 세륨, 프라세오디뮴, 네오디뮴, 프로메튬, 사마륨, 유로퓨움이 포함됩니다.

중희토류에는 가돌리늄, 테르븀, 디스프로슘, 홀뮴, 에르븀, 툴륨, 이테르븀, 루테튬, 스칸듐, 이트륨이 포함됩니다.

광물 특성에 따라 분류:

세륨 그룹(경희토류) - 란타늄, 세륨, 프라세오디뮴, 네오디뮴, 프로메튬, 사마륨 및 유로뮴;

이트륨 그룹 (중희토류) - 가돌리늄, 테르븀, 디스프로슘, 홀뮴, 에르븀, 툴륨, 이테르븀, 루테튬 및 스칸듐.

추출 및 분리에 따른 분류:

경희토류(P204 약산성 추출) - 란타늄, 세륨, 프라세오디뮴, 네오디뮴

중희토류(P204) 저산도 추출 )—사마륨, 유로뮴, 가돌리늄, 테르븀 및 디스프로슘

중희토류(P204 중간 산성도 추출)—홀뮴, 에르븀, 툴륨, 이테르븀, 루테튬, 이트륨.

중국의 희토류 매장량은 최고조에 달했을 당시 세계 전체의 71.1%를 차지했으나 현재는 23%에도 미치지 못한다.

중국의 희토류 매장량은 1996년부터 2009년까지 37% 감소해 2,700만톤만 남았다. 현재 생산 속도에 따르면 중국의 중중형 희토류 매장량은 2040~2050년경에 15~20년 동안만 지속될 수 있으며, 중국은 국내 수요를 충족시키기 위해 해외에서 이를 수입해야 합니다.

중국은 세계에서 유일하게 희토류를 보유하고 있는 국가는 아니지만 지난 수십 년 동안 세계 희토류 공급국의 역할을 맡아왔다. 그 결과 희토류 파괴의 대가를 치렀다. 자연환경을 파괴하고 자원을 소비합니다.

일본은 중국을 대체할 수 있는 희토류 공급원을 전 세계적으로 찾기 시작했다. 일본은 희토류 공급 상황을 개선하기 위해 12억 달러를 투자할 계획이다. 일본은 이번 달부터 자국의 희토류 자원을 개발하기로 몽골 라이트닝(Mongolia Lightning)과 협약을 맺었습니다. 또 다른 희토류 주요 소비국인 한국도 비슷한 계획을 갖고 있다. 이달 초 한국은 2016년까지 희토류 1200톤을 비축하기 위해 1500만 달러를 투자하겠다고 발표했다.

참고: 바이두백과사전-희토류