무엇인가요희토류?
인류는 1794년 희토류 원소가 발견된 이후 200년이 넘는 역사를 가지고 있습니다. 당시에는 희토류 원소가 거의 발견되지 않았기 때문에 화학적 방법으로는 물에 녹지 않는 산화물을 소량만 얻을 수 있었습니다. 역사적으로 이러한 산화물은 흔히 "토(earth)"라고 불렸고, 여기서 희토류 원소라는 이름이 유래되었습니다.
사실, 희토류 광물은 자연에서 희귀하지 않습니다. 희토류는 흙이 아니라 일반적인 금속 원소입니다. 활성형은 알칼리 금속과 알칼리 토금속 다음으로 흔합니다. 지각에는 일반적인 구리, 아연, 주석, 코발트, 니켈보다 더 많은 양이 존재합니다.
현재 희토류 원소는 전자, 석유화학, 야금 등 다양한 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 과학자들은 거의 3~5년마다 희토류 원소의 새로운 용도를 발견하고 있으며, 6가지 발명품 중 1가지는 희토류 원소 없이는 살 수 없습니다.
중국은 희토류 광물이 풍부하여 매장량, 생산 규모, 수출량 등 세 가지 부문에서 세계 1위를 차지하고 있습니다. 동시에 중국은 17가지 희토류 금속, 특히 군사적 활용도가 매우 높은 중희토류와 중희토류를 모두 공급할 수 있는 유일한 국가이기도 합니다.
희토류 원소 구성
희토류 원소는 화학 원소 주기율표에서 란타넘족 원소로 구성됩니다.란탄(라),세륨(세),프라세오디뮴(홍보),네오디뮴(Nd), 프로메튬(Pm),사마륨(소),유로퓸(유),가돌리늄(하나님),테르븀(결핵),디스프로슘(디),홀뮴(호),에르븀(어),툴륨(Tm),이테르븀(Yb),루테튬(Lu) 및 란타넘족과 밀접하게 관련된 두 가지 원소:스칸듐(Sc) 및이트륨(와이).
그것은 불린다희토류, Rare Earth로 줄여서 부릅니다.
희토류 원소의 분류
원소의 물리적, 화학적 특성에 따라 분류:
가벼운 희토류 원소:스칸듐, 이트륨, 란타늄, 세륨, 프라세오디뮴, 네오디뮴, 프로메튬, 사마륨, 유로뮴
무거운 희토류 원소:가돌리늄, 테르븀, 디스프로슘, 홀뮴, 에르븀, 툴륨, 이테르븀, 루테튬
광물 특성에 따른 분류:
세륨 그룹:란탄, 세륨, 프라세오디뮴, 네오디뮴, 프로메튬, 사마륨, 유로퓸
이트륨 그룹:가돌리늄, 테르븀, 디스프로슘, 홀뮴, 에르븀, 툴륨, 이테르븀, 루테튬, 스칸듐, 이트륨
추출 분리에 따른 분류:
경희토류(P204 약산성 추출): 란타넘, 세륨, 프라세오디뮴, 네오디뮴
중희토류(P204 저산도 추출):사마륨, 유로퓸, 가돌리늄, 테르븀, 디스프로슘
중희토류(P204의 산성 추출):홀뮴, 에르븀, 툴륨, 이테르븀, 루테튬, 이트륨
희토류 원소의 특성
희토류 원소는 50개 이상의 기능을 가지고 있으며, 그 독특한 4f 전자 구조로 인해 전통적인 소재와 첨단 신소재 분야 모두에서 널리 사용되고 있습니다.
4f 전자 궤도
1. 물리적 및 화학적 특성
★ 금속성이 뚜렷함; 은회색이며, 프라세오디뮴과 네오디뮴을 제외하고는 밝은 노란색으로 보임
★ 풍부한 산화색
★ 비금속과 안정한 화합물을 형성합니다
★ 메탈리블리
★ 공기 중에서 산화되기 쉬움
2 광전자 특성
★ 4f 전자가 외부 전자에 의해 보호되어 다양한 스펙트럼 용어와 에너지 준위를 생성하는 채워지지 않은 4f 하위층
4f 전자가 전이할 때 자외선, 가시광선부터 적외선 영역까지 다양한 파장의 복사선을 흡수하거나 방출할 수 있어 발광물질로 적합합니다.
★ 전도성이 우수하여 전기분해법으로 희토류 금속을 제조할 수 있음
신소재에서 희토류 원소의 4f 전자의 역할
1. 4f 전자적 특성을 활용한 소재
★ 4f 전자 스핀 배열:강력한 자기력으로 나타나며 영구자석 소재, MRI 영상 소재, 자기 센서, 초전도체 등으로 사용하기에 적합합니다.
★ 4f 오비탈 전자 전이: 발광 특성으로 나타남 - 인광체, 적외선 레이저, 광섬유 증폭기 등과 같은 발광 재료로 사용하기에 적합함
4f 에너지 레벨 가이드 밴드의 전자 전이: 착색 특성으로 나타남 - 핫스팟 구성 요소, 안료, 세라믹 오일, 유리 등의 착색 및 탈색에 적합
2는 이온 반경, 전하 및 화학적 특성을 사용하여 4f 전자와 간접적으로 관련됩니다.
★ 핵 특성:
열중성자 흡수 단면적이 작아 원자로 등의 구조재로 사용에 적합
중성자 흡수 단면적이 커서 원자로 등의 차폐재로 적합
★ 희토류 이온 반경, 전하, 물리적 및 화학적 특성:
격자 결함, 유사한 이온 반경, 화학적 특성, 다양한 전하 - 가열, 촉매, 감지 요소 등에 적합
구조적 특이성 - 수소 저장 합금 음극 소재, 마이크로파 흡수 소재 등으로 사용하기에 적합
전기 광학 및 유전 특성 - 광 변조 재료, 투명 세라믹 등으로 사용하기에 적합
게시 시간: 2023년 7월 6일