重稀土概述:

根据稀土元素之间的一些物理化学性质和地球化学性质的差异以及分离技术的要求，学者们常将稀土元素分为轻、重族或轻、中、重族。两组以钆为界划分，钆之前的七种元素，即镧、镝、铈、镨、钕、钷、钐、铕为轻稀土元素，也称铈组稀土元素。以及钆之后的铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇等九种元素，称为重稀土元素，也称钇族稀土元素。钇的原子量虽然只有89，但由于其离子半径在其他重稀土元素之列，化学性质更接近重稀土元素。它还与自然界中的其他重稀土元素共存。因此被归为重稀土族。轻、中、重稀土的分类没有一定的规则。如根据稀土硫酸复盐的溶解度，可分为:不溶性铈组，即轻稀土组，包括镧、铈、镨、钕、钐；微溶铽族为中稀土族，包括铕、钆、铽、镝；可溶性钇族是重稀土族，包括钇、钬、铒、铥、镱和镥。但每组相邻元素的溶解度差异很小，用这种方法无法分离。现在用萃取法来分组，比如可以用二(2)乙基己基(磷酸)P204来分组钕/钐，然后是钆/铽。这里镧、铈、镨、钕称为轻稀土，钐、铕、钆称为中稀土，铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥加钇称为重稀土。

重稀土元素:

简介

原子序数从64到71，加上第39号元素，钆(Gd)，铽(Tb)，镝(dy)，钬(ho)，铒(Er)，铥(Tm)，镱(Yb)，镨。

稀土在地壳中的含量并不罕见。这组元素的克拉克值为0.0236%，其中铈组元素为0.01592%，钇组元素为0.0077%。比常见元素铜(0.01%)、锌(0.005%)、锡(0.004%)、铅(0.0016%)、镍(0.008%)和钴(0.003%)还多。

钆(钆):

1，其水溶性顺磁性配合物在医疗中可以提高人体的核磁共振成像信号。

2.其硫氧化物可用作示波管和具有特殊亮度的X射线屏的矩阵栅极。

3.钆镓石榴石中的钆是用于磁泡存储器的理想单衬底。

4.当没有卡莫特循环限制时，它可以用作固体磁性冷却介质。

5.它被用作抑制剂，控制核电站的连锁反应水平，以确保核反应的安全。

6、用作钐钴磁体的添加剂，保证性能不随度数变化。此外，氧化钆与镧一起使用有助于玻璃转变区域的改变，并改善玻璃的热稳定性。氧化钆还可以用来制造电容器和X射线增感屏。目前，国际上正在努力开发钆及其合金在磁制冷中的应用，并取得了突破性进展。利用超导磁体、金属钆或其合金作为制冷介质的室温磁制冷机已经研制出来。

结核病:

1.三基色荧光粉中使用荧光粉作为绿色粉末的激活剂，如铽激活的磷酸盐基质、铽激活的硅酸盐基质和铽激活的铈镁铝酸盐基质，它们都在激发态发出绿光。

2.磁光存储材料。近年来，Tb基磁光材料已经达到批量生产的规模。用Tb-Fe非晶薄膜制成的磁光盘作为计算机存储元件，存储容量提高了10 ~ 15倍。

3.磁光玻璃和含铽法拉第旋光玻璃是制造激光技术中广泛应用的旋转器、隔离器和环行器的关键材料。特别是特非醇(TerFenol)的开发，开辟了特非醇的新用途。terfenol放在磁场中，其尺寸变化比一般磁性材料更大。这种变化可以使一些精确的机械运动成为可能。Tb-Dy铁主要用于声纳，现在已经广泛应用于许多领域，从燃油喷射系统、液体阀门控制、微定位到飞机望远镜的机械执行机构、机械装置和机翼调节器。

镝(镝):

1.作为NdFeB永磁体的添加剂，在该磁体中添加约2~3%的镝可以提高其矫顽力。过去镝的需求量不大，但随着钕铁硼磁体需求量的增加，镝成为一种必需的添加元素，其品位必须在95 ~ 99.9%左右，需求量也在迅速增加。

2.镝用作磷光体的活化剂。三价镝是一种很有前途的单发光中心三基色发光材料的激活离子。它主要由两个发射带组成，一个是黄光发射，一个是蓝光发射。掺镝发光材料可用作三基色荧光粉。

3、镝是磁致伸缩合金中制备特非诺尔合金所必需的金属原料，可以实现一些精密的机械运动。

4.镝金属可用作磁光存储材料，具有高记录速度和读出灵敏度。

5.用于镝灯的制备。镝灯中使用的工作物质是碘化镝。这种灯具有亮度高、色彩好、显色性高、体积小、电弧稳定等优点。，并已被用作电影、印刷等的光源。

6.镝具有中子俘获截面大的特点，在原子能工业中用于测量中子能谱或作为中子吸收剂。

7、Dy3Al5O12也可作为磁制冷的磁性工质。随着科学技术的发展，镝的应用领域将不断扩大和延伸。

何(Ho):

1.用作金属卤素灯的添加剂。金属卤素灯是气体放电灯的一种，是在高压汞灯的基础上发展起来的。其特点是灯泡内充有各种稀土卤化物。目前主要使用稀土碘化物，气体放电时发出不同的谱线和颜色。钬灯中使用的工作物质是碘化钬，它可以在电弧区获得更高浓度的金属原子，从而大大提高辐射效率。

2、钬可作为钇铁或钇铝石榴石的添加剂。

3.Ho: YAG可以发射2μ光m，人类组织对2μ；M的激光吸收率高，几乎比HD: YAG高三个数量级。因此，当Ho: YAG激光用于医疗手术时，不仅可以提高手术的效率和精度，还可以将热损伤区域减小到更小的尺寸。钬晶体产生的自由光束可以消除脂肪而不会产生过多的热量，从而减少对健康组织的热损伤。据报道，在美国使用钬激光治疗青光眼可以减少手术的痛苦。中国2 & muM激光晶体水平已达到国际水平，应大力开发生产。

4.在磁致伸缩合金Terfenol-D中，还可以添加少量钬，以减少合金饱和磁化所需的外部磁场。

5.此外，光纤激光器、光纤放大器、光纤传感器等光通信器件均可由掺钬光纤制成，这将在当今快速光纤通信中发挥更重要的作用。

呃(呃):

1，Er3+在1550nm的光发射具有特殊的意义，因为这个波长正好处于光纤通信中光纤损耗最低的位置。铒离子(Er3+)被波长为980nm和1480nm的光激发，从基态4I15/2跃迁到高能态4I13/2，当高能态的Er3+跃迁回基态时，发出波长为1550nm的光。应时光纤可以传输各种不同波长的光，但不同光的衰减率不同。1550nm波段的光在应时光纤中的衰减率最低(0.15 dB/km)，几乎是下限衰减率。因此，当光纤通信用作1550nm的信号光时，光损耗最小。这样，如果在合适的衬底中掺入适当浓度的铒，就可以按照激光原理工作，放大器可以补偿通信系统中的损耗。因此，在需要放大1550nm波长光信号的电信网络中，掺铒光纤放大器是必不可少的光器件。目前，掺铒石英光纤放大器已经商业化。据介绍，为了避免无用吸收，光纤中铒的掺杂量为几十到几百ppm。光纤通信的迅速发展将开辟铒新的应用领域。

2.此外，掺铒激光晶体及其输出的1730nm激光和1550nm激光对人眼安全，大气传输性能好，对战场的烟幕穿透能力强，保密性好，不易被敌方发现，照射军事目标时对比度大。它已被制成对人眼安全的便携式激光测距仪，供军事使用。

3、玻璃中加入Er3+可制成稀土玻璃激光材料，是目前输出脉冲能量最大、输出功率最高的固体激光材料。

4、Er3+还可以作为稀土上转换激光材料的激活离子。

5.此外，铒还可用于眼镜片玻璃和水晶玻璃等的脱色和着色。

铥(Tm):

1.铥用作医用便携式x光机的辐射源。在核反应堆中辐照后，铥产生一种能发射X射线的同位素，可用于制造便携式血液辐照器。这种辐射计可以在高中子束的作用下将铥-169转化为铥-170，发射X射线照射血液，使白细胞减少，而正是这些白细胞造成了器官移植排斥反应。

2.铥还可以用于肿瘤的临床诊断和治疗，因为它对肿瘤组织有很高的亲和力。重稀土比轻稀土亲和力大，特别是铥的亲和力最大。

3.铥在X射线增感屏用荧光粉中用作激活剂LaOBr:Br: BR(蓝色)，可以增强光学灵敏度，从而减少X射线对人的照射和伤害。与以前的钨酸钙增感屏相比，X射线剂量可降低50%，在医学应用中具有重要的现实意义。

4.铥也可以用作新光源金属卤素灯的添加剂。

5、Tm3+可加入玻璃中制成稀土玻璃激光材料，是目前输出脉冲最大、输出功率最高的固体激光材料。Tm3+还可以作为稀土上转换激光材料的激活离子。

镱(Yb):

1，作为隔热涂层材料。镱能明显提高电沉积锌镀层的耐蚀性，含镱镀层的晶粒尺寸比不含镱的镀层更小、更均匀、更致密。

2、作为磁致伸缩材料。这种材料具有超磁致伸缩的特性，即它在磁场中膨胀。该合金主要由镱/铁氧体合金和镝/铁氧体合金组成，并加入一定比例的锰以产生超磁致伸缩。

3.用于压力测量的镱元件。实验表明，镱元件在标定的压力范围内具有较高的灵敏度，为镱在压力测量中的应用开辟了一条新的途径。

4.用于臼齿空洞的树脂基填充物，以取代过去常用的汞合金。5.日本学者成功完成了掺镱钆镓石榴石嵌入式线波导激光器的制备，对激光技术的进一步发展具有重要意义。此外，镱还用作荧光粉活化剂、无线电陶瓷、电子计算机存储元件(磁泡)添加剂、玻璃纤维助熔剂和光学玻璃添加剂。

镥(卢):

1.制造一些特殊的合金。例如，镥铝合金可用于中子活化分析。

2.稳定的镥核素在石油裂化、烷基化、氢化和聚合中起催化作用。

3.加入钇铁或钇铝石榴石可以改善某些性能。

4.气泡水库的原材料。

5.一种掺杂四硼酸镥铝钇钕的复合功能晶体，属于盐溶液冷却晶体生长技术领域。实验表明，掺镥NYAB晶体在光学均匀性和激光性能方面优于NYAB晶体。

6.根据国外权威机构的研究，镥在电致变色显示器和低维分子半导体方面有潜在的应用。此外，镥还用于能源电池技术和荧光粉的活化剂。

钇(y):

1.钢铁和有色合金添加剂。FeCr合金通常含有0.5-4%的钇，钇可以增强这些不锈钢的抗氧化性和延展性。在MB26合金中加入适量的富钇混合稀土后，合金的综合性能明显提高，可在飞机机械部件中替代部分中强铝合金。在铝锆合金中加入少量富钇稀土可以提高合金的导电性。这种合金已被中国大多数线材厂采用。向铜合金中添加钇提高了导电性和机械强度。

2.含6%钇和2%铝的氮化硅陶瓷材料可用于研制发动机零件。

3.使用功率为400瓦的Nd: YAG激光束对大型部件进行钻孔、切割和焊接。

4.钇铝石榴石单片构成的电子显微镜屏，荧光亮度高，散射光吸收低，电阻高，机械耐磨性好。

5.钇含量为90%的高钇结构合金可用于航空航天空等要求低密度、高熔点的场合。