稀土元素及其在涂料工业中的应用
17种稀土元素用途
17种稀土元素用途稀土元素是指化学元素周期表中的镧（La）、铈（Ce）、钕（Pr）、钷（Pm）、钐（Sm）、铕（Eu）、钆（Gd）、铽（Tb）、镝（Dy）、钬（Ho）、铒（Er）、铥（Tm）、镱（Yb）、镥（Lu）、钆（Sc）、钪（Y）、铼（Re）。
稀土元素广泛应用于不同领域，以下是它们的主要用途：1.光电材料：稀土元素在光学薄膜、液晶显示器、荧光材料、激光器、LED等领域具有重要作用。
钆、铽、铒等元素用于制备荧光粉，使荧光产品发光。
2.电池：钕铁硼磁体可以用于电动车辆、混合动力汽车、风力发电机、电动工具等高效电动设备。
3.医药：钆、铽、铕、铒等元素被用于核磁共振成像（MRI）和磁性顺磁探针，帮助诊断和治疗各种疾病。
4.环保：稀土催化剂在汽车尾气净化、工业废气处理、油气回收等环保技术中起到重要作用。
5.航空航天：稀土元素被广泛应用于制造航空发动机、导弹、卫星等高科技产品。
6.磁性材料：稀土元素在磁性材料中具有重要作用。
钆、铽、钇等元素用于制造永磁材料，如钕铁硼磁体。
7.钢铁冶金：稀土元素可用于制备稀土镁合金，用作铸造和冶金工业中的添加剂，提高金属耐腐蚀性和强度。
8.钢铁材料：稀土钪、稀土镱和稀土铕等元素可用来改变钢铁的组织和性能，提高钢铁的硬度和耐磨性。
9.电子产品：稀土元素用于制作陶瓷电容器、独立电容电阻器、集成电路等电子元器件。
10.照明：稀土元素可用于制造荧光灯、气体放电灯、导航灯等照明器材。
11.玻璃和陶瓷：稀土元素用于制造高透光玻璃、彩色玻璃和陶瓷材料。
12.高温超导体：稀土铽化合物用于高温超导体材料，可应用于核磁共振成像、磁悬浮列车等领域。
13.印刷和涂料：稀土元素被用于制作防伪印刷油墨、金属涂层等。
14.电视机：稀土元素用于制作彩色显像管，提高图像质量。
15.烟花焰火：稀土元素可用于制作烟花的火焰颜色。
16.核能：稀土元素在核燃料生产中具有重要作用，如铀浓缩、核反应堆控制等。
17.金属合金：稀土元素在制备镍合金、铬合金等金属合金中被广泛应用，提高合金的强度、耐磨性和耐腐蚀性。
稀土元素在高性能涂层中的应用
稀土元素在高性能涂层中的应用嘿，咱今天来聊聊一个挺有意思的话题——稀土元素在高性能涂层中的应用。
你知道吗，稀土元素就像是一群隐藏在化学世界里的“超级英雄”，它们在高性能涂层这个领域里可是发挥着巨大的作用呢！先来说说什么是高性能涂层吧。
比如说，咱们日常用的手机外壳，那上面亮晶晶、耐磨又好看的涂层，或者是汽车表面那层能抗刮擦、防腐蚀的涂层，都属于高性能涂层的范畴。
稀土元素能加入到这些涂层里，那效果可真是不一般。
就拿钕元素来说吧，它能让涂层的硬度大大提高。
想象一下，你有一部手机，不小心和钥匙啥的放在一起摩擦摩擦，要是没有这含钕的高性能涂层保护，估计屏幕早就花得不成样子啦。
有一次我去一个工厂参观，正好看到他们在研发一种新的高性能涂层。
工程师们在实验室里忙前忙后，各种仪器设备嗡嗡作响。
我注意到一个年轻的工程师，他眉头紧皱，对着一份实验数据苦思冥想。
原来啊，他们在尝试加入不同比例的稀土元素来优化涂层的性能，可是实验结果总是不太理想。
经过反复的尝试和调整，最终当他们找到了那个“黄金比例”时，所有人都欢呼起来。
那一刻，我深深感受到了稀土元素在高性能涂层研发中的不容易，也看到了科研人员的坚持和努力。
再比如说铈元素，它可以增强涂层的抗氧化性能。
这就好比给涂层穿上了一层“防护服”，让它在各种恶劣环境下都能“坚守岗位”，不易老化变质。
稀土元素在高性能涂层中的应用，不仅提升了产品的质量和使用寿命，还为我们的生活带来了很多便利。
比如说，一些户外的金属设施，像公园里的健身器材，如果有了含稀土元素的高性能涂层保护，就能经受住风吹雨打，长时间保持良好的状态，咱们使用起来也更安全、更放心。
而且啊，随着科技的不断进步，稀土元素在高性能涂层中的应用还在不断拓展和创新。
未来，说不定会有更多神奇的高性能涂层出现，让我们的生活变得更加美好。
总之，稀土元素在高性能涂层中的应用，真的是一个充满惊喜和潜力的领域。
相信在未来，它们还会继续发挥更大的作用，为我们创造更多的可能！。
稀土材料的涂层研究与应用
稀土材料的涂层研究与应用介绍稀土材料是指具有稀土元素（包括镧系元素和钪系元素）的化合物或合金，具有丰富的光、电、磁等特殊性质，被广泛用于材料科学领域的各个方面。
随着科技的发展和人们对功能材料需求的增加，稀土材料的研究和应用也日渐引起人们的关注。
其中，稀土材料的涂层研究与应用成为近年来的热点领域之一。
本文将从研究方法、涂层制备技术和应用领域三个方面探讨稀土材料涂层的研究与应用情况。
研究方法1. 表面分析技术对于稀土材料涂层的研究，表面分析技术是最基础和常用的方法之一。
该技术包括扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）等。
SEM可以通过扫描样品表面的电子信号来获得样品表面形貌信息。
TEM则可以观察到稀土材料涂层的结构和组分。
XRD可以检测稀土材料的相结构和晶格参数等信息，从而了解其物理性质。
2. 光学性能测试稀土材料涂层的光学性能是其应用的关键。
因此，光学性能测试也是研究中的重要一环。
常用的光学性能测试方法包括紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）、荧光光谱等。
UV-Vis可以测量稀土材料的光吸收能力和透过率，是评价稀土材料涂层透明性的重要手段之一。
荧光光谱则可以测量稀土材料的荧光发射能力，为稀土材料的荧光应用提供重要参考。
3. 表面改性技术表面改性技术是稀土材料涂层研究中的关键环节。
常用的表面改性技术包括溶液法、磁控溅射、电镀等。
溶液法是一种常用的表面改性方法，可以通过溶液中添加稀土元素的化合物，使基底材料表面形成一层稀土材料的涂层。
磁控溅射则是利用高能离子束轰击稀土材料靶材，使其产生蒸发和沉积，形成稀土材料的涂层。
电镀是一种利用电流将金属离子沉积在基底上的方法，通过调控电镀液中稀土离子的含量和条件，可以制备稀土材料的涂层。
涂层制备技术1. 热喷涂技术热喷涂技术是一种常用的稀土材料涂层制备技术。
这种技术主要通过喷枪将稀土材料粉末加热喷射到基底材料表面，形成稀土材料的涂层。
稀土元素在高性能涂层中的应用研究
稀土元素在高性能涂层中的应用研究稀土元素，这几个字听起来是不是有点神秘兮兮的？其实啊，它们在高性能涂层领域可是有着大作用呢！我先给您讲讲我之前碰到的一件事儿。
有一回，我去一家工厂参观，看到工人们正在给一批金属零件进行涂层处理。
我好奇地凑过去，就发现他们正在使用含有稀土元素的涂层材料。
我就问其中一个工人师傅：“师傅，这稀土元素到底有啥特别的呀？”师傅笑着说：“这你就不懂了吧，这稀土元素加进去，涂层的性能那可就大大提升啦！”咱们先来说说什么是高性能涂层。
简单来讲，高性能涂层就是那种能在各种恶劣环境下都能保持良好性能的涂层。
比如说，有的涂层要能耐高温，有的要耐腐蚀，还有的得耐磨。
这要求可不低呀！而稀土元素在这当中的作用可不容小觑。
就拿提高涂层的硬度来说吧，加入适量的稀土元素，就好像给涂层吃了“大力丸”，一下子变得坚硬无比。
想象一下，要是汽车的发动机零件表面有了这样坚硬的涂层，那磨损不就大大减少了嘛，使用寿命也能延长好多。
再比如说耐高温这方面。
有些设备在高温环境下工作，普通的涂层可能早就扛不住了，开始剥落或者失效。
但如果有了稀土元素的加持，这涂层就能像“金刚不坏之身”一样，在高温下依然坚守岗位。
还有啊，稀土元素能让涂层的耐腐蚀性能大幅提升。
像那些长期暴露在海边或者化工厂附近的金属结构，如果涂上了含稀土元素的涂层，就不用担心被海风里的盐分或者化学物质给侵蚀啦。
在实际应用中，稀土元素的种类和添加量都得精心调配。
多了不行，少了也不行，这就像是做菜放盐一样，得恰到好处。
而且不同的应用场景，需要的稀土元素种类和比例也不一样。
另外，研究稀土元素在高性能涂层中的应用，还得考虑成本问题。
毕竟稀土元素可不是白菜价，如果为了追求高性能而让成本飙升，那很多企业可能就望而却步了。
所以科研人员们就得绞尽脑汁，在保证性能的前提下，尽量降低稀土元素的使用量，或者寻找更经济实惠的替代方案。
还有一点也很重要，就是涂层的制备工艺。
即使有了好的材料，如果制备工艺不过关，那也白搭。
稀土元素的提取与应用技术
稀土元素的提取与应用技术引言稀土元素是指化学元素周期表中镧系元素，包括21个元素，分别是镧、铈、镨、钕、钐、铕、珀、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇、釔、钆、铽、铍、铪、钽、铼。
稀土元素具有丰富的化学性质和优良的物理性质，广泛应用于新材料、新能源、环保等领域。
一、稀土元素的提取技术1. 溶剂萃取法溶剂萃取法是稀土元素提取中常用的方法。
它是利用液液萃取质量分数差异，按照稀土元素之间的相对分配系数进行分离和富集的方法。
溶剂萃取法的优点是分离效率高，提取时间短，但在萃取剂的选择和操作条件的控制方面都有较高的要求。
2. 离子交换法离子交换法是利用树脂对稀土元素离子进行选择性吸附和解吸的方法。
它可以同时分离多种稀土元素，分离效率高，但离子交换树脂的选择和操作条件的控制也是种约束。
3. 洗涤爆破法洗涤爆破法是将矿物物料与氧化酸分开的方法。
在水下加入氧化酸发生还原反应，使得含氧化酸的矿物发生爆破作用，不含氧化酸而含稀土元素的矿物则不发生爆破。
通过适当的加速器来达到形成冲击波的目的，进行爆破分离。
洗涤爆破法适用于富集少量稀土元素的矿物。
二、稀土元素的应用技术1. 功能材料中的应用稀土元素在诸多功能材料中都有着广泛的应用，例如，镓、铁、镝喜磁合金，在计算机中具有较好的利用效果；稀土催化剂可广泛应用于清洁能源和节能环保中，如燃煤脱硫、脱硝、催化氧化、催化裂解等；钕铁硼磁体、电子显像管中的发光材料、荧光粉中的稀土掺杂物等。
2. 物理与化学性质中应用稀土元素具有丰富的物理与化学性质，例如磁性、光学、电学等。
利用这些性质，可以在电磁场中，通过对稀土元素激发抛物线路径的形成，获得最大的磁场效应。
稀土元素还广泛应用于核反应堆中，与核燃料反应产生热能，推动液体或气体类工作物质，驱动发电机发电。
3. 应用于环保领域稀土元素在环保领域中有着广泛的应用，可以作为固体废弃物处理、排放污水净化剂、废气脱硫脱硝、生产生物质燃料及造纸等过程中的原催化剂、吸附剂；淀粉、酱油、糖制品等食品的助变剂、香精调味剂；塑料添加剂和涂料中的分散剂和粘度增稠剂等。
稀土元素的重要性及应用领域
稀土元素的重要性及应用领域稀土元素，这一名称或许对许多人来说并不陌生，但要确切地说出它们到底是什么以及在我们的生活中扮演着怎样至关重要的角色，可能就不是那么容易回答的问题了。
稀土元素是一组特殊的金属元素，包括镧系元素（镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥）以及与镧系元素化学性质相似的钪和钇，一共 17 种元素。
它们之所以被称为“稀土”，并不是因为它们很稀少，而是因为它们在自然界中分布较为分散，且提取和分离的过程相对复杂。
稀土元素在现代科技和工业领域中具有不可替代的重要性。
首先，在高科技材料领域，稀土元素发挥着关键作用。
例如，钕铁硼永磁材料中就含有大量的钕元素，这种永磁材料具有极高的磁能积和矫顽力，被广泛应用于电机、风力发电、电动汽车等领域。
相比传统的磁体材料，钕铁硼永磁材料能够大大提高设备的效率和性能，使电机更加小型化、轻量化，同时降低能耗。
在电子信息领域，稀土元素也有着重要的应用。
铕、铽等稀土元素常用于制造彩色荧光粉，使得显示器和照明设备能够呈现出更加鲜艳、逼真的色彩。
此外，稀土元素还用于制造高性能的电容器、电阻器等电子元件，提高电子设备的稳定性和可靠性。
在军事领域，稀土元素更是具有战略意义。
稀土元素可以用于制造高性能的导弹、雷达、卫星等军事装备。
例如，稀土元素能够提高导弹的制导精度和射程，增强雷达的探测能力，提升卫星的通信质量和寿命。
在医疗领域，稀土元素也有其独特的用途。
某些稀土元素的化合物可以作为磁共振成像（MRI）的造影剂，帮助医生更清晰地观察人体内部的组织结构和病变情况。
在环保领域，稀土元素也能大展身手。
稀土催化剂可以用于汽车尾气净化，有效地减少有害气体的排放，降低环境污染。
稀土元素在新能源领域的应用也日益广泛。
随着全球对清洁能源的需求不断增长，稀土元素在太阳能电池、风力发电、新能源汽车等领域的重要性愈发凸显。
例如，在太阳能电池中，镧、铈等稀土元素可以提高电池的光电转换效率；在新能源汽车的电池中，稀土元素能够改善电池的性能和寿命。
稀土金属的特性及其在材料中的应用
稀土金属的特性及其在材料中的应用稀土金属是指周期表中镧系元素和钇、铈组成的17种元素。
它们的特性十分独特，因此广泛应用于各种材料中。
一、稀土金属的特性1. 磁性稀土金属的磁性是其重要特性之一。
它们的磁性性质可分为两类：交换耦合和自旋-轨道耦合。
其中交换耦合是指外部磁场作用下，稀土原子之间的耦合引起的磁性，主要体现在温度较高时；自旋-轨道耦合是指稀土原子内部电子自旋和轨道角动量相互作用引起的内磁场，主要体现在温度较低时。
2. 光学性质稀土金属在可见光谱和紫外光谱中也表现出独特的光学性质。
它们能够吸收和发射特定波长的电磁辐射，使其在光学领域得到广泛应用。
以镧为例，它的蒸气能够发出红、绿、蓝三种颜色的光线，因此在电视彩色荧光粉中广泛应用。
3. 化学性质稀土金属具有化学惰性和高氧化态稳定性的特点。
它们较难与非稀土金属反应，而且氧化态一般较高。
这使得稀土金属在各种合金和氧化物中得到广泛应用。
例如稀土镁铝合金，由于其高的热稳定性、强度和耐腐蚀性，已成为航空航天、汽车、机床等各个领域的热结构部件材料。
二、稀土金属在材料中的应用1. 电子器件材料稀土金属在电子器件中主要用于制造金属氧化物半导体场效应晶体管、固态激光器和液晶显示器等材料。
稀土元素在固态激光器中加入后，可以改变激光的波长和放大系数，具有重要的应用价值。
2. 钢铁冶金材料稀土金属在钢铁冶金中，可以充当剂、脱氧剂和硫化剂等多种作用。
稀土元素铈的添加可以防止热加工过程中的晶粒长大，使结晶界面处的元素分布均匀，从而提高钢材的强度和韧性。
3. 消光剂材料稀土金属中的铈、镝和钆等元素常用于制造消光剂，用于纺织、皮革、橡胶、涂料等行业。
稀土消光剂由于其微米级的颗粒大小，可以把光线分散到各个方向上，使光线散射，从而起到消光的作用。
4. 磁材料稀土金属和铁等元素合成的稀土铁磁材料，是一种具有独特磁性和导电性质的高性能磁材料。
其磁力强度和磁感应强度均远高于通常的磁铁、钙钛矿等磁性材料。
稀土材料在新型涂层材料中的应用研究
稀土材料在新型涂层材料中的应用研究引言涂层材料在各个领域都有广泛的应用，如汽车、航空、电子等。
随着科技的不断进步，对涂层材料的要求也越来越高。
稀土材料因其独特的性质和多功能性而被广泛研究和应用于新型涂层材料中。
本文将探讨稀土材料在新型涂层材料中的应用研究。
稀土材料概述稀土元素是指来自第三周期的分别为57~71的元素，包括镧系元素（lanthanides）和镧系之后的元素。
稀土材料具有一系列独特的物理和化学性质，如高熔点、抗腐蚀、高硬度和优良的磁性。
这些特性使得稀土材料在涂层材料中具有广阔的应用前景。
稀土材料在防腐涂层中的应用防腐涂层是保护金属表面免受腐蚀和氧化的一种常用方法。
稀土材料在防腐涂层中的应用主要表现在以下几个方面：1.氧化稀土材料：氧化稀土材料可以作为涂层的添加剂，提高涂层的耐热性和耐腐蚀性能。
例如，将氧化镧添加到涂层中可以形成一层抗氧化膜，有效延长涂层的使用寿命。
2.稀土离子掺杂：稀土离子可以掺杂到涂层材料中，改变材料的晶体结构和电子结构，从而改善涂层的硬度、导热性和耐磨损性能。
3.稀土光催化剂：稀土材料具有良好的光催化性能，可用于制备光催化涂层。
这种涂层能够利用阳光或其他光源产生催化活性，加速有害物质的分解，具有环境友好性和可持续性。
4.稀土纳米颗粒：稀土材料可以制备成纳米颗粒，并添加到涂层中。
这些颗粒具有优异的光学性能和色彩稳定性，可以使涂层具有抗紫外光辐射和耐候性。
稀土材料在电子涂层中的应用电子涂层在电子器件的制造中起着重要作用。
稀土材料在电子涂层中的应用主要包括以下几个方面：1.稀土薄膜：稀土材料可以制备成薄膜，并应用于电子器件的表面保护。
稀土薄膜具有良好的热传导性能和电磁屏蔽性能，可有效降低器件的发热和电磁干扰。
2.稀土导电材料：稀土材料中的某些元素具有良好的导电性能，可用于制备导电涂层。
这种涂层可以提高电子器件的导电性能和稳定性。
3.稀土发光材料：稀土材料中的某些元素具有良好的发光性能，可用于制备发光涂层。
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2.在石油催化裂化中的应用 石油裂化工业中使用的稀土主要是用于制造稀土分子筛裂化催化剂。稀土分子筛裂化催化剂的活性高、选择性 好、 汽油的生产率高,因而在国内外都受到重视。 稀土在这方面的用量很大。 国产稀土催化剂质量已达国际水平。 除满足国内需要外,还有部分出口。稀土裂化催化剂一般采用混合氯化稀土与钠型γ-型分子筛进行交换制得。 3.在玻璃工业中的应用 稀土在玻璃工业中的应用主要有三点,玻璃着色剂、玻璃脱色剂、制造特殊性能玻璃。稀土玻璃着色剂主要采用 钕、镨和铒的氧化物,还可配合氧化铈使用。脱色剂一般采用二氧化铈、氧化钕。制造特种玻璃例如可用铈或镧 等稀土。 4.在陶瓷工业中的应用 在陶瓷和瓷釉中添加稀土可以减少釉的破裂性并使其具有光泽。稀土用作陶瓷颜料,目前研究最多的是以氧化 锆、氧化硅为基质的镨黄颜料,其次还有以 Al2O3 和 SiO2 为基质的铈钼黄及铈钨黄黄色颜料。其他的稀土颜料 有紫罗兰色颜料(Nd2O+Al2O2+B2O3)、 绿色颜料(由钒锆盐与镨黄制成)、 红色颜料(由氧化铈和氧化镨为着色剂, 加于 ZrO2、SiO2、Al2O3 中,再加 NaCl、MgCl2 助溶剂锻烧而成)、黑色颜料(用氧化钕加氧化镍、氧化钴、氧 化铁、氧化铬煅烧制成)。 5.在农业中的应用 稀土用作微肥能促进农作物生长发育,增加产量。 6.在鞣染工业中的应用 在鞣革工业中已试用稀土化合物与铬化合物联合鞣革,取得了良好效果。在毛线染色中用稀土化合物作助染剂, 产品色泽鲜艳、色牢度好。 7.在新型功能材料中的应用 新型稀土功能材料的研制和应用,近年来发展很快。由于稀土元素的原子外层电子构型相同,离子半径相近,因而 化学性质很相似。 但由于内层 4f 轨道未充满,与 4f电子行为有关,各稀土离子又显示出若干物理特性,利用稀土 的这些特点已研制出若干新型材料,在科学技术各个领域中已广泛使用。 (1)稀土发光材料 稀土发光材料有优良的性能,在发光领域的各个方面多被采用。 彩色电视用荧光粉:稀土红色荧光粉自 1964 年问世以后完全代替了红色荧光粉。 最早使用的是三价铕激活的钒 酸钇(YVO4:Eu3+),以后很快被亮度更高的 Y2O3:Eu3+和 Y2O2S:Eu3+代替。Y2O2S:Eu3+的亮度高,色彩鲜艳而 纯正,几乎是目前唯一的彩色电视用荧光红粉。 1981 年 研 制 成 的 Y2W3O12:Eu3+, 红 色 更 理 想 , 但 能 量 效 率 较 低 , 有 待 改 进 。 彩 色 电 视 用 的 稀 土 绿 粉 有 Gd2O2S:Tb3+和 Y2O2S:Tb3+,其亮度较差,但在后者中加入 Dy3+后亮度有提高,色度也有改进,目前在电视中也已 被采用。 彩色投影响电视用稀土绿粉和红粉 : 因为对温度特性和电流特性要求高 , 现采用的绿粉有 Y2O2S:Tb3+ 、 Gd2O2S:Tb3+、Y3Al5O12:Tb3+,采用的红粉有 Y2O3:Eu3+、Y2W3O12:Eu3+。 飞点扫描管和束引管用稀土荧光粉:这种材料要求余辉短,一般采用 Ce3+激活,因为 Ce3+的发光由 5d→4f 跃迁引 起 , 电子在 5d 能级上的寿命极短。目前采用的有 ZnS:Ce3+ 、 Na0.5La0.5Ga2S4:Ce3+, 它们均发蓝绿色光。 Y2SiO5:Ce3+和 YAlO3:Ce3+也是束引管常用的发光材料。
为:涂料催干剂、涂料固化剂、聚合引发剂及催化剂。溶剂合成催化剂、稀土着色彩砂、稀土颜料、稀土发光及 荧光颜料等。 1.涂料用稀土催干剂 在涂料工业中,传统的催干剂一般是钴、锰、铅、锌、钙等金属的有机酸皂。 虽然它们至今仍在涂料中起重要作用,但也存在着诸如催干效果单一、污染严重、价格高等缺陷。 与传统的催干剂相比,稀土催干剂可弥补传统催干剂的不足,并能充分发挥自身的优良特性。稀土催干剂价廉, 可改善涂料颜色,提高涂膜交联度、硬度和耐溶剂性,能消除铅和钙的污染,克服钴催干剂易引起涂料结皮、涂膜 起皱等缺陷。特别是我国的钴源奇缺,而稀土资源相当丰富。 国外在 50 年代就有稀土催干剂产品上市,其主要组成是铈和锆。而稀土催干剂在国内是新发展起来的品种。我 国稀土催干剂的研究始于 70 年代,代替铅、锰、锌、钙的稀土催干剂已在国内推广多年,代替钴的稀土催干剂已 开始工业化推广。可是,代钴稀土催干剂虽然在国外以美国和日本为首的等国家取得了较大的进展,在国内如广 州东红化工厂、河南新郑塑料化工厂对代钴稀土催干剂也做了大量工作,只能代钴 90%,都没有摆脱对钴的依赖。 目前化工部涂料工业研究设计院已研制出全代钴的稀土催干剂。 (1)稀土环烷酸盐 具体有环烷酸镧、环烷酸铈(轻)、环烷酸铕(中)、环烷酸钇(重)等。用来代替环烷酸铅、环烷酸锰、环烷酸锌、 环烷酸钙。 用于醇酸树脂涂料、 氨基醇酸树脂涂料、 油基漆等涂料中。 研制单位例如有化工部涂料工业研究所、 兰州大学、中山大学等。 (2)叔碳酸轻稀土络合物 与稀土环烷酸盐相比,颜色浅。用途相同。由兰州大学和化工部涂料工业研究所共同研制。 (3)合成脂肪酸稀土催干剂 合成脂肪酸稀土催干剂不仅具有助催干剂作用,而且具有主催干剂作用。可部分取代环烷酸钴,全部取代锰、铅、 锌、钙等金属环烷酸皂的传统催干剂。其颜色浅。用于 C01-1 醇酸清漆,漆膜干燥快、漆膜硬。 (4)异辛酸稀土盐 近年来国内已有少数厂家开始推出发达国家普便采用的异辛酸稀土盐新型涂料高效催干剂,它是取代目前国 内传统环烷酸盐(铅、锌、锰、钙等)的最为理想的广谱涂料专用催干剂。其色泽浅、无环烷酸臭味、溶解性及 稳定性均良好,具有较佳的抗结皮性,大大地提高了涂料的贮存稳定性,它可全部代替环烷酸铅、锰、锌和钙,并能 代替 30%～50%的钴催干剂,而且漆膜的外观、硬度、附着力、光洁度、耐水耐油性均大有改善,可用于醇酸、酚 醛、环氧、酯胶等各种油基性涂料,特别适宜于生产各种规格和型号的浅色涂料、 清漆及专用油漆等。由于其 成本低廉、催干性及其综合性效果佳而倍受涂料行业的青睐。 (5)全代钴催干剂 稀土(铈)、铅、锰、铜等金属离子对涂膜的表干催干速率一般要比钴离子慢 1小时左右。早期的研究工作主要 集中在单纯使用变价金属离子及它们的混合物方面,没有达到全部取代钴的目的。 近年化工部涂料工业研究设计 院通过引入特殊的配合物(有机促进剂)并选择合适的变价金属离子制备了全代钴催干剂。 2.涂料用稀土固化剂 稀土磷酸盐(RPO4)和稀土硫酸盐(R2(SO4)3)这两类稀土盐均可用作建筑涂料的新型高效固化剂,特别是用于水
Hale Waihona Puke 稀土元素及其在涂料工业中的应用（陈秀云)
一、概况 稀土元素又称稀土金属、是稀有元素中的一类。稀土元素包括钪、钇和镧系元素,共有钪、钇、镧、铈、镨、 钕、钜、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥十七种元素。 自从 1794 年发现"钇土"到 1945 年分离出最后一个稀土元素钜共经历了 150 多年,跨越了三个世纪。然而稀土化 学的发展和稀土元素的应用是最近数十年的事。 自二十世纪 40 年代后,原子能工业的迅速发展促进了稀土元 素的研究工作,50年代稀土元素的分离技术进步很快,60 年代后稀土元素的应用得到蓬勃的发展。现在,稀土元 素的应用范围已扩展到科学技术的各个方面,尤其是在近代一些新功能材料的研制和应用中已成为不可缺少的 原料。 稀土元素的化学性质很活泼,可制成多种有用的稀土化合物,例如有稀土氧化物、稀土卤化物、稀土磷酸盐、稀土 硫酸盐、稀土羧酸盐、稀土硝酸盐、稀土碳酸盐、稀土钒酸盐、稀土釉料盐、稀土铬合物等。稀土元素还具有 优良的物理性质,例如它的光学、电学和磁学性质使它成为举世瞩目的、极待开发的新材料宝库。 我国的稀土矿藏资源得天独厚,主要分布在内蒙古、江西、青海、福建、陕西、广西、四川等地。现已探明仅内 蒙古白云鄂博矿区的稀土氧化物储量即达 1 亿吨左右。据报道我国稀土矿源占世界储量的 70～80%。我国的稀 土资源与国外相比,不仅储量大,而且分布广、矿种全、类型多。这为我国的稀土工业、稀土科研及应用提供了 优越的条件。我国应大力开发和研制国内外市场紧缺的具有特种功能的稀土高新科技材料和产品,变资源优势 为产业优势。 本文主要阐述稀土元素及其化合物的应用,特别是在涂料工业中的应用。 二、国内外开发应用现状 国外对稀土元素的开发与应用很重视。 早在 1930 年以前就用 ThO2 和 CeO2制成白炽灯纱罩、 用稀土制打火石、 用稀土氧化物制弧光灯碳极的芯子。到 60年代以后稀土元素的应用更广,例如镧用于制造玻璃、铈用于玻璃的 脱色和抛光、镨和钕用于玻璃着色、铕用于制造荧光粉、钐用于制磁性材料等。特别是在近二、三十年中，国 外对稀土元素的研究和应用蓬勃发展,稀土元素在冶金、化工以及新型功能材料中的应用广泛。在这二、三十年, 我国对稀土元素的研究及应用也取得了较大的进展。目前稀土元素已取得的主要应用归纳如下。 1.在冶金工业中的应用 稀土元素在冶金工业中的用量很大,约占稀土总用量的三分之一,主要是用于钢铁工业。 在炼钢中使用的稀土为混合稀土金属或稀土硅铁合金。稀土加入钢水中可起脱硫脱氧改变夹杂物形态的作用, 从而可提高钢材的可塑性、韧性等物理性能等。还发现钢中的适量稀土金属对焊缝与基体金属的氢致裂纹有明 显的抑制作用。近几年我国对稀土在钢中的应用研究进展较快。目前用稀土处理的钢种有 40 多种,例如有汽车 冲压部件用钢、齿轮用钢、耐热钢、弹簧钢等。 稀土在铸铁中的应用主要是作石墨球化剂(稀土镁铁合金、稀土镁硅铁合金、稀土镁钙硅铁合金等)、形核剂和 对有害元素的控制剂,从而提高铸造性能、改善铸件的机械性能。稀土铸铁在国内发展较快,主要用于钢锭模、 轧辊、铸管和异型件四个方面。 稀土在有色合金中广泛应用,能改善其物理机械性能。应用最多的是铝、镁、铜三个合金系列。
荧光灯用三基色稀土粉:这种发光材料要求显色性好,发光率高。如能降低成本则可大量推广使用。目前采用的 红粉为 Y2O3:Eu3+,绿粉为 Ga2O3・B2O3:Tb3+、Y2SiO5:Tb3+以及磷酸盐 LaPO4:Ce3+,Tb3+等,所采用的蓝粉变 为 Eu3+激活的卤磷酸盐如 Sr10(PO4)6Cl2:Eu3+,(Ca,Sr)10(PO4)6Cl2:Eu3+等。 在其他发光领域如高压水银灯、电致发光、X 射线激发下发光等方面,稀土发光材料均被采用。 (2)稀土激光材料 稀土离子是固体激光材料和无机液体激光材料最主要的激活剂,已用的离子有 Nb3+、 Tb3+、 Ho3+、 Er3+、 Tm3+ 及 Yb3+等。其中以掺 Nb3+的激光材料研究的最多,除钇铝柘榴石(YAG)、铝酸钇(YAP)玻璃等基质外,高稀土浓 度激光材料(如 NdP5O14)已显示出独特性能,可能成为特殊应用的材料。 (3)稀土磁性材料 稀土永磁材料的开发,被认为是近代技术中的一项巨大成就。稀土与钴的金属间化合物具有磁各向异性等特点, 尤其 SmCo5 被认为是目前最好的永磁材料,它具有大的磁能积,保磁力强,目前已在仪表、 宇航装置以及小型的大 电流发电机上使用。在医疗工作上也用作磁疗材料。 近年来已研制出磁能积更大的 Nd-Fe-B 系列永磁材料,它比 SmCo5 的磁能积更大,但居里温度较低,目前正设法改 进,估计今后是一种更好的磁性材料。 利用稀土磁性制出的石榴石单晶或非晶态合金(GdCo,CdFe)已用作计算机存储元件。 磁性材料用于磁致冷技术的研究意义很大。Dy3+、Ho3+、Tb3+等都具很大的磁矩,它们的化合物都是很好的顺 磁材料,一旦实用上有突破,将为稀土开拓出新用途。 (4)稀土超导材料 含稀土的化合物例如 Dy1.2Mo6S8 不仅有磁性而且显示超导性。1987年初美国宣布研制成临介温度为 98°K 的高温超导材料(钇钡铜氧化物),引起世界各国的注意,相继又研制出若干种类陶瓷稀土超导材料。 (5)稀土晶格缺陷材料 二氧化锆和氧化钇形成的立方晶格荧石结构固熔体中,锆和钇阻离子填充阳离子晶格结点,并且靠氧空位补偿稳 定阳离子之间的价差。这种缺陷结构由于氧离子的迁移,使得它具有高导电性。利用 ZrO2-Y2O3 的氧敏感性制 造的氧传感器,已用于汽车上。用镧制成的 La1-xCaxCrO3 是一种很好的发热材料,可用于高温电炉的部件。 (6)稀土储氢材料 利用储氢材料结合氢的特点,可用于纯化氢气。目前研制的稀土储氢材料有 La2Mg17、La2Mg15N12 等。 (7)稀土催化剂 稀土除用于制造石油裂化催化剂外,还可在很多化学反应中作催化剂。例如可在有机合成和聚合反应中作催化 剂。 目前镨钕混合稀土环绕酸盐已成功的用于合成异戊橡胶和顺丁橡胶。 稀土氧化物如 La2O3、 Nd2O3、 Sm2O3 用于环己烷脱氢制苯的催化反应。此外在无机物的合成中也可找到用途,例如用 LnCoO3 代替铂,催化氧化 NH3 以制备硝酸。 三、稀土元素在涂料工业中的应用 稀土元素在涂料工业中的应用,也同样受到国内外的重视。目前已发现的稀土在涂料工业中的应用可主要归纳