稀土元素及应用领域论文

矿床地质

MINERALDEPOSITS2024年4月April，2024第43卷第2期43（2）：443~462

*本文得到国家自然科学基金资助项目（编号：U1812402和41563003）资助第一作者简介梁坤萍，1982年生，女，硕士研究生，矿物学、岩石学、矿床学专业。Email:*****************通讯作者何明勤，1966年生，男，教授，从事矿床学及矿床地球化学研究。Email:*****************收稿日期2022-08-08；改回日期2024-03-25

。孟秋熠编辑。文章编号：0258-7106（2024）02-0443-20Doi:10.16111/j.0258-7106.2024.02.013

贵州瓮福磷矿床大塘矿段稀土元素地球化学特征*

梁坤萍1，何明勤1,2**，田欢欢1

（1贵州大学资源与环境工程学院，贵州贵阳550025；2喀斯特地质资源与环境教育部重点实验室（贵州大学），

贵州贵阳550025）

摘要大塘矿段位于贵州瓮福磷矿白岩矿区，矿体（层）赋存于震旦系陡山沱组（Pt33d），根据成矿的先后时

间，该矿段形成了a矿层（下矿层）、b矿层（上矿层）2个矿层，矿层中间为一白云岩G夹层，是典型的海相沉积碳

酸盐岩型磷矿床。为深入研究该矿段磷矿床的稀土元素地球化学特征，文章通过野外地质调查、光学显微镜观

察、X射线荧光光谱（XRF）与等离子体质谱（ICP-MS）、扫描电镜与能谱（SEM-EDS）等实验方法对其进行了较系

统的分析。研究结果表明，a、b矿层磷矿石的δCe、δEu呈负异常，b矿层较a矿层负异常值更明显，且Y/Ho比值

由a矿层到b矿层逐渐升高，同时结合Ceanom-Nd关系图，均反映出由a矿层到b矿层的形成环境是由相对还原

环境转变为相对氧化环境。b矿层稀土元素PAAS标准化模式曲线较为一致，为中稀土元素略富集的帽状形态，

反映磷矿形成过程中明显有生物或有机质参与；b矿层形成过程中经历了较强的水动力搬运，沉积速率较高，沉

1 / 7 稀土元素的应用

1、稀土元素在传统产业领域中应用

——农业领域：目前发展有稀土农学、稀土土壤学、稀土植物生理学、稀土卫生毒理学和稀土微量分析学等学科。稀土作为植物的生长、生理调节剂，对农作物具有增产、改善品质和抗逆性三大特征；同时稀土属低毒物质，对人畜无害，对环境无污染；合理使用稀土，可使农作物增强抗旱、抗涝和抗倒伏能力。当前我国农田施用稀土面积达5

000—7 000万亩/年，为国家增产粮、棉、豆、油、糖等6—8亿公斤，直接经济效益为10—15亿元，年消费稀土1 100—1 200吨。

稀土元素的应用

——冶金工业领域：稀土在冶金工业中应用量很大，约占稀土总用量的1/3。稀土元素容易与氧和硫生成高熔点且在高温下塑性很小的氧化物、硫化物以及硫氧化合物等，钢水中加入稀土，可起脱硫脱氧改变夹杂物形态作用，改善钢的常、低温韧性、断裂性、减少某些钢的热脆性并能改善加热工性和焊接件的牢固性。------稀土在铸铁中作为石墨球化剂、形核剂核对有害元素的控制剂，提高铸件质量，对铸件的机械性能有很大改善，主要用于钢锭模、轧锟、铸管和异型件四个方面。------在有色合金方面应用，对以有色金属为基的各种合金都有良好的作用，改善合金的物理和机械性能。应用最多的使铝、镁、铜三个系列。

——石油化工领域：稀土用于石油裂化工业中的稀土分子筛裂化催化剂，特点是活性高、选择性好、汽油的生产率高。稀土在这方面的用量很大。

——玻璃工业领域：稀土在玻璃工业中有三个应用：玻璃着色、玻璃脱色和制备特种性能的玻璃。用于玻璃着色的稀土氧化物有钕(粉红色并带有紫色光泽)、镨玻璃为绿色(制造滤光片)等；二氧化铈可将玻璃中呈黄绿色的二价铁氧化为三价而脱色，避免了过去使用砷氧化物的毒性，还可以加入氧化钕进行物理脱色；稀土特种玻璃如铈玻璃(防辐射玻璃)、镧玻璃(光学玻璃)。

——陶瓷工业领域：稀土可以加入陶瓷和瓷釉之中，减少釉和破裂并使其具有光泽。稀土更主要用做陶瓷的颜料，由于稀土元素有未充满的4f电子，可以吸收或发射从紫外、可见到红外光区不同波长的光，发射每种光区的X围小，导致陶瓷的颜色更柔和、纯正，色调新颖，光洁度好。如黄色、紫罗兰色、绿色、桃红色、橙色、棕色、黑色等。稀土2 / 7 氧化物可以制造耐高温透明陶瓷(应用于激光等领域)、耐高温坩埚(冶金)。

收稿日期:2005-05-24作者简介:崔瑞敏(1980-),女,河南郸城县人,硕士研究生,主要从事润滑油极压抗磨剂的制备及性能研究。稀土元素在润滑油添加剂中的应用

崔瑞敏,　郭　薇,　周大鹏,　郭亚军(哈尔滨工程大学化工学院,哈尔滨黑龙江150001) 摘要:纳米稀土粒子具有优异的减摩抗磨性能、极高的承载能力和高温抗氧性能,是一种有很大潜在发展前景的润滑油添加剂。本文综述了纳米稀土粒子的制备方法和作为润滑油添加剂的应用进展、研究现状和各种纳米稀土的润滑机理。关键词:稀土化合物;摩擦学;润滑;添加剂中图分类号:TE624182 文献标识码:A 文章编号:1001-0017(2006)01-0047-03

ApplicationofRareEarthintheLubricatingoilAdditivesCUIRui-min,GUOWei,ZHOUDa-pengandGUOYa-junAbstract:Asanewlubricatingoiladditive,thenanoparticlesofrareearthhaveexcellenttribologicalpropertiessuchasanti-wear,extreme-pressure,frica2tionreducingandanti-oxidation.Inthepaperthepreparationofthenanoparticlesofrareearth,theapplicationandlubricatingmechanismwerediscussed.Keywards:compoundofrareearth;friction;lubricatingadditive

前　言纳米材料由于其独特的结构(

小尺寸效应、大的比表面积、界面效应、量子效应和量子隧道效应),赋予其不同于传统材料的各种独特的性能,其中尤以电学、热学

、磁学和光学、力学和摩擦学的性能最为引人注目。自上个世纪纳米摩擦学科成立以来[1],纳米材料备受摩擦学界学者的关注。纳米材料在摩擦学中的应用和开发,具有重要的价值。而纳米稀土化合物由于其特殊的电子结构,具有不同于其它材料的物理和化学性能。自70年代美国贝尔电话研究所(Bell-TelephoneLab)和NASA的Lewis中心最早开始稀土金属和稀土化合物摩擦磨损黏着特性研究[2-4]以来,稀土元素及其化合物对材料表面的作用引起了摩擦学研究者的关注。其后经研究证明稀土元素及其化合物具有良好的减摩抗磨性能、极佳的极压性能和高温抗氧性,是一种新型的多功能润滑油添加剂,具有广阔的应用前景。1　纳米稀土化合物微粒的制备方法纳米稀土化合物微粒的制备工艺已有一定的发展,主要制备方法有机械法、热物理法和化学法。目前应用最多的是化学法。所谓化学制备主要是通过反应原料液相、气相的离子或分子混合使稀土元素高度分散,在较低反应温度或较温和的化学环境下制备纳米微粒。常用的方法有溶胶-凝胶法,有机配合物前驱体法、沉淀法、水热法、化学气相合成法[5]等。111　溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法制备纳米稀土化合物包括水解反应和聚合反应两个阶段。其基本过程是易于水解的稀土金属化合物(无机盐或稀土金属醇盐)经过水解与缩聚逐渐凝胶化,再经干燥、烧结等处理得到所需材料,经低温化学手段在相当小的尺寸范围内剪裁和控制材料的显微结构,使均匀性达到纳米级水平。与其他制备方法相比,此法能在低温合成无机材料,从分子水平设计和控制材料的均匀性及粒度,最后得到高纯超韧均匀的纳米粒子。112　有机物前驱体法这种方法的原理是由易通过热分解去除的有机配合物与不同金属离子配合物得到高度分散的复合前驱体,然后用热分解的方法去除有机配体得到纳米复合氧化物。该方法的优点是原料来源广,价格便宜,对不能水解聚合的稀土离子,也可通过此法制备。113　沉淀法沉淀法包括直接沉淀法、

《用于闪烁晶体的铈掺杂的硅酸钇和硅酸镥粉体的制备及性能的研究》篇一

一、引言

在核医学、高能物理、核安全等领域，闪烁晶体技术的重要性日益凸显。而作为闪烁晶体的关键材料，稀土元素掺杂的硅酸盐粉体在性能上具有独特的优势。本篇论文主要研究铈掺杂的硅酸钇和硅酸镥粉体的制备工艺及其性能，以期为相关领域提供理论支持和实践指导。

二、材料与方法

1. 材料

本实验所需的主要材料包括：硅酸钇、硅酸镥、铈化合物以及其他化学试剂。所有材料均购自市场优质供应商，确保了实验材料的纯度和可靠性。

2. 制备方法

本实验采用溶胶-凝胶法，将稀土元素铈掺杂到硅酸钇和硅酸镥中，通过高温煅烧得到粉体。具体步骤包括：混合原料、溶解、溶胶化、凝胶化、干燥和煅烧等。

3. 性能测试

对制备得到的粉体进行X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、能谱分析（EDS）以及闪烁性能测试等。

三、实验结果与分析 1. 粉体的制备结果

通过溶胶-凝胶法成功制备了铈掺杂的硅酸钇和硅酸镥粉体，粉体呈均匀的颗粒状，无明显的团聚现象。

2. 粉体的结构与性能分析

（1）XRD分析：通过对制备得到的粉体进行XRD测试，结果表明，粉体具有良好的结晶性，与理论模型相吻合。铈元素成功掺入到硅酸钇和硅酸镥的晶格中，未发现其他杂质相。

（2）SEM分析：通过SEM观察，粉体颗粒大小均匀，形状规则，表面光滑。同时，能谱分析（EDS）结果表明，铈元素在粉体中分布均匀。

（3）闪烁性能测试：对制备得到的粉体进行闪烁性能测试，结果表明，铈掺杂的硅酸钇和硅酸镥粉体具有较高的光输出、快速响应和良好的能量分辨率。其中，铈掺杂的硅酸钇粉体的性能略优于硅酸镥粉体。

四、讨论

本实验成功制备了铈掺杂的硅酸钇和硅酸镥粉体，通过XRD、SEM和EDS等手段对粉体的结构与性能进行了分析。结果表明，粉体具有良好的结晶性、均匀的颗粒形态和优异的闪烁性能。这主要归因于溶胶-凝胶法制备工艺的优点以及稀土元素铈的成功掺杂。同时，我们还发现铈掺杂的硅酸钇粉体的性能略优于硅酸镥粉体，这可能与两种基质材料的性质有关。因此，在实际应用中，可以根据需求选择合适的基质材料。