稀土元素及其在涂料工业中的应用

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，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，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。

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7080%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-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ZrO2SiO2Al2O3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5d4f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Ga2O3B2O3: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98K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La2O3Nd2O3Sm2O3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,特别是用于水玻璃(硅酸钠)无机复配系列建筑涂料中的效果极佳此外它们还可使涂料的颜色柔和漆膜透明度提高机械性能和耐候性大为改进 这是因为经过稀土盐类固化剂复配处理之后的涂层能形成巨大网状分子结构的缘故3.聚合用稀土引发剂和催化剂高价铈(IV)能与醇醛酮-羟基酸胺等有机还原剂组成氧化还原体系引发乙烯类单体聚合,引发过程中Ce(IV)首先与还原体系形成复合结构, 然后逐渐分解形成活性中心,从而引发聚合反应对于具有还原性基团的高分子化合物而言, 如聚乙烯醇,聚酰胺淀粉等,在高分子化合物骨架上产生活性中心,故引发聚合后所得产物基本上为纯的接枝物铈盐引发接枝共聚反应的高效性,使它能广泛地用于高分子接枝共聚反应中乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液经碱催化非均相水解处理后,与Ce4+ 组成引发体系,引发丙烯酸丁酯进行接枝共聚合反应,研究表明,丙烯酸丁酯的转化率随体系中Ce4+浓度增大而增加,从而达到了对乙烯- 醋酸乙烯乳胶粒表面进行接枝反应的目的湖北大学化学与材料学学院有这方面的研究内蒙古化学工业科学院在解决桐油等干性油短缺中用改性脱水蓖麻油代替桐油生产酚醛清漆,其中蓖麻油经脱水脱色后, 是在稀土催化剂的催化下与顺丁烯二酸酐进行部分加成改性的,从而可以全部代替桐油生产酚醛清漆结果证明, 加入稀土后清漆的干性硬度回粘性耐水性优良4.合成溶剂催化剂广西师范大学研究了稀土硫酸盐化合物对合成乳酸乙酯的催化作用 乳酸乙酯是一种用途广泛的水溶性化合物可作为溶剂,用作硝化纤维和醋酸纤维的强力溶剂工业上一般采用浓硫酸为催化剂生产乳酸乙酯,但存在各种缺点用稀土硫酸盐催化剂生产乳酸乙烯取得了较好的效果,产率可达7479%5.稀土着色彩砂近年在建筑厚质装修方面,传统的干粘石水刷石和天然彩色石子己远不能满足现代化建筑业的要求 内蒙古建筑科学院利用内蒙古特有的丰富资源稀土和大量的天然石英砂,成功地研制成一种色泽鲜艳富有宝石感的稀土彩砂厚涂料这种涂料涂层厚有立体感稀土着色的陶瓷骨料的存在,不但赋予涂层艳丽色彩及质感, 同时与丙烯酸系四元共聚乳液结合,发挥了这两种新材料的特点, 从而使涂料保色耐老化性能成为当今之冠,受到涂料界和建筑界的广泛重视, 而且为稀土在涂料工业中的应用开辟了新途径6.稀土复合氧化物远红外辐射材料汽车漆逐渐采用了水溶性漆其中SQL08-1水性电泳沥青漆是较难烘干的, 为此选择了高效远红外干燥技术 长春应用化学研究所和长春第一汽车厂制备了热稳定性好远红外辐射率的远红外辐射材料-铁锰酸稀土钙它不仅对水溶性电泳沥青漆烘干效率高,而且对其他油漆适应性也较好用424#(1000#)釉料为粘接剂,把铁锰酸稀土钙烧结于铁铬铝电阻带上,后面加上铝制反射板,制成电阻带式远红外辐射器,它具有价廉,高效按装维修方便等优点7.发光涂料发光涂料也称荧光涂料传统的发光涂料由硫化物发光颜料(例如锌钙 钡或锶的硫化物)和中性清漆配制而成, 为延长发光时间还加入微量的镭或铀等放射性物质由于传统发光涂料发光余辉时间短,又有放射性物质,在应用中受到很大限制 因此对于长余辉发光涂料的研究引起国内外的重视,并获得了一些新的发光涂料, 例如采用稀土金属离子激活的发光颜料制成的发光涂料 同济大学最近开发了铝酸锶铕长余辉荧光涂料武进恒辉特种发光材料厂生产了蓄能发光涂料(含稀土发光颜料),发光12个小时以上 河南林州市高新技术发光材料厂和辽宁商业研究院共同开发了蓄能型自发光涂料系列,各项指标达到了国际先进水平8.稀土发光颜料传统的发光颜料通常由锌钙钡或锶的硫化物少量助熔剂(如氯化钠)微量活化剂(如氯化铜)混合并煅烧而制成近年发现稀土发光颜料有许多优点,其发光亮度比传统发光颜料要高,余辉时间也长十倍,特别是我国稀土资源丰富价廉 给其研究也带来了有利条件国外对稀土发光颜料的研究非常重视特别是对以铝酸盐作为基质的具有长余辉荧光特性的荧光材料的研究近年也引人注目,在研究中获得了一些新型的发光材料用稀土Eu2+离子激活的铝酸盐,其发光是一种有效的灯用磷光体,Eu2+离子4f7 与4f65d状态重叠,因此由4f65d 基态向4f7基态跃迁形成的发光谱为带状谱,由于外壳层5d 电子的裸露,f-d跃迁能量随晶体环境改变而明显改变通过选择一定的化学组成,掺入适当的阴离子或阳离子,改变晶体场对发光离子的影响, 可得到具有特定的发射波长发光效率高的磷光体1983年Van kemenade 等报道了Eu2+激活4(Sr,Eu)0. 7Al2O3磷光体,发射波峰为490bnm1993年日本发表了"N 夜光"发光颜料,它以铝酸盐为基体,用稀土元素为激活剂,其发光强度和余辉时间增加十倍我国一些高等院校在这方面已有研究,虽然报道的不多,但在90年代初已有研究成果,例如1991年上海同济大学报道了铝酸锶类发光颜料的研究成果,并测定了不同Eu2+ 浓度下磷光体的荧光寿命,有较长的余辉时间目前已用此铝酸锶铕为发光颜料, 用不饱和聚酯树脂和环氧树脂为基料,制备成长余辉发光涂料经过对其发光性能的研究表明,不饱和聚酯涂层和环氧涂层的亮度均随荧光粉含量的增加而增加, 两者的余辉时间也随荧光粉含量的增加而增加当不饱和聚酯涂层的亮度达到最大时,其余辉时间也达到较大的数值,而环氧涂层的余辉时间随荧光粉含量的变化而变化的幅度不大北京市丰台宏业涂装铺料厂发明了高辉度长余辉发光材料,目前已申请了中国专利(CN1152018A,申96100981.0)它由通式为:M N Al2-xBxO4 表示的单斜晶系结晶体构成工中M为碱工金属,一般为锶N为稀土金属,一般为铕而且M的一部分可被Mg Ca Ba中的一种代替N除用铕外,还可用其他稀土元素作附加激活剂常州化工技术开发公司研制并已投入批量生产稀土蓄光型发光颜料 该颜料通过稀土金属离子激活,具有极强的吸光蓄光发光能力它吸收各种可见光后, 在黑暗处能持续发光12小时,起始发光亮度可达6.0cd/m2以上发光强度和持续时间是传统硫酸锌型荧光粉的数十倍,没有放射性,吸光和发光过程可无限重复此外,武进恒辉特种发光材料厂 河南林州市高新技术发光材料厂也均生产类似的稀土发光颜料综上所述,稀土金属的开发应用受到国内外的重视我国稀土资源丰富, 其开发应用前途广阔涂料工业研究人员力争使稀土在本专业中发挥巨大作用。

稀土材料在涂层技术中的应用与性能优化引言涂层技术是一种常见的表面处理方法，在许多领域有着重要的应用。

稀土材料作为一种独特的材料，具有特殊的化学性质和物理性能，因此在涂层技术中的应用具有广阔的发展前景。

本文将介绍稀土材料在涂层技术中的应用及其性能优化的研究进展。

稀土材料在涂层技术中的应用稀土材料在涂层技术中的应用可以分为以下几个方面：1. 提高涂层的耐磨性稀土材料由于其特殊的物理性质，可以有效地提高涂层的耐磨性能。

通过将稀土材料掺入涂层材料中，可使得涂层表面形成一层坚硬的保护层，从而增加涂层的抗摩擦和耐磨性能。

2. 提供防腐蚀功能稀土材料具有良好的抗腐蚀性能，可以在涂层中起到防腐蚀的作用。

稀土材料可以通过化学反应或物理吸附等方式与涂层表面产生一层保护膜，阻止外界氧气、水分等腐蚀介质的侵入，从而有效延长涂层的寿命。

3. 提升涂层的光学性能稀土材料具有独特的光学性能，可以调控涂层的光学特性。

通过掺入适量的稀土材料，可以实现涂层的光谱选择性吸收、散射和透射等功能，从而满足不同领域的光学需求。

4. 改善涂层的导电性能稀土材料可以改善涂层的导电性能。

通过掺入稀土材料，可以增加涂层的导电粒子数量，并提高导电度，从而使涂层具有更好的导电性能。

这在电子器件等领域具有重要的应用价值。

稀土材料在涂层技术中的性能优化研究为了进一步提升稀土材料在涂层技术中的应用性能，研究人员进行了大量的研究，主要包括以下几个方面：1. 优化稀土材料的制备工艺稀土材料的制备工艺对其性能有着重要影响。

研究人员通过调控材料的成分、结构和制备条件等因素，优化稀土材料的制备工艺，以提高其在涂层技术中的应用性能。

2. 探索稀土材料在涂层中的最佳使用比例研究人员通过实验研究，不断探索稀土材料在涂层中的最佳使用比例。

通过合理控制稀土材料的掺入量，可以实现涂层性能的最佳平衡，从而实现更好的应用效果。

3. 验证涂层中稀土材料的稳定性稀土材料在涂层中的稳定性是一个重要的研究方向。