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稀土永磁材------高新科技的宠儿(一)

       随着日益更新的科学技术,材料的选择已成为科学家们重点讨论的对象。而稀土新材料的开发大大提高了我国稀土产业自身高技术应用水平以及其在高技术领域的应用技术。稀土新材料主要包括稀土永磁材料、稀土发光材料、稀土贮氢材料、稀土催化剂材料、稀土陶瓷材料及其它稀土新材料如稀土超磁致伸缩材料、巨磁阻材料、磁致冷材料、光致冷材料、磁光存储材料等。

       为什么这么说,首先我们先来了解一下稀土元素的物理化学性质。正是由于稀土元素独特的物理化学性质,决定了其在高新技术领域具有极为广泛的用途,成为“宠儿”。稀土元素的物理性质:稀土元素具有独特的4f电子结构,大的原子磁距,很强的自旋轨道耦合等特性,与其它元素形成稀土配合物时,配位数可在3~12之间变化,并且稀土化合物的晶体结构也是多样化的。

       稀土永磁材料因其合金成份不同,目前可分为三类:(1)稀土-钴永磁材料:SmCo5、Sm2Co17;(2)稀土-铁永磁材料:Nd2Fe14B;(3)稀土铁氮(RE-Fe-N系)或稀土铁碳(RE-Fe-C系)永磁材料目前我们开发应用的NdFeB永磁体已广泛地用于能源、交通、机械、医疗、计算机、家电等领域。但我国NdFeB产业仍未形成规模化经营,产品多为中低档产品,磁能积一般小于45MGOe,多为40MGOe以下产品,因而多用于音响器材、磁化器、磁选机等中低档领域;而日本NdFeB生产只集中于几个大厂,其产品多为40MGOe以上产品,多用于计算机VCM、新型电机、MRI等高技术领域。

        同时,因为稀土发光材料的优点是吸收能力强,转换率高,可发射从紫外到红外的光谱,在可见光区域,有很强的发射能力,且物理化学性质稳定。稀土发光材料因其激发方式不同又可分为稀土阴极射线发光材料、稀土光致发光材料、X射线稀土发光材料、稀土闪烁体、稀土上转换发光材料及其它稀土功能发光材料。目前,稀土发光材料主要用于彩电显像管、计算机显示器、照明、医疗设备等方面。

      彩电显像管和计算机显示器使用的稀土发光材料属阴极射线发光材料。目前彩管中红粉普遍使用的是铕激活的硫氧化钇Y2O2S∶Eu磷光体,粒度6~8μm,计算机显示器要求发光材料提供高亮度、高对比度和清晰度,其红粉也采用Y2O2S∶Eu,但Eu含量要高一些,绿粉为Tb3+激活的稀土硫氧化物 Y2O2S∶Tb,Dy及Gd2O2S∶Tb,Dy高效绿色荧光体,粒度为4~6μm。有消息报导说蓝粉也将由稀土发光材料取代锌、锶硫化物粉〔2〕。大屏幕投影电视的红粉也为Y2O2S∶Eu,绿粉为Tb激活的稀土发光材料。

      稀土发光材料的另一项重要应用是稀土三基色节能灯,它使用的稀土三基色荧光粉是光致发光材料,稀土节能灯发光效率高,节约电力,其开发应用受到世界各国重视。此外,还有稀土上转换发光材料,广泛用于红外探测。某些上转换稀土发光材料如BaYF5∶Yb,Er可将红外线转换成可见光,夜视镜中使用的就是这种材料。

 

未完待续....


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