Характеристики редкоземельных металлов

К лантаноидам, или редкоземельным металлам, относятся 16 элементов и подразделяются они на две группы. Группа цериевых металлов включает в себя церий, лантан, неодим, празеодим, самарий. Иттриевые же содержат в себе иттрий и остальные.

Гадолиний - химический элемент, принадлежащий к лантаноидам, с которого начинается иттриевая подгруппа редкоземельных металлов. Представляет собой мягкий, вязкий материал, обладающий серебристо-белым оттенком, который хорошо растворим, однако очень токсичен. Соединения гадолиния получают в результате разделения на фракции оксидов редкоземельных металлов. К основным областям использования относятся ядерная энергетика и электроника, а также медицина, где он широко востребован как парамагнитное контрастное вещество.

Диспрозий - металл из группы редкоземельных элементов с температурой плавления в 1407 С, отличающийся серебристо-серым глянцем. В природе в чистом виде не встречается, но имеется в составе некоторых минералов, в частности, апатита, ксенотима. Служит отличным легирующим элементом цинковых сплавов в металлургии. В медицине ионы диспрозия используются в медицинских лазерах. Также без него не обойтись в электронике, ядерной энергетике.

Европий - серебристый мягкий металл из группы лантаноидов, легко окисляющийся на воздухе. Принадлежит к группе редкоземельных элементов. Вступает в реакцию с подавляющим большинством неметаллов. Без применения европия не обойтись в:

в атомно-водородной энергетике;
в медицине, где его катионы используются в качестве флуоресцентных зондов при диагностике;
при создании лазеров (твердотельных и жидкостных);
в ядерной энергетике.

Индий - легкоплавкий, ковкий металл с серебристым блеском. Использование современной технологии дает возможность получать металл из отходов или промежуточных продуктов выработки цинка, олова, свинца. Содержится его в этих элементах мало от 0,001 до 0,1%. В зависимости от химического состава индий подразделяется на несколько марок: ИН-0, ИН-00, ИН-2. Незаменим при производстве жидкокристаллических экранов, в микроэлектронике, используется как материал для фотоэлементов, как люминофор и т.д.

Иттербий - принадлежит к иттриевой подгруппе. Это металл светло-серого оттенка, получаемый после восстановления в вакууме оксида иттербия посредством лантана или углерода. Используется как технологичный лазерный материал, на его основе создаются разнообразные магнитные сплавы, применяется в атомной технике, в качестве диэлектрика в электронике.

Иттрий - это светло-серый металл, который легко реагирует с минеральными кислотами. Температурный показатель плавления - 1528 С. Обладает рядом уникальных качеств, благодаря чему широко используется в цветной и черной металлургии: для легирования алюминия, добавляют к жаростойким сплавам хрома с никелем, а также в сталь, делая ее структуру мелкозернистой.

Лантан - металл с серебристым отливом из группы редкоземельных сплавов. Отличается тягучестью, ковкостью, обладает повышенной химической активностью, слабо парамагнитен. Используется:

как компонент сплавов магния, никеля, кобальта;
в составе различных катализаторов для крекинга нефти;
как фторид лантана в люминофорах;
в качестве компонента коррозионностойких и жаропрочных сплавов;
в жидком состоянии для извлечения плутония из расплавленного урана.

Лютеций - серебристо-белый металл, не вызывающий затруднений при механической обработке. Среди лантаноидов является наиболее тяжелым элементом и по атомному весу, и по плотности. Его температура плавления среди всех редкоземельных элементов максимальная и составляет 1663 C. Широко используется в металлургии, где при добавлении к хрому и его сплавам, улучшает технологичность и придает отменные механические характеристики. Также не обходятся без лютеция энергетика, ядерная физика, медицина.

Неодим - один из наиболее применяемых металлов из лантаноидов наравне с лантаном, самарием, церием. Легко окисляется на воздухе. Очень важными сферами его применения являются:

сельское хозяйство (для обработки семян с целью ускорения всхожести, повышения урожайности);
металлургия (легирование специальных конструкционных сталей, сплавов);
нефтехимическая отрасль (при изготовлении синтетического каучука) и др.

Празеодим - серебристый металл, принадлежащий к группе лантаноидов. Получают его в смеси с редкоземельными элементами. Медленно окисляется на воздухе, при нагревании возгорается. Используется в металлургии в качестве легирующей добавки к стали. Востребован при изготовлении магнитных сердечников, электровакуумной техники. Его сплавы с кремнием и германием применяются как сверхпроводящие материалы.

Самарий - высокоактивный твердый металлический материал, по внешнему виду напоминающий свинец. Медленно окисляется на воздухе, покрываясь темной пленкой, а в последствии, рассыпается в порошок. Растворим в кислотах. Широко применяется для производства сверхмощных магнитов, термоэлектрических и огнеупорных материалов. В ядерной энергетике необходим для управления атомными реакторами, в микроэлектронике применим в качестве диэлектрика.

Скандий - серебристый легкий металл с желтым отливом. По свойствам близок к кальцию, железу, алюминию, магнию. Создание сплавов и керамик - основная область использования материала. Алюминиево-скандиевые сплавы востребованы в аэрокосмической отрасли. Его соединения могут использоваться в производстве лазеров, МГД-генераторов, солнечных батарей, рентгеновских зеркал.

Тербий - необычный металл из ряда лантаноидов, обладающий множеством уникальных физических характеристик, как и его соединения и сплавы. Потребляется при производстве оптических, термоэлектрических, магнитных материалов, необходим в электронике в качестве люминофора. Оксид тербия используется как высокоэффективный катализатор окисления. В производстве компьютеров немалое значение имеет феррит тербия.

Тулий - серебристый блестящий металлический элемент из разряда лантаноидов. Основным источником является монацитовая руда. Отличается мягкостью, ковкостью, пластичностью, реагирует с галогенами и кислородом. Используется в ядерном реакторе в составе контрольного материала, а также применим в магнитных носителях информации, в термоэлектрических и лазерных материалах.

Церий - распространенный редкоземельный металл с серебристым блеском. Химически активный материал, хорошо соединяющийся с азотом, кислородом, водородом. При температуре свыше 300С воспламеняется и преобразуется в диоксид церия. Широко востребован в металлургии, медицине. Используется при производстве источников света, катализаторов, огнеупорных, термоэлектрических и абразивных материалов.

Эрбий - белый металл с серебристым отливом. Содержится в монацитовых песках. Взаимодействует с минеральными кислотами, в результате чего образуются соли эрбия. При нагревании реагирует с галогенами, кислородом и другими неметаллами. Используется для изготовления высокоэффективных лазерных материалов, в качестве активатора люминофоров, при создании сверхдлинных оптических трасс. Также одно из важных направлений использования - обеспечение безопасности работы атомных реакторов.