稀土元素镨及其应用
2019-01-30 10:26:27
镨在化学元素周期表中位居镧系元素的第三位,在地壳中的丰度为9.5ppm,仅低于铈、钇、镧、钪,是稀土中第五大富存元素.但正如他的名字一样,镨是个朴素无华,个性似乎不太突出的稀土家族成员。
在稀土元素的发现史上,镨和钕是同时被发现的。1841年,那位曾经发现了镧的瑞典化学家莫桑德尔(C.G. Mosander)从“镧土”中发现了新“元素”,性质与镧非常相似,将其定名“迪迪姆”(Didymium,希腊语为“双胞胎”的意思),但它不是单一元素,而是镨钕化合物。又过了40多年,那位曾经发明了钍铈汽灯纱罩的奥地利人韦尔斯巴赫(C.F.Auer Von Welsbach),也正是在发明汽灯纱罩的1885年,成功地将“镨钕”这对“连体双胞胎”实施了分离手术,从中分离出绿色的镨盐和玫瑰色的钕盐,确定它们是两种新元素。一个取名为“镨”(Praseodymium),来自希腊字prason,意思是绿色化合物,因为镨盐水溶液会呈现出鲜艳的葱绿色;另一个元素则取名为“钕”(Neodymium)。这对“连体双胞胎”的成功分离,使他们从此可以各自施展才华。
镨作为用量较大的稀土元素,很大一部分是以混合稀土的形式被利用,比如用作金属材料的净化变质剂、化工催化剂、农用稀土等等。镨钕是稀土中性质最为相似又最难分离的一对元素,用化学法很难将其分离,工业生产通常采用萃取法和离子交换法。如果把他们成双入对地以镨钕富集物形式使用,可以充分发挥其共性作用,价格也比单一元素产品便宜。镨钕合金(镨钕金属)已成为独立产品,既可用于永磁材料,也可作为有色金属合金改性添加剂。以镨钕富集物的形式加入Y型沸石分子筛中制备石油裂化催化剂,可提高催化剂的活性、选择性和稳定性。作为塑料改性添加剂,在聚四氟乙烯(PTFE)中加入镨钕富集物,可明显提高PTFE的耐磨性能。
稀土永磁材料是当今最热门的稀土应用领域。镨单独用作永磁材料性能并不突出,但他却是一个能改善磁性能的优秀协同元素。无论是第一代稀土永磁材料钐钴永磁合金(SmCo5),还是第三代稀土永磁材料钕铁硼(Nd2Fe17B),加入适量的镨都能有效地提高和改善永磁材料性能。如在SmCo5中加入部分Pr取代Sm可以提高永磁材料的磁能积,两者的比例一般为80%Sm—20%Pr,若镨加入过多反而会降低材料的矫顽力和稳定性。在第三代稀土永磁材料钕铁硼中,添加镨可以提高材料的矫顽力,德国、日本等国在生产高矫顽力钕铁硼磁体时,均加入部分镨。镨的加入量为5%~8%,最高达10%,可取代1/3的钕。磁性材料对镨质量要求较高,至少应达到钕的同等质量。加入镨还能提高磁体抗氧化性能(耐空气腐蚀)和机械性能,已被广泛应用于各类电子器件和马达上。另外,在钐铁氮新型稀土粘结永磁材料(Sm)2Fe17N9中加Pr也能改善性能,这将进一步扩大镨的应用。因此,随着镨在永磁材料的应用发展,镨的用量和价格不断攀升,已成为稀土产品中的“新宠”。
镨还可用于研磨和抛光材料。众所周知,纯铈基抛光粉通常为淡黄色,是光学玻璃的优质抛光材料,已取代抛光效率低又污染生产环境的氧化铁红粉。但人们发现,氧化钕对抛光作用不大,但镨却有良好的抛光性能。含镨的稀土抛光粉会呈红褐色,也被称作“红粉”,但这种红不是氧化铁红,而是由于含有氧化镨使稀土抛光粉颜色变深。镨还被用新型磨削材料,制成含镨刚玉砂轮。与白刚玉相比,在磨削碳素结构钢、不锈钢、高温合金时,效率和耐用性可提高30%以上。为了降低成本,过去多用镨钕富集物为原料,故称镨钕刚玉砂轮。
镨在光纤领域的用途也越来越广,已开发出在1300~1360nm谱区起放大作用的掺镨光纤放大器(PDFA),技术日趋成熟。PDFA以其优异的性能价格比,对我国当前大量铺设的1550nm的CATV系统光纤有线电视的兴建改造与系统升级有着重大的实际意义。PDFA将从根本上改变现有的1550nmCATV的网络格局,使1310nmCATV系统在HFC系统改造中成为替代1550nm系统的理想选择。
镨盐(草酸或碳酸盐)经高温灼烧,可形成棕黑色的氧化物Pr6O11,其构成就如同4个PrO2和1个Pr2O3的组合,表明镨有很强的呈正4价倾向。将氧化镨加入硅酸锆中会呈亮黄色,可用作陶瓷颜料-镨黄。镨黄(ZrO2-Pr6O11-SiO2)被认为是最好的黄色陶瓷色料,在高达1000℃仍保持稳定,可用于一次性或重烧工艺。镨进入硅酸锆晶格,占材料成份约5%。镨黄被广泛应用于建筑陶瓷和日用陶瓷着色,可单独作釉下颜料,也可与陶瓷釉混合制成色釉,其着色鲜艳亮丽,色泽纯正,随含镨量的多少,可深至琥珀黄,浅至乳白黄,用其代替传统的钒锡黄和钒锆黄,可克服原先的褐色调,用来制作卫生和建筑陶瓷,色调高洁淡雅。用其可制作独特的仿象牙工艺美术和日用陶瓷,色彩亮丽精美,深受陶瓷业的青睐。我国、意大利和西班牙,作为建筑瓷砖的主要生产国,都拥有很大的镨黄消费市场。通过氧化镨与其他元素配伍,还能调配出锆镨钒绿、锆镨钒橙等陶瓷色料。调整氧化镨与五氧化二钒的比例,还可制作出黄色与天蓝之间色调的陶瓷色料。在镨黄中加入CeO2,能形成略带红色的娇黄色。全球用作镨黄为主的陶瓷着色剂消费的氧化镨估计上千吨。
镨还被用作玻璃着色剂,色彩丰富,也有很大的潜在市场。可制得具有鲜亮韭绿和葱绿色彩的“镨绿”玻璃制品,既可制作绿色滤光片,又可用于工艺美术玻璃。在世界闻名的意大利威尼斯和捷克的水晶玻璃中都会看到镨的亮绿色彩。在玻璃中加入氧化镨和氧化铈,可用作电焊用的护目镜玻璃。硫化镨还有望成为实用的绿色塑料着色剂。镨元素符号Pr英文名称Praseodymium原子序数59相对原子质量(12C = 12.0000)140.90765 发现年代1885年发现人Baron Auer von Welsbach (奥地利,维也纳)原
子
结
构原子半径(?):2.67离子半径(?):1.013共价半径(?):1.65氧化态:3,4原子体积cm3/mol:20.8电子构型: 1s2 2s2p6 3s2p6d10 4s2p6d10f3 5s2p6 6s2物理性质状态:软的银白色金属熔点(℃):931沸 点(℃): 3512比 热(J/gK):0.19密度 (g/cc,300K):6.77熔化热(KJ/mol):6.89蒸发热 (KJ/mol):296.8导电率(106/cm Ω): 0.0148导热系数 (W/cm K ): 0.125地质
数据丰度海水中(ppm).:地壳 (ppm.):9.5大西洋表面:4 × 10-7大西洋深处:7 × 10-7大气(p.p.m.)/体积:太平洋表面:4.4 × 10-7太平洋深处:10 × 10-7生
物
数
据人体中含量(ppm):器官中:非常低人(70Kg)均体内总量(mg):非常低。日摄入量/mg: 未知矿
产
资
源工业矿物:主要产地混合性(氟碳铈+独居石)中国内蒙古自治区包头白云鄂博矿山氟碳铈矿(Bastnaesite)
CeLaFCO3(轻稀土)美国芒廷帕斯矿山(加利福尼亚)中国四川冕宁、山东微山独居石(Monazite )
(CeLaTh)PO4(轻稀土)澳大利亚韦尔德山、东西海岸海滨沙矿印度西南海滨沙、中国广东和台湾海滨沙稀土磷灰石俄罗斯科拉半岛铈铌钙钛矿俄罗斯托姆托尔碳酸岩风化壳稀土矿床离子型矿(中钇富铕)中国江西寻乌、广东平远配分
Pr %包头混合型矿四川氟碳铈矿中钇富铕离子型矿广东南山海独居石5—64—56—85—6应用领域金属、合金钢铁与有色金属改性剂、永磁材料混合氧化物石油裂化催化剂、农用稀土、助染助鞣单一氧化物陶瓷和玻璃着色剂、光纤、抛光粉、塑料颜料、有机化合物化工催化剂、稳定剂和改性剂;饲料添加剂
金 属 镨 钕国际标准
2019-01-03 14:43:33
分子式:Pr-Nd 性 状:银灰色金属块状,呈金属光泽,在空气中易氧化。 规 格 Specifications 镨钕金属标准 Standard 用途:主要用作钕铁硼永磁合金原料。 包 装:内塑料袋,外铁桶或铁桶充氩气包装,每桶50公斤或250公斤。 我们可以根据用户要求研制、生产各种规格的稀土产品。产品牌号 Codes化学成分%Chemical compositions稀土总量TRE钕相对纯度Nd/TRE镨相对纯度Pr/TRE杂质含量 不大于Impurities Max稀土杂质非稀土杂质Non-RE不小于MinFeMgMoSiA1CPN-759975±225±20.10.20.020.050.040.040.03PN-809980±220±2 典型示例 Examples:产品牌号 Codes化学成分%Chemical compositions稀土总量TRE钕相对纯度Nd/TRE镨相对纯度Pr/TRE杂质含量 不大于Impurities Max稀土杂质非稀土杂质Non-REFeMgMoSiA1CPN-7599.4774.8325.100.070.0860.0040.0080.0120.0230.020PN-8099.5880.8319.710.060.0930.0030.0030.0180.0170.022
稀土元素镨(Pr)的用途
2019-01-30 10:26:34
镨(Pr) 大约160年前,瑞典人莫桑德从镧中发现了一种新的元素,但它不是单一元素,莫桑德发现这种元素的性质与镧非常相似,便将其定名为“镨钕”。“镨钕”希腊语为“双生子”之意。大约又过了40多年,也就是发明汽灯纱罩的1885年,奥地利人韦尔斯巴赫成功地从“镨钕”中分离出了两个元素,一个取名为“钕”,另一个则命名为“镨”。这种“双生子”被分隔开了,镨元素也有了自己施展才华的广阔天地。镨是用量较大的稀土元素,其用于玻璃、陶瓷和磁性材料中。镨 镨黄(釉用) 原子红(釉用)镨钕合金氧化镨氟化镨钕
镨的广泛应用:
(1)镨被广泛应用于建筑陶瓷和日用陶瓷中,其与陶瓷釉混合制成色釉,也可单独作釉下颜料,制成的颜料呈淡黄色,色调纯正、淡雅。
(2)用于制造永磁体。选用廉价的镨钕金属代替纯钕金属制造永磁材料,其抗氧性能和机械性能明显提高,可加工成各种形状的磁体。广泛应用于各类电子器件和马达上。
(3)用于石油催化裂化。以镨钕富集物的形式加入Y型沸石分子筛中制备石油裂化催化剂,可提高催化剂的活性、选择性和稳定性。我国70年代开始投入工业使用,用量不断增大。
(4)镨还可用于磨料抛光。另外,镨在光纤领域的用途也越来越广。
铝氧化制作标牌氧化方法
2019-02-28 10:19:46
铝氧化标牌制造、面板的氧化办法有以下几种: 1.沟通氧化上色,氧化膜软合适冲压凸字后加工; 2.室温硫酸氧化合适染黑色; 3.低温硫酸氧化,氧化膜详尽又硬,合适染印地素、金色染料等; 4.硫酸、草酸混酸氧化可在常温条件下得到硬氧化膜; 5.瓷质氧化用铬酸和阳极氧化,表面同瓷釉.
紫铜氧化
2017-06-06 17:50:09
紫铜氧化以后是会变成黑色,长期在潮湿环境中会变绿色。紫铜很容易氧化,这对于一些工厂想要长期的储存紫铜是一个很大的问题。那么如何有效的防治紫铜氧化这个问题呢?首先来了解一下紫铜的一些性质:紫铜 因呈紫红色而得名。它不一定是纯铜,有时还加入少量脱氧元素或其他元素,以改善材质和性能 ,因此也归入铜合金。中国紫铜加工材按成分可分为:普通紫铜(T1、T2、T3、T4)、无氧铜(TU1、TU2和高纯、真空无氧铜)、脱氧铜(TUP、TUMn)、添加少量合金元素的特种铜(砷铜、碲铜、银铜)四类。紫铜的电导率和热导率仅次于银,广泛用于制作导电、导热器材。紫铜在大气、海水和某些非氧化性酸(盐酸、稀硫酸)、碱、盐溶液及多种有机酸(醋酸、柠檬酸)中,有良好的耐蚀性,用于化学工业。另外,紫铜有良好的焊接性,可经冷、热塑性加工制成各种半成品和成品。20世纪70年代,紫铜的
产量
超过了其他各类铜合金的总
产量
。防治紫铜氧化主要有一下几个方法:1.定期用稀盐酸清洗铜锈,因为附着的铜锈也会加速铜的氧化。 2.可在铜棒表面涂抹油类,减少与空气接触。3.保持储存环境的通风,干燥4.防锈油漆5.铜棒中的杂质
金属
或者碳元素都会加速氧化。想要了解更多关于紫铜氧化的信息,请继续浏览上海
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网。
黄铜氧化
2017-06-06 17:50:00
黄铜氧化是指黄铜件经过一系列的氧化工艺从而给黄铜件镀上一层氧化膜的过程。对于黄铜件的防腐蚀具有重要的作用。 黄铜氧化方法一般是黄铜件在含有碱式碳酸铜的氨液中进行氧化,该黄铜氧化工艺具有工艺设备简单,可室温操作,成膜速度快,生产成本低等优点,被认为是黄铜材料的主要氧化方法。 黄铜氧化缺点:常因氧化前预处理方法选用不当和难以避免沉淀于膜上的红色挂霜等问题的存在,往往不能获得理想的氧化膜质量,阻碍了该工艺进一步应用和发展。 黄铜氧化成膜速度过慢原因: 黄铜氧化速度过慢,一般是因为氧化溶液使用一定时间之后,溶液开始老化,由原来的清亮透彻的深蓝色变成混浊的蓝黑色,这是溶液中积聚过多的锌盐和消耗过多的原溶液所致,这时应该更换溶液,但更换时最好留下1/l0~1/20旧液作为“药引子”,这样使用效果好。虽然这样,但也不要当天即用。 黄铜氧化溶液若要继续使用,则需加点温(30~40℃),但此时所获膜层颜色显得较黑,光泽性也比较差。 为提高黄铜氧化溶液的利用率,黄铜氧化溶液使用时尽可能不加温,使用后妥善保管。 黄铜氧化氧化膜表面红色挂灰,其产生的原因是:(1)黄铜氧化氧化液使用过久,有少量金属铜游离析出;(2)黄铜氧化氧化过程中的置换铜层;(3)黄铜氧化氧化前预处理过程中酸洗不当,工件表面已有置换铜层。 上述三点中除了(3)可在酸洗中采取措施去除之外,(1)和(2)两点较难避免,只能黄铜氧化氧化后在膜上设法除去。经过多种酸、碱处理试验发现,用5~7g/L的氰化钠溶液清洗黄铜氧化氧化膜上的红色挂灰效果最好,经此溶液中清洗后的黄铜氧化氧化膜表面不但红色挂灰全部消失,而且黄铜氧化氧化膜色泽更佳,呈深乌黑色,操作也很方便,是一种理想的除挂灰方法。 更多关于黄铜氧化的资讯,请登录上海有色网查询。
铝板氧化
2017-06-06 17:50:09
有关铝板氧化的过程:以铝板为阳极置于电解质溶液中,利用电解作用,使其表面形成氧化铝薄膜的过程,称为铝板的阳极氧化处理。其装置中阴极为在电解溶液中化学稳定性高的材料,如铅、不锈钢、铝等。铝阳极氧化的原理实质上就是水电解的原理。当电流通过时,在阴极上,放出氢气;在阳极上,析出的氧不仅是分子态的氧,还包括原子氧(O)和离子氧,通常在反应中以分子氧表示。作为阳极的铝被其上析出的氧所氧化,形成无水的氧化铝膜,生成的氧并不是全部与铝作用,一部分以气态的形式析出。 阳极氧化膜生长的一个先决条件是,电解液对氧化膜应有溶解作用。但这并非说在所有存在溶解作用的电解液中阳极氧化都能生成氧化膜或生成的氧化膜性质相同。 阳极氧化按电流形式分为:直流电阳极氧化,交流电阳极氧化,脉冲电流阳极氧化。按电解液分有:硫酸、草酸、铬酸、 混合酸和以磺基有机酸为主溶液的自然着色阳极氧化。按膜层性子分有:普通膜、硬质膜(厚膜)、瓷质膜、光亮修饰层、半导体作用的阻挡层等阳极氧化。铝及铝 合金常用阳极氧化方法和工艺条件见表-5。其中以直流电硫酸阳极氧化法的应用最为普遍。 阳极氧化膜由两层组成,多孔的厚的外层是在具有介电性质的致密的内层上上成长起来的,后者称为阻挡层(也称活性层)。用电子显微镜观察研究,膜层的纵横面几乎全都呈现与
金属
表面垂直的管状孔,它们贯穿膜外层直至氧化膜与
金属
界面的阻挡层。以各孔隙为主轴周围是致密的氧化铝构成一 个蜂窝六棱体,称为晶胞,整个膜层是又无数个这样的晶胞组成。阻挡层是又无水的氧化铝所组成,薄而致密,具有高的硬度和阻止电流通过的作用。阻挡层厚约 0.03-0.05μm,为总膜后的0.5%-2.0%。氧化膜多孔的外层主要是又非晶型的氧化铝及小量的水合氧化铝所组成,此外还含有电解液的阳离子。 当电解液为硫酸时,膜层中硫酸盐含量在正常情况下为13%-17%。氧化膜的大部分优良特性都是由多孔。 外层的厚度及孔隙率所觉决定的,它们都与阳极氧化条 件密切相关。 更多铝板氧化信息请详见于上海
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阳极氧化及化学氧化的区别
2018-12-28 09:57:31
★阳极氧化的概念:铝及其合金在相应的电解液和特定的工艺条件下,由于外加电流的作用下,在铝制品(阳极)上形成一层氧化膜的过程.阳极氧化如果没有特别指明,通常是指硫酸阳极氧
1、阳极氧化的作用:
☆防护性
☆装饰性
☆绝缘性
☆提高与有机图层的结合力.
☆提高与无机覆盖层的结合力
☆开发中的其它功能
2、铝合金的化学转化膜处理(化学氧化,钝化,铬化)
★铝合金的化学转化膜通过化学氧化取得,可参考美军标MIL-C-5541。
★为什么要进行铝合金的化学转化膜处理?
☆加强铝合金的防锈能力。
☆可以起稳定接触电阴的作用。(曾经一客户产品要求导电氧化,其目的就是起稳定接触电阻及导电作用)
☆转化膜较薄(约0.5~4um),质软、导电、多孔,有良好的吸附能力,通常做为油漆或其他涂料的底层。
☆不改变材料的机械性能。
☆设备简单、操作方便、价格便宜。
☆不影响工件尺寸。
★转化膜厚度
铝合金表面的化学转化膜较薄约0.5~4um,转化膜是一种凝胶体,很难直接测量,通常只是称量工件化学氧化前后的重量,或以表面色泽和盐雾试验来判断氧化膜的耐蚀能力。
★划伤后的防腐功能
铝合金表面的化学转化膜是一种凝胶体,此胶体在转化膜划伤后可以移动,划伤痕周围的凝胶会移动至划伤表面,结合在一起,继续、阻挡铝合金被腐蚀,仍然有防腐功能。
★颜色
铝合金化学转化膜的色泽有灰色、白色、草绿色、金黄色、彩虹色,转化膜的最终色泽,由采用的转化膜药水、操作工艺条件有关。
3、阳极氧化与导电氧化的区别
1).阳极氧化是在通高压电的情况下进行的,它是一种电化学反应过程;导电氧化(又叫化学氧化)不需要通电,而只需要在药水里浸泡就行了,它是一种纯化学反应。
2).阳极氧化需要的时间很长,往往要几十分钟,而导电氧化只需要短短的几十秒。
3).阳极氧化生成的膜有几个微米到几十个微米,并且坚硬耐磨,而导电氧化生成的膜仅仅0.01—0.15微米左右。耐磨性不是很好,但是既能导电又耐大气腐蚀,这就是它的优点。
4).氧化膜本来都是不导电的,但因为导电氧化生成的膜实在是很薄,所以就是导电的了。
阳极氧化与导电氧化的区别
2018-12-28 09:57:24
1)阳极氧化是在通高压电的情况下进行的,它是一种电化学反应过程;导电氧化(又叫化学氧化)不需要通电,而只需要在药水里浸泡就行了,它是一种纯化学反应。
2)阳极氧化需要的时间很长,往往要几十分钟,而导电氧化只需要短短的几十秒。
3)阳极氧化生成的膜有几个微米到几十个微米,并且坚硬耐磨,而导电氧化生成的膜仅仅0.01-0.15微米。耐磨性不是很好,但是既能导电又耐大气腐蚀,这就是它的优点。
4)氧化膜本来都是不导电的,但因为导电氧化生成的膜实在是很薄,所以就是导电的了。
氧化稀土
2017-06-06 17:50:12
氧化稀土(分子式:Re2O3,分子量:328)包括混合稀土氧化物、钐铕钆富集物、单一稀土氧化物。(1)混合稀土氧化物:主要由吸附性矿经过酸溶、草酸沉淀灼烧成混合稀土氧化物。呈深棕色粉末,不溶于水,可溶于酸。用于制取混合稀土
金属
、单一稀土产品。采用双层塑料袋,外套铁桶,每桶净重50kg包装。其质量规格为企业标准。(2)钐、铕、钆富集物:是由混合稀土氯化物经P204或P507分组制得,其氧化物为粉状,氯化物为结晶状。可提取钐、铕、钆的纯
金属
。采用内双层塑料袋,每袋净重5~10kg,外套钙质塑料箱包装。出口规格为:REO不小于92%;Sm2O3不小于30%;EuO3 不小于8%;Gd2O3不小于10%。检验标准GB11065.1~11065.3—89。(3)单一稀土氧化物:包括氧化镧、氧化铈、氧化镨、氧化钕、氧化钐、氧化铕、氧化钆。 由氯化稀土经电解或P507萃取分离制得。采用内衬塑料袋,外套铁桶,每桶净重50kg 包装。可制造各种光导玻璃部件、光导纤维、用于陶瓷、催化剂、电子、激光材料和磁性材料等。注意事项产品易吸水潮解,须存放在干燥的地方,不得露天存放,包装必须严密。更多有关氧化稀土的内容请查阅上海
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