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稀土金屬鋱(Tb)的生產(chǎn)方法及應(yīng)用
金屬鋱(Tb)是重稀土金屬中較為重要的元素之一。它的熔點(diǎn)為1365℃,沸點(diǎn)為3230℃, 密度為8.272g/cm3。
20世紀(jì)60年代,我國(guó)研制Tb成功后,逐步轉(zhuǎn)入工業(yè)化生產(chǎn)。80年代后已能批量生產(chǎn)Tb。目前的制備工藝及設(shè)備處于成熟發(fā)展,并成為世界上Tb的生產(chǎn)大國(guó)。生產(chǎn)Tb的方法有三種方法:( 1 ) 金屬鈣還原法;( 2 ) 中間合金蒸餾法;( 3 ) 還原蒸餾法。因金屬鈣還原法的優(yōu)點(diǎn)突出而在工業(yè)生產(chǎn)中常用。
金屬鋱應(yīng)用狀況是:
1、在稀土永磁材料中的應(yīng)用
“磁中之王”的燒結(jié)NbFeB永磁體具有較好的磁性能,如磁體的剩磁量、矯頑力和最大磁能積以及較高的工作溫度,使其應(yīng)用廣泛。
在燒結(jié)NbFeB磁體中加人純Tb ( ≥99%)2 % ~3 %后,可提高矯頑力及其它性能( 如熱穩(wěn)定性、抗蝕性和工作溫度等) 。我國(guó)每年在這方面的用量約16t左右。NbFeB磁體Tb是的主要用途之一。
2、在稀土超磁致伸縮材料的應(yīng)用
稀土超磁致伸縮材料是用稀上( Tb,Dy ) 和鐵( F e ) 制成的合金,這種合金在磁化狀態(tài)下發(fā)生線性變化的現(xiàn)象。常見的牌號(hào)是Tb0.3Dy0.7Fe1.95和Tb0.3Dy0.73Fe2合金。因?yàn)樗鼈兊耐屏Υ蟆⑥D(zhuǎn)換率高,且穩(wěn)定性和可靠性較好。所以這兩種材料的應(yīng)用十分廣泛。Tb用量約5.0t。
3、在稀土磁光材料的應(yīng)用
磁光材料指的是在磁場(chǎng)或磁矩作用下,物質(zhì)的電磁特性會(huì)發(fā)生變化,因而使通向該物質(zhì)的光的傳輸特性也隨之發(fā)生變化,光通向磁場(chǎng)或磁矩作用下的物質(zhì)時(shí),其傳輸特性的變化稱為磁光效應(yīng)。用稀土鋱制成的則為稀土鋱磁光制料。
利用它的磁光特性及光,電磁的相互作用和轉(zhuǎn)換可制成多種光學(xué)器件,如調(diào)制器、環(huán)行器、存儲(chǔ)器和光盤等。特別是Tb可用于計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)元件存儲(chǔ)能力提高10-15倍。
4、在稀土螢光材料的應(yīng)用
目前,我國(guó)的稀土熒光粉包括作顯示用的彩管熒光粉及作照明用的三基色熒光粉。主要用于國(guó)內(nèi),還有部分出口。Tb在熒光粉中起著激發(fā)劑作用,如對(duì)磷酸鹽、硅酸鹽和鈰鎂鋁酸鹽等的基質(zhì)進(jìn)行激發(fā)作用而發(fā)出綠色光,光色好又純正。用量也不少。
此外Tb與有色金屬制成合金也在發(fā)展中,如Tb與Mg的制成的TbMg合金,可望成為制造新型永磁材料的重要添加劑。
我國(guó)是稀土資源大國(guó),稀土儲(chǔ)量居在全球第二位。其中Tb資源,占世界首位,其儲(chǔ)量約8.0萬t,主要分布在內(nèi)蒙、廣東等地區(qū)。同時(shí),目前世界上Tb用量約為50 ~60 t/年,至2020年將增至100~ 110 t/年,我國(guó)是Tb的資源大國(guó),要充分開發(fā)利用好這一發(fā)展機(jī)會(huì)。