Metale rzadkie w elektronice i energetyce

Metale rzadkie, a zwłaszcza ziem rzadkich, są bardzo szeroko stosowane w różnych branżach zaawansowanych technologii. Inżynieria mechaniczna, metalurgia, przemysł chemiczny, energia słoneczna, energia jądrowa i wodorowa, produkcja instrumentów, elektronika - metale ziem rzadkich są stosowane wszędzie. Możliwe jest wyliczenie wszystkich obszarów zastosowania metali ziem rzadkich przez bardzo długi czas, jednak rozważmy część tego ogromnego spektrum, stosowaną bezpośrednio do elektroniki i energii elektrycznej.

Ilość metali ziem rzadkich wykorzystywanych nie tylko w technologii komputerowej, ale także w ekonomicznych źródłach światła rośnie z każdym rokiem. Na przykład w USA z tego powodu przewidują zmniejszenie zużycia energii na oświetlenie 2 razy. Powstały już lampy z luminoforami zawierającymi terb, itr, cer, europ, co pozwoliło zwiększyć strumień świetlny nawet 3 razy przy odpowiedniej ekonomii.

Materiały nadprzewodnikowe na bazie niobu pozwoliły Japończykom wytworzyć magnesy tak mocne, że zostały już zbudowane i działają szybkie pociągi z poduszką powietrzną o prędkości do 581 km / h.

Duże znaczenie mają właściwości fotoelektryczne rubidu i cezu, które determinują ich znaczenie w budowie fotopowielaczy, fotokomórek i innych urządzeń fotoelektrycznych. Właściwości cezu i rubidu są podobne, dlatego metale te są w dużej mierze wymienne.

Zasadniczo metale te są dość szeroko stosowane w radiu, elektrotechnice i elektronice, są one wykorzystywane do produkcji lamp fluorescencyjnych, a związki cezu i rubidu, a także same metale, są przydatne jako katalizatory i preparaty w syntezie nieorganicznej i organicznej.

Lit jest wykorzystywany głównie w energetyce jądrowej i podczas elektrolizy aluminium. Węglan litu, jako dodatek do aluminium, obniża temperaturę topnienia elektrolitu, zmniejsza zużycie anody i kriolitu, przyczynia się do oszczędności energii i zmniejsza koszt metalu.

Szkło do lamp katodowych, lamp obrazowych, okularów o właściwościach elektroizolacyjnych - w tych obszarach ważną rolę odgrywają dodatki litowe. Oczywiście lit jest szeroko stosowany w chemicznych źródłach energii.

Scandium jest szczególnie rozpowszechnione w dziedzinie wysokich technologii: systemów przechowywania danych o dużej szybkości wymiany informacji; jodek skandu dodany do lampy rtęciowej w bardzo niewielkiej ilości zbliża światło do naturalnego światła słonecznego. Produkowane są elektrody do chromku skandu Generatory MHD. Scandium jest również częścią materiałów do paneli słonecznych.

Tantal jako materiał folii anodowych o specjalnych właściwościach dielektrycznych stosowany jest w elektronice. Kondensatory elektrolityczne oparty na nim jest lepszy niż aluminium, chociaż są one zaprojektowane do pracy z mniejszym napięciem.

Tytan, podobnie jak jego stopy, charakteryzuje się zwiększoną wytrzymałością nawet w wysokich temperaturach, odpornością na korozję, a jednocześnie niską gęstością. Z niego wykonana jest siatka i inne szczegóły elektrycznych urządzeń próżniowych pracujących w wysokich temperaturach.

Podstawą stopów żaroodpornych jest wolfram. Żarowe włókna i inne szczegóły elektrycznych urządzeń próżniowych są wykonane z wolframu.

Stopy molibdenu, podobnie jak sam molibden, są wykorzystywane do produkcji części elektrycznych urządzeń próżniowych zaprojektowanych do długotrwałej pracy w temperaturach do 1800 ° C w próżni.

Z molibdenu wykonano wiele urządzeń do pracy w agresywnych środowiskach, w tym elementy reaktorów jądrowych. Piece wysokotemperaturowe, przepusty elektryczne - użyj tutaj taśmy molibdenowej.

Szczególnie potrzebne są tlenki neodymu i dysprozu, które są wykorzystywane do produkcji potężne magnesy.

Bizmut bierze udział w produkcji materiałów półprzewodnikowych, w szczególności do urządzeń termoelektrycznych, takie materiały obejmują tellurek bizmutu i selenid, a bizmut-cez-tellur oferuje perspektywę produkcji półprzewodnikowych lodówek nadprocesorowych.

Szczególnie czysty bizmut pozwala uzyskać uzwojenia do pomiaru pól magnetycznych, ponieważ opór bizmutu jest prawie liniowo zależny od pola magnetycznego, poprzez pomiar rezystancji takiego uzwojenia można rozpoznać siłę zewnętrznego pola magnetycznego. Bizmut jest również jednym z elementów bezołowiowych i niskotopliwych lutów używanych do montażu wrażliwych elementów mikrofalowych.

Selen jest przewodnikiem dziurkowym (typu p), jako półprzewodnik, selen jest stosowany w panelach słonecznych działających zarówno na otwartej przestrzeni, jak i na ziemi. Ołów domieszkowany selenem jest materiałem krat akumulatorowych.

Tellur jest stosowany jako domieszka w produkcji akumulatorów ołowiowo-kwasowych. Stopy tellurowo-ołowiowe mają wysoką ciągliwość i są jednocześnie mocne, dlatego też z nich są wykonane kable. Stop telluru, cezu i bizmutu pozwolił ustanowić rekord dla lodówki półprzewodnikowej, temperatura osiągnęła -237 ° C.

Okulary na bazie telluru są półprzewodnikami, a oprócz przewodnictwa elektrycznego ich zalety obejmują topliwość i przezroczystość. Takie okulary znalazły zastosowanie w budowie urządzeń chemicznych do specjalnych celów.