一、概況 溶漿機稀土元素是指周期表中處于第６周期從５７號到７１號的１５個鑭系元素（鑭Ｌａ、鈰Ｃｅ、鐠Ｐｒ、釹Ｎｄ、钷Ｐｍ、釤Ｓｍ、銪Ｅｕ、釓Ｇｄ、鋱Ｔｂ、鏑Ｄｙ、鈥Ｈｏ、鉺Ｅｒ、銩Ｔｍ、鐿Ｙｂ、镥Ｌｕ）加上第５周期的釔Ｙ（３９），第４周期的鈧Ｓｃ（２１）。除Ｓｃ和具有放射性的Ｐｍ之外，其余元素由于性質及其相似而相互共生于天然礦藏之中。 從１７９４年發(fā)現稀土氧化物釔土（Ｙ、Ｔｂ、Ｅｒ混合物）到１９４７年在鈾燃料中發(fā)現放射性的Ｐｍ，前后共經歷了１５３年的漫長時間。稀土元素實際上并不十分稀少，且在自然界中豐度符合奇偶數變化規(guī)律。 稀土科技發(fā)展主要經歷了三個時代：其一為搖籃時代，即發(fā)現稀土元素的歷史（１７９４—１９４９年），由于采用落后的分級結晶分離工藝，得到的稀土元素純度較低；其二為啟蒙時代（１９４９—１９６９年），采用改進的離子交換分離工藝，可以分離獲得全部單一純稀土，純度達到９９９％～９９．９９％，因此可以研究稀土元素的各種本征性質；其三是黃金時代（１９７０年至今），
采用先進的液液萃取分離技術工藝，掀起了稀土元素及其化合物在工業(yè)和新材料的大規(guī)模應用研究的熱潮。 ４４４第十一章 現代化學應用講座 稀土工業(yè)化處理主要有典型三類：法國采取氫氧化鈉分解法處理獨居石，美國主要采用焙燒，酸浸，萃取和酸堿聯合流程方法處理氟碳鈰礦，還有東南亞國家采用高溫高壓氫氧化鈉分解法處理磷釔礦。對于單一稀土分離則以液液有機溶劑萃取為主，離子交換和萃淋樹脂色層為輔。生產稀土金屬主要用熔鹽電解工藝（對于鹵化物體系）和金屬熱還原工藝（對于鹵化物和氧化物）。 中國稀土資源３６００萬ｔ，約占世界儲量的８０％，存在南北兩大典型稀土資源，除北方內蒙的白云鄂博為主的獨居石礦，還具有以中重稀土為主的南方五省離子吸附型礦。目前已經成為世界第一稀土生產國和第二稀土消費國，開發(fā)出五大稀土工藝：高溫硫酸強化焙燒及萃取、電場氫氧化鈉分解、Ｐ５０７萃取劑鹽酸體系全萃取分離、環(huán)烷酸萃取熒光級
高純氧化釔、液液萃取三出口和多出口；并推廣了具有中國特色的稀土農用研究。稀土應用領域可分為傳統應用和市場及高技術應用和市場。傳統應用主要為冶金機械、石油化工、玻璃陶瓷、農業(yè)；高技術應用為發(fā)光材料、磁性材料、特種玻璃和精密陶瓷材料、儲氫電池材料、超導材料等，但目前應用水平還不高，應用所占比例還很小。二、稀土發(fā)光材料 稀土離子的發(fā)光和激光都是由于稀土的４ｆ電子在不同能級之間的躍遷產生的，稱為ｆｆ躍遷，此外在ｆ組態(tài)和ｄ組態(tài)之間也存在躍遷，稱為ｆｄ躍遷。稀土離子吸收光子或Ｘ射線等能量，從低能級躍遷至高能級，反之以輻射弛豫從高能級躍遷至低能級，發(fā)射不同波長的光，波長越短，則能級差越大。
發(fā)光是指物質內部以某種方式吸收的能量不經過熱階段，直接轉變?yōu)榉瞧胶廨椛涞默F象。根據激發(fā)方式的不同，通常可分為光致發(fā)光，陰極射線發(fā)光，電致發(fā)光，放射線發(fā)光，Ｘ射線發(fā)光，化學發(fā)光和生物發(fā)光等，其中陰極射線發(fā)光曾經在稀土元素的發(fā)現和分析過程中起了重要作用。稀土發(fā)光材料具有優(yōu)點：吸收能量的能力強光轉換效率高；發(fā)射光譜范圍寬，可發(fā)射從紫外到紅外的光譜，特別是在可見光區(qū)有很強發(fā)射能力；熒光壽命范圍寬，從納秒到毫秒，跨越６個數量級；物理化學性能穩(wěn)定，能承受大功率的電子束、高能射線和強紫外光的作用。稀土發(fā)光材料可在顯示顯像，新光源，Ｘ射線增感屏，核物理和輻射場的探測記錄，醫(yī)學放射學圖像和各種攝影技術上具有應用價值。 １．稀土陰極射線發(fā)光材料 （１）彩電用稀土紅色熒光體 彩電顯像管熒光屏采用紅，綠，藍三基色熒光粉規(guī)則排列組成，目前使用三種銪激活紅色熒光粉，ＹＶＯ４∶Ｅｕ；ＹＯ３∶Ｅｕ和Ｙ２Ｏ２Ｓ∶Ｅｕ，其中以銪激活的硫２氧化物ＹＯＳ∶Ｅｕ最為普遍，可使彩電畫面亮度提高２倍以
上，銳線發(fā)射色純度高，亮度電流飽和特性得到改善，且圖像色彩不失真。２２ 第六講 稀土新材料４４５ （２）彩色投影電視熒光體 彩色投影電視通常要求高分辨率（高清晰度），信息容量大（大屏幕）和立體感強（臨場感，逼真感）；同時在高激發(fā)密度下，能量轉換效率盡可能高；亮度呈線性，電流飽和特性好；高的溫度猝滅特性，能耐大功率電子束長時轟擊，性能穩(wěn)定。而普通直觀式彩電顯像管亮度在高密度激發(fā)下很快達到飽和，溫度猝滅現象嚴重，不能長時耐電子束轟擊而燒傷，因此不適用于彩色投影電視使用。其中紅色熒光體選擇Ｙ２Ｏ３∶Ｅｕ，比較滿意，發(fā)光效率幾乎接近１０００％。而藍色熒光體和綠色熒光體目前仍沒有綜合性能優(yōu)良的材料體２＋
