稀土材料介绍.ppt.ppt

小组成员:常圣强高玉隆胡千里江志明蒋涛李付龙几种稀土稀土材料的发展稀土材料的发展简介简介分类分类分布分布应用应用稀土材料稀土材料的介绍稀土名称的来源稀土元素最初是从瑞典产的比较稀少的矿物中发现的“土”是按当时的****惯,称不溶于水的物质,故称稀土。以稀土元素为材料的叫做稀土材料。什么是稀土元素? 稀土就是化学元素周期表中镧系元素—镧( La)、铈( Ce)、镨(Pr) 、钕(Nd) 、钷(Pm) 、钐(Sm) 、铕(Eu) 、钆(Gd) 、铽(Tb) 、镝(Dy) 、钬(Ho) 、铒(Er) 、铥(Tm) 、镱(Yb) 、镥(Lu) ,以及与镧系的 15个元素密切相关的两个元素—钪( Sc)和钇( Y)共 17种元素,称为稀土元素。简称稀土。稀土元素又称稀土金属。稀土金属已广泛应用于电子、石油化工、冶金、机械、能源、轻工、环境保护、农业等领域。稀土元素在地壳中丰度并不稀少,只是分布极不均匀,主要集中在中国、美国、印度、前苏联、南非、澳大利亚、加拿大、埃及等几个国家。中国是世界稀土资源储量最大的国家,主要稀土矿有白云鄂博稀土矿、山东微山稀土矿、冕宁稀土矿等等。稀土材料分类稀土按材料分类可分为: 稀土永磁材料,稀土超磁致伸缩材料, 稀土超导材料,稀土磁光材料,稀土磁致冷材料,稀土激光材料, 稀土储氢材料。 、钕混合稀土金属与过渡金属(如钴、铁等) 组成的合金,用粉末冶金方法压型烧结,经磁场充磁后制得的一种磁性材料。稀土永磁分钐钴( SmCo )永磁体和钕铁硼( NdFeB )系永磁体,其中 SmCo 磁体的磁能积在 15~ 30MGOe 之间, NdFeB 系永磁体的磁能积在 27~ 50MGOe 之间,被称为“永磁王”,是目前磁性最高的永磁材料。稀土永磁材料是现在已知的综合性能最高的一种永磁材料,它比十九世纪使用的磁钢的磁性能高 100 多倍,比铁氧体、铝镍钴性能优越得多,比昂贵的铂钴合金的磁性能还高一倍。 ,其长度和体积都要发生微小的变化, 这种现象称为磁致伸缩。其中长度的变化称为线性磁致伸缩,体积的变化称为体积磁致伸缩。体积磁致伸缩比线性磁致伸缩要弱得多, 一般提到磁致伸缩均指线性磁致伸缩。磁致伸缩效应是 1842 年由焦耳发现的,故又称焦耳效应。长期以来,作为磁致伸缩材料的主要是镍、铁等金属或合金,由于磁致伸缩值较小,功率密度不高,故应用面较窄。主要用于声纳、超声波发射等方面。稀土超磁致伸缩材料是国外八十年代末新开发的新型功能材料。主要是指稀土(铽和镝) -铁系金属间化合物。这类材料具有比铁、镍等大得多的磁致伸缩值,其磁致伸缩系数比一般磁致伸缩材料高约 102 ~ 103 倍,因此被称为大或超磁致伸缩材料。并且机械响应快、功率密度高,在所有商品材料中,稀土超磁致伸缩材料是在物理作用下应变值最高、能量最大的材料。 3. 稀土超导材料当某种材料在低于某一温度时,出现电阻为零的现象即超导现象, 该温度即是临界温度( Tc)。超导体是一种抗磁体,低于临界温度时,超导体排斥任何试图施加于它的磁场,这就是所谓的迈斯纳效应。在超导材料中添加稀土镧系元素,可以使临界温度 Tc大大提高, 一般可达 70~ 90K 。 1987 年2月又发现 YBa2Cu3O7-x 高温超导体的临界温度达 90K 以上,大大超过了氮的沸点( 77K )。新型稀土高温材料可以在液氮温度下工作。 ,物质的电磁特性(如磁导率、介电常数、磁化强度、磁畴结构、磁化方向等)会发生变化。因而使通向该物质的光的传输特性也随之发生变化。光通向磁场或磁矩作用下的物质时,其传输特性的变化称为磁光效应。磁光材料是指在紫外到红外波段,具有磁光效应的光信息功能材料。利用这类材料的磁光特性以及光、电、磁的相互作用和转换, 可制成具有各种功能的光学器件,如光调制器、光隔离器、环行器、开关、偏转器、光信息处理机、显示器、存贮器、激光陀螺偏频磁镜、磁强计、磁光传感器、印刷机等。单纯的稀土金属并不显现磁光效应,这是由于稀土金属至今尚未制备成光学材料。只有当稀土元素(钇( Y))掺入光学玻璃、化合物晶体、合金薄膜等光学材料之中,才会显现稀土元素的强磁光效应。 ,使磁矩按磁场方向整齐排列,然后再撤去磁场,使磁矩的方向变得杂乱,这时磁体从周围吸收热量, 通过热交换使周围环境的温度降低,达到致冷的目的。磁致冷所用的制冷材料基本都是以稀土金属为主要组元的合金或化合物,尤其是室温磁致冷几乎全是采用稀土金属 Gd 或 Gd 基合金。