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中东有石油, 中国有稀土

来源:www.aisgxx.com 作者:新芝生物 时间:2019-06-21

 

 

2018年,川普对中国举起了贸易战的利剑,利用美国的芯片和高科技产业限制中国的发展。


早在贸易战爆发之初,局座(张召忠,人称局座,管理着中国最神秘的一个部门“战略忽悠局,哈哈其实是网友恶搞。他的真实身份是国防大学军事后勤与军事科技装备教研部副主任,副军职,海军少将军衔,教授,军事战略学博士研究生导师等等等等。他还有一重身份是一位“老网红”,公众号粉丝数十万,微博粉丝一千多万。)早已有先见之明,要用稀土这张牌反击美国的贸易保护主义。


6月份以来,我国在稀土方面动作频频。从国家发改委连续举办三场座谈会听取“推动稀土产业高质量发展”意见建议,到工信部公示《稀土产品的包装、标志、运输和贮存》强制性国家标准,相关部委的一系列动作彰显出国家对稀土产业发展的高度重视。

 

什么是稀土?

 

稀土(rare earth)是化学周期表中镧系元素和钪、钇共十七种金属元素的总称。


 

一直以来中国稀土矿藏丰富,占据四个世界第一:储量第一、产量第一、出口量第一和消费量第一。

 


稀土储量和供应量


那么作为“秘密武器”的稀土,为什么能发挥这么大的作用?


稀土储量稀少、不可再生、分离提纯和加工难度较大,广泛应用于农业、工业、军事等行业,是新材料制造的重要依托和关系尖端国防技术开发的关键性资源,被称为“万能之土”。


——工业上,稀土是“维生素”。在荧光、磁性、激光、光纤通信、贮氢能源、超导等材料领域有着不可替代的作用。



——军事上,稀土是“核心”。目前几乎所有高科技武器都有稀土的身影,且稀土材料常常位于高科技武器的核心部位。例如美国当年的“爱国者”导弹,正是在其制导系统中使用了约3公斤多的钐钴磁体和钕铁硼磁体,用于电子束聚焦,才能精确拦截来袭导弹。一位前美军军官甚至称:“海湾战争中那些匪夷所思的军事奇迹,以及美国在冷战之后,局部战争中所表现出的对战争进程非对称性控制能力,从一定意义上说,是稀土成就了这一切。”



——生活中,稀土“无处不在”。我们的手机屏、LED、电脑、数码相机…...



稀土通过复杂的工艺制备合成稀土材料,从而实现在各大领域的广泛应用。目前冷冻干燥法常出现在制备多种不同的稀土材料实验中。下文详细描述了如何制备多孔稀土发光材料实验过程。


冷冻干燥法制备多孔稀土材料      

 

 实验条件 

5M的聚乙烯醇溶液、40wt%纳米SiO2、十二烷基硫酸钠、环己烷和去离子水按照一定配比。

 

 实验步骤 

1. 冷冻干燥。将浆料置于磁力搅拌器上于一定转速下搅拌3h形成冷冻浆料,并在液氮中冷冻5min,冷冻成固体(也可直接放入具有预冷冻功能的冷冻干燥机进行预冷冻,后续直接进行冷冻干燥)。将冷冻后的样品置于冷冻干燥机中冷冻干燥处理48h。

2. 煅烧。将冷冻干燥后的样品置于坩埚中,利用箱式实验电阻炉进行煅烧。煅烧制度为:升温速率5℃/min,空气气氛,600℃、700℃、800℃、900℃、1000℃保温均为4h。

3. 稀土Y2O3:Eu3+粒子浸渍负载。将氧化钇和氧化铕按照化学计量比4:1溶解于硝酸溶液中形成硝酸钇铕溶液。将煅烧后制备的多孔SiO2(纳米SiO、冷冻溶液制备,煅烧温度为1000℃)分割成豆粒状块体,浸渍在0.5M的硝酸钇铕溶液中,并抽真空处理,保压30min后,至于真空干燥箱干燥30min,根据需要重复浸渍烘干过程,浸渍次数为1次、3次和5次,最后在箱式实验电阻炉1000℃焙烧4h,形成多孔稀土发光材料。

 

实验流程

 


实验结果 

随着浸渍次数的增加,冷冻乳液法制备的多孔氧化硅负载稀土Y2O3:Eu3+粒子的负载量越大。

如下图:


图A浸渍负载1次图B浸渍负载3次图C浸渍负载5次

 

冷冻干燥法在其他稀土材料中的应用

     

Nd:YAG纳米粉体制备
制备Nd:YAG纳米粉体使用溶胶-凝胶法和冷冻干燥法,采用冷冻干燥法对前驱体进行干燥。
优势:
1. 较高纯度和化学性
2. 具有很好的烧结活性,可以在相对较低的温度下合成纯YAG相粉体
3. 降低了煅烧温度


纳米Ce-W发射材料
使用“液液掺杂-冷冻干燥-两段还原-SPS”制备纳米Ce-W发射材料。
优势:冻干过程中,所有元素被固定,很难发生任何移动或者变化。


催化剂:钙钛矿型符合氧化物(ABO3
溶胶-凝胶法和冷冻干燥法制备稀土催化剂:钙钛矿型符合氧化物(ABO3)。
优势:可以使胶体的有机网络结构能够完整的保存下来,并能够防止团聚和保护组织结构不受破坏。

 

参考文献

[1]王海丽.溶胶-凝胶和冷冻干燥法制备Nd: YAG纳米粉体及透明陶瓷的制备[J硅酸盐通报, 2013, (32):2564-2567.
[2]席晓丽.纳米钨粉及其稀土钨材料的制备新工艺研究[J].中国钨业, 2007, (1): 33-38.
[3]梁小蕊.稀土材料的应用及发展趋势[J].化学工程师, 2011, (5): 30-33.
[4]许延辉. La1-xBax Co0.8Ni0.2O3复合氧化物的制备及其对CO催化燃烧性能[J].中国稀土学报, 2010, (3): 302-305.
[5]魏玉磊.冻干法制备新型多孔氧化硅复合材料的研究[M].山东:山东大学,2014.

 

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