Metalele rare în industria electronică și a energiei electrice

Metalele rare, și în special pământurile rare, sunt utilizate pe scară largă în diferite industrii de înaltă tehnologie. Inginerie mecanică, metalurgie, industrie chimică, energie solară, energie nucleară și hidrogen, fabricarea instrumentelor, electronică - metale rare sunt folosite peste tot. Este posibil să enumerăm pentru foarte mult timp toate domeniile de aplicare a metalelor din pământuri rare, să considerăm o parte a acestui spectru vast ca fiind aplicată direct industriei electronice și a energiei electrice.

Volumul metalelor cu pământuri rare utilizate nu numai în tehnologia computerului, ci și în sursele de lumină economice crește în fiecare an. De exemplu, în SUA, datorită acestui fapt, ei prezic o scădere a consumului de energie pentru iluminat de 2 ori. Lămpile cu fosfori care conțin terbiu, yritru, ceriu, europiu au fost deja create acolo, ceea ce a făcut posibilă creșterea luminii de până la 3 ori cu economia corespunzătoare.

Materialele supraconductoare pe bază de niobiu au permis japonezilor să creeze magneți atât de puternici încât trenurile cu perna de aer de mare viteză cu viteze de până la 581 km / h au fost deja construite și sunt în funcțiune.

De o importanță deosebită sunt proprietățile fotoelectrice ale rubidiu și cesiu, care determină relevanța lor pentru construcția fotomultiplicatoarelor, a fotocelelor și a altor dispozitive fotoelectrice. Proprietățile de cesiu și rubidiu sunt similare, prin urmare, aceste metale sunt în mare parte interschimbabile.

În general, aceste metale sunt destul de utilizate pe scară largă în radio, iar în inginerie electrică și în electronică, sunt utilizate la producerea de lămpi fluorescente, iar compușii de cesiu și rubidiu, ca și metalele în sine, sunt convenabili ca catalizatori și preparate în sinteză anorganică și organică.

Litiu este utilizat în principal în energia nucleară și în timpul electrolizei de aluminiu. Carbonatul de litiu, ca aditiv la aluminiu, reduce punctul de topire al electrolitului, reduce consumul de anod și criolit, contribuie la economisirea energiei și reduce costul metalului.

Sticla pentru tuburi cu raze catodice, tuburi de imagine, ochelari cu proprietăți izolatoare electrice - aditivii de litiu joacă un rol important în aceste domenii. Desigur, litiu este utilizat pe scară largă în surse de energie chimică.

Scandiumul este deosebit de răspândit în domeniul tehnologiilor înalte: sisteme de stocare a datelor cu viteză mare de schimb de informații; Iodura de scandiu adăugată la lampa cu mercur, într-o cantitate foarte mică, își apropie lumina de lumina soarelui natural. Cromura Scandium face electrozi pentru Generatoare de MHD. Scandiumul face parte și din materialele pentru panouri solare.

Tantalul ca material al filmelor cu anod cu proprietăți dielectrice speciale este utilizat în electronică. Condensatoare electrolitice bazat pe acesta este mai bun decât aluminiu, deși sunt proiectate pentru a funcționa cu mai puțin voltaj.

Titanul, ca și aliajele sale, se caracterizează prin rezistență crescută chiar și la temperaturi ridicate, rezistență la coroziune și, în același timp, densitate scăzută. Din ea se realizează ochiuri și alte detalii ale dispozitivelor de vid electrice care funcționează la temperaturi ridicate.

Baza aliajelor rezistente la căldură este tungstenul. Filamentele incandescente și alte detalii ale dispozitivelor de vid electrice sunt fabricate din tungsten.

Aliajele de molibden, precum molibdenul în sine, sunt utilizate pentru fabricarea pieselor dispozitivelor de vid electrice proiectate pentru funcționarea pe termen lung la temperaturi de până la 1800 ° C în vid.

Numeroase echipamente au fost fabricate din molibden pentru operarea în medii agresive, inclusiv elemente ale reactoarelor nucleare. Cuptoare cu temperaturi ridicate, bucșe electrice - folosiți aici bandă de molibden.

În special la cerere mare sunt oxizii de neodim și disprosiu, care sunt folosiți pentru producție magneți puternici.

Bismutul este implicat în producerea de materiale semiconductoare, în special pentru dispozitive termoelectrice, astfel de materiale includ telurură și selenidă de bismut, iar bismut-cesiu-telur oferă perspectiva producerii de frigidere cu superprocesor semiconductor.

Bismutul în special pur permite obținerea înfășurărilor pentru măsurarea câmpurilor magnetice, deoarece rezistența bismutului este aproape liniar dependentă de câmpul magnetic, prin măsurarea rezistenței unui astfel de înfășurare se poate recunoaște rezistența câmpului magnetic extern. Bismutul este, de asemenea, una dintre componentele lipitorilor fără plumb și cu topire scăzută, utilizate pentru montarea componentelor sensibile la microunde.

Seleniul este un conductor de gaură (tip p), ca semiconductor, seleniul este utilizat în panourile solare care funcționează atât în ​​spațiu deschis, cât și pe sol. Plumbul dopat cu seleniu este materialul grătarelor pentru baterii.

Tellurul este utilizat ca dopant la producerea bateriilor cu plumb. Aliajele cu plumb din telluriu au o ductilitate ridicată și sunt durabile, motiv pentru care sunt fabricate și cabluri. Aliajul de telur, cesiu și bismut a permis să stabilească un record pentru un frigider cu semiconductor, temperatura atingând -237 ° C.

Ochelarii pe bază de teluri sunt semiconductori, iar pe lângă conductivitatea electrică, meritul lor include fuzibilitatea și transparența. Astfel de ochelari au găsit aplicații în construcția echipamentelor chimice în scopuri speciale.