相图及其应用专题系列(Ⅳ) 稀土合金相图与发展稀土磁性材料

研制稀土磁性材料促进了稀土合金相图研究．稀土合金相图为发展新型稀土磁性材料提供了重要依据和信息。稀土永磁体研制工艺流程中发生的冶金过程的实质是合金相平衡,它对磁体的性能有重大影响．稀土合金相图是控制稀土磁性材料性能和质量的不可缺少的理论依据．     

硬脂酸稀土对PVC热稳定性的作用机理研究

采用FTIR及XRD对硬脂酸稀土稳定剂进行结构表征 ,可知硬脂酸稀土中硬脂酸酸根与稀土离子间的作用主要是离子键性质的 ,且硬脂酸稀土具有层状晶体结构 ,晶层中稀土离子倾斜于基面。刚果红法测定结果表明 ,随着硬脂酸稀土用量增加 ,PVC的热稳定时间呈现增加的趋势 ,4种不同稀土硬脂酸盐稳定能力大小顺序为Last>Ndst>Yst>Dyst。通过FTIR对PVC稀土稳定体系稳定机理进行预测 ,结果表明Last和Ndst两种稀土稳定剂能取代不稳定的Cl原子 ,阻止PVC分子链上脱HCl反应 ,改变构象使其达到稳定的效果。Yst和Dyst在改变构象方面贡献较不明显。     

稀土合金相图与发展稀土磁性材料

研制稀土磁性材料促进了稀土合金相图研究。稀土合金相图为发展新型稀土磁性材料提供了重量依据和信息。稀土记不磁体研制工艺流程中发生的冶金过程的实质是合金相平衡，它对磁体的性能有大重大影响。稀土合金相图是控制稀土磁性材料性能和质量的不可缺少的理论依据。     

稀土元素的发射光谱分析现状

近几年来发表了一些综述和专著,对原子光谱分析法在稀土元素分析中的作用、应用和进展作了评述。本文拟讨论以下三个问题。一、原子发射光谱法(AES)在稀土产品分析中的作用与地位稀土产品分析可分为四大类:(1)纯稀土化合物中稀土杂质的测定;(2)纯稀土化合物中非稀土杂质的测定;(3)混合稀土的     

稀土反射波谱特征及高光谱提取研究进展

稀土是一种重要的战略资源,由于稀土资源的稀缺,近年来对其反射波谱特征与高光谱信息提取的研究较为薄弱。笔者首先从稀土电子层构型和能级跃迁的层面阐述了其光谱机理。稀土由于其特殊的电子构型,它们的4f电子的f-f组态之内容易跃迁,在可见光-近红外有其特有的波谱吸收特征。其次结合自己开展的一些工作,系统总结了15种稀土单元素、稀土矿物(含稀土的氟碳酸盐、磷酸盐、硅酸盐矿物)、稀土溶液的反射波谱特征,可见15种稀土单元素的反射特征差异较大,稀土矿物及溶液的波谱特征是化学组成中优势稀土元素的体现,吸收强弱随着稀土浓度的降低逐渐减弱甚至消失。由于稀土信息提取对高光谱传感器要求较为苛刻,目前的研究主要集中于近距离高光谱传感器探测,航空及航天高光谱遥感探测存在一定困难,根据单元素的波谱吸收特征,近距离高光谱传感器目前可成功提取Nd,Er,Dy,Ho,Sm和Tm等的分布信息;最后文章展望了稀土反射波谱及高光谱稀土找矿研究的难点和重点,旨在为今后研究提供新的思路。     

活性艳蓝稀土染料的研制

本文以活性艳蓝和稀土为原料,制备了活性艳蓝稀土染料,并研究了稀土离子的种类、稀土盐的种类以及稀一等对染料性能的影响。用目视分光光度法测定了染料的上色率和固色率。     

应用ICP-AES法研究云南普洱茶稀土含量

应用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)对云南省普洱茶主产地采集的150份普洱茶样品的稀土含量进行检测研究.检测样品中稀土的含量在0.26～4.07 mg·kg-1范围.依据国家标准GB 2762-2005<食品中污染物限量>中稀土限量标准2 mg·kg-1考核,43%的普洱茶样品被检出稀土含量超标.云南普洱熟茶和生茶不同的生产工艺会造成普洱茶稀土含量的差异,并影响产品质量.云南普洱茶不同主产地区之间的稀土含量存在差异,个别地区的普洱茶稀土质量安全控制情况不容乐观.     

稀土磁性材料与分子设计

首先叙述稀土元素磁性的“四高一低”的特点和分子设计的意义及其在材料研究中的作用，然后分别介绍了稀土永磁材料，稀土旋磁（微波）材料、稀土旋电（磁光）材料、稀土磁泡材料和稀土巨磁致伸缩料的特点，以及分子设计在研究这些稀土磁性材料中的重要作用，并举例加说明。     

含稀土光学树脂的制备和性能研究

稀土高分子材料是通过稀土金属与高分子的复合而制备的一类兼具稀土光、电、磁等特性和高分子质轻、抗冲击和易加工等优良综合性能的功能材料。稀土高分子材料主要分为两大类型:一类是稀土化合物作为掺杂剂均匀分散到高分子的单体和聚合物中;第二类是稀土化合物以单体形式参与聚合或缩合以及稀土化合物配位在聚合物的侧链上获得的键合型稀土高分子材料。本文综述了国内外在稀土金属与高分子复合材料方面的研究进展及相关应用,介绍了本组在合成含稀土化合物和配合物光学树脂方面的研究情况,通过把稀土配合物复合到苯乙烯和甲基丙烯酸共聚体系中,获得了发光强度高、荧光寿命长、透光率高、机械性能好的光学树脂,并对今后工作方向进行了展望。     

原子半径差与高温超导电性的关系

提出了确定各种类型的稀土氧化物的原子半径差Δd的计算公式,用该式计算了60种稀土氧化物超导体的原子半径差Δd的值,发现稀土氧化物超导体的原子半径差Δd多数集中在0.5878—0.6158之间一个狭窄范围。而原子半径差在此范围之外的稀土氧化物一般不具有超导性,常见非氧化物超导体的原子半径差一般不在此范围。显然原子半径差Δd可作为稀土氧化物超导性的一个经验判据,这对进一步探讨稀土氧化物的超导机制有一定指导意义。     

铸造锌铝合金稀土变质机理的电子理论研究

根据分子动力学理论建立了液态锌铝合金ZA27的模型，结合计算机编程构造出了ZA27合金α 相与液相共存时的原子结构模型，利用递归方法计算了稀土固溶于晶粒内和富集于结晶前沿 时的电子结构.由此得出：稀土处于相界区比在晶内更稳定，从而解释了稀土在α相内溶解 度很小，结晶时富集于结晶前沿液体中的事实；稀土处于液态和晶态的结构能差相对于铝较 大解释了稀土在相界前的富集使α晶枝产生熔断、游离、增殖的观点.原子间的键级积分计 算也表明，稀土处于结晶前沿液体中与铝相比不容易结晶到晶体表面，起到阻碍晶粒长大， 细化晶粒的作用，这就从电子层次解释了稀土的变质机理. 关键词： 电子结构 液固相界原子结构模型 稀土变质机理     

庞西垌花岗质复式岩体X射线荧光光谱、等离子体质谱分析及其对岩浆分异的指示意义

云开地块西南缘的庞西垌复式岩体由外而内、由上而下依次为花岗片麻岩、片麻状花岗岩和花岗岩,即由高级变质岩渐变过渡至岩浆岩。X射线荧光光谱、等离子体质谱对三类岩石的分析结果表明,三类岩石皆属于过铝质岩石系列,造岩组分和微量元素具有渐变过渡的特征。在花岗片麻岩演化为花岗岩的熔融、分异过程中,Al₂O₃,CaO,MgO与TiO₂等造岩组分含量逐渐增高,SiO₂含量逐渐降低;稀土元素总量整体升高,稀土元素中轻稀土含量逐渐增高,而重稀土含量逐渐降低,显示出轻重稀土分异增强的特征,在多期演化过程中,形成了具有亲缘演化基因的庞西垌花岗质岩石系列。这表明云开地块表变质壳岩石的重熔可能是花岗质岩石的重要成因。其演化机制可能是,表壳岩石在发生熔融之后SiO₂最先脱离母岩不断熔出,重稀土可能随着SiO₂熔体逐渐向上富集;而Al₂O₃,CaO,MgO,TiO₂以及轻稀土相对SiO₂则向下富集。     

电感耦合等离子体法测定高纯氧化铕中14个稀土和20个非稀土杂质

本文提出了用ICP-AES直接同时测定高纯氧化铕中14个稀土和20个非稀土杂质元素的分析方法。着重考察了铕基体对分析元素的基体效应,谱线干扰及背景影响等情况,同时对仪器的工作条件进行了优化。在标准溶液中改变了以往对高纯物质进行分析时常常忽略基准物质中的含量,而用标准加入法测出氧化铕基准中的各稀土微量杂质元素的含量作为低标值,有效的消除了由于忽略基准中的杂质元素的含量给分析测定带来的误差。在本工作所选定的条件下,各稀土元素、非稀土元素的回收率在90％-112％之间,稀土元素的精密度实验显示相对标准偏差为1.12％-9.5％。对不同稀土分离厂家的样品进行了检测,结果令人满意。     

ICP—AES法中稀土元素间的相互干扰研究

稀土元素的谱线较复杂,相互间存在着不同程度的干扰。本文着重研究了ＩＣＰ－ＡＥＳ法中,它们间的干扰情况,并用几种校正方法进行了比较。     

野生中药田基黄中稀土元素含量分析

中药材中的有效成分研究得到了人们的普遍关注。应用ICP-MS分析了中药材田基黄中稀土元素的含量。结果表明田基黄稀土元素La,Ce,Pr,Nd,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Yb,Tm,Lu和Y的浓度在6～14 522 ng·g-1的范围之间。在上述稀土元素中,田基黄稀土元素含量超过2 000 ng·g-1的有La(4871.64), Ce(14 522.03)和Nd(2 064.94)。与粮食作物比,田基黄中稀土元素的含量是稻米、小麦、玉米和大麦等粮食的上千倍,这可能是田基黄具有肝病治疗效果的重要因素。稀土元素在田基黄中的分配除了自身的吸收分配特性以外,还要受土壤等环境因素的影响,分配机理还需要进一步研究。     

离子型稀土矿含量高光谱定量反演研究

运用光谱测量技术来测量土壤、矿物、植物的光谱吸收特征,并将其用于物质成分的分析中,是高光谱遥感技术近些年来的一个新的发展方向,具有速度快、效率高、费用低、损耗少的优点。稀土是战略元素,因具有特殊的物理化学性质,在多个领域都能发挥其独特的作用。近年来对稀土资源需求量的不断增加使得稀土价值不断提高,使得如何快速大面积探测稀土资源,合理对稀土矿进行布设开采成为了当前社会面临解决的重要科学问题。通过对稀土矿物进行光谱采集与分析从而对稀土元素及其化学特征之间的相关性进行研究分析展开了一系列的工作。在研究过程中,实地采集了广西崇左市六汤稀土矿区内的12个稀土矿样,并在实验室控制环境内使用SVC HR1024I便携式地物波谱仪测得其对应的反射光谱数据。对所测得的矿样波谱特征进行了连续统去除处理,并对凸显的特征吸收波段进行相对吸收深度的计算分析,从而运用其波谱特征建立起波谱与矿样稀土总含量、各稀土元素含量间的线性关系。通过实验发现,稀土元素的五个特征吸收波段在可见光和近红外波长分别为370,950,1 400,1 900和2 200 nm。这五个吸收带的强度与总稀土含量呈线性相关,R2达到0.69,同时发现稀土含量值与可见光波段相关性较大,对可见光波段与样本稀土总含量进行相关分析,提取出部分可见光波段中与稀土总含量建模相关性最强的10个波段,分别为340,350,360,370,390,400,420,480,550和760 nm。运用线性回归的方法得到上述波段处的反射率值与样本总稀土含量值的预测模型精度较高,R2大于0.95。运用可见光波段与15种稀土元素含量值也进行了线性建模,相关系数均可以达到0.89以上,表明各单一稀土元素与可见光波段之间的相关性同样较好。通过研究稀土矿样的光谱特性及化学分析,通过5个稀土特征吸收波段和可见光波段与矿样的稀土总含量、15种稀土元素含量进行回归建模,得到了矿样稀土含量的定量预测模型,对稀土矿快速定量-半定量评估具有一定参考价值,同时为进行稀土矿物及其元素高光谱遥感信息提取研究提供了科学启发,为最终实现对稀土资源高效开采的基础上,从源头上降低消耗和生产成本,减少对环境的破坏和污染,为促进中重稀土资源的战略开发和使用提供了科学有效的理论依据。     

稀土元素的价电子结构和熔点、结合能的关联性

稀土是重要的战略物资资源,有一些已形成产业,在永磁、发光、催化和储氢等方面有着重要的作用. 对稀土及其化合物的研究一直是国内外研究的热点.对稀土原子结构和价电子结构的研究有助于对其的更深刻的理解. 依据固体与分子经验电子理论,对镧系稀土和Sc, Y的价电子结构进行系统地研究, 并以此为基础,对它们的熔点和结合能做进一步分析,分析结果和实验值相符. 研究结果表明:稀土金属的结构与晶格电子和共价电子密切相关,随着晶格电子向共价电子的转换, 稀土金属的熔点趋于增加.稀土的价态变化也是影响电子分布和性能的主因, 如: Sm和Eu的熔点与电子结构的关系不同于其他稀土,外壳层的共价电子之间的转化是其熔点与其他元素之间差别较大的主要原因.稀土的4f电子对结合能的影响大,这是源于其4f电子引发的收缩效应. 此结果揭示了决定稀土熔点和结合能的主要因素是稀土的价电子结构的变化.     

A method for the determination of some rare earth elements and their correlation with thorium using X-ray fluorescence

This paper presents the results of a simultaneous determination of some rare earth elements and some accompanying elements of the rare-earth fields of Mongolia. Correlation connections of rare earth elements with thorium are established. Data from X-ray fluorescence, gamma activation, and classical chemical methods for analyzing mineral resources were used to find the correlation dependence between rare earth elements and thorium.     

ICP－AES中迭代干扰校正法在稀土配分上的应用

本文采用干扰系数迭代校正法测定稀土氧化物富集样中稀土元素的含量。应用迭代校正程序，计算机可以迅速得出准确结果。为了减少分析波长选择的盲目性，建立了一套扫描峰形图谱库。将ＩＣＰ－ＡＥＳ与微机联用直接选出了各个稀土元素的最优测量条件，综合确定仪器的最佳工作参数。本法的回收率为９０～１０８％，Ｒ．Ｓ．Ｄ小于６％。     

应用ICP-MS法研究我国三种经济海藻中稀土元素含量

为探讨我国主要经济海藻中稀土元素的含量及分布特征,应用电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）对我国海藻主产地采集的30份海带、30份紫菜和15份浒苔样品的15种稀土含量进行检测研究。检测结果表明不同海藻中稀土元素含量不同,浒苔中15种稀土元素的总量最高,为16 012.0 ng·g-1,海带和紫菜中的含量相当,分别为3 887.4和4 318.1 ng·g-1。海带样品中15种稀土的含量在7.9～1 496.4 ng·g-1范围,紫菜中各稀土元素的含量范围为8.2～1 836.6 ng·g-1,浒苔中稀土元素含量最高,在19.2～6 014.5 ng·g-1范围,其中含量最高的三种稀土元素分别是铈Ce（6 014.5 ng·g-1）、镧La（2 902.9 ng·g-1）和钕Nd（2 601.0 ng·g-1）。不同海藻中不同种类稀土元素的含量分布不同,海带中平均含量最高的是Ce（1 496.4 ng·g-1）,其次为La（689.1 ng·g-1）,紫菜中平均含量最高的是Y（1 836.6 ng·g-1）,其次为Ce（682.8 ng·g-1）;浒苔中平均含量最高的是Ce（6 014.5 ng·g-1）,其次为La（2 902.9 ng·g-1）。三种海藻对轻稀土元素的富集能力远高于重稀土元素,海带、紫菜和浒苔中轻稀土元素分别占总稀土含量的90.9%, 87.3%和91.1%。浒苔富含稀土元素为浒苔资源的有效利用开辟新的研发方向,提供重要数据支持。