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稀土金属铽(Tb)的生产方法及应用
金属铽(Tb)是重稀土金属中较为重要的元素之一。它的熔点为1365℃,沸点为3230℃, 密度为8.272g/cm3。
20世纪60年代,我国研制Tb成功后,逐步转入工业化生产。80年代后已能批量生产Tb。目前的制备工艺及设备处于成熟发展,并成为世界上Tb的生产大国。生产Tb的方法有三种方法:( 1 ) 金属钙还原法;( 2 ) 中间合金蒸馏法;( 3 ) 还原蒸馏法。因金属钙还原法的优点突出而在工业生产中常用。
金属铽应用状况是:
1、在稀土永磁材料中的应用
“磁中之王”的烧结NbFeB永磁体具有较好的磁性能,如磁体的剩磁量、矫顽力和最大磁能积以及较高的工作温度,使其应用广泛。
在烧结NbFeB磁体中加人纯Tb ( ≥99%)2 % ~3 %后,可提高矫顽力及其它性能( 如热稳定性、抗蚀性和工作温度等) 。我国每年在这方面的用量约16t左右。NbFeB磁体Tb是的主要用途之一。
2、在稀土超磁致伸缩材料的应用
稀土超磁致伸缩材料是用稀上( Tb,Dy ) 和铁( F e ) 制成的合金,这种合金在磁化状态下发生线性变化的现象。常见的牌号是Tb0.3Dy0.7Fe1.95和Tb0.3Dy0.73Fe2合金。因为它们的推力大、转换率高,且稳定性和可靠性较好。所以这两种材料的应用十分广泛。Tb用量约5.0t。
3、在稀土磁光材料的应用
磁光材料指的是在磁场或磁矩作用下,物质的电磁特性会发生变化,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。用稀土铽制成的则为稀土铽磁光制料。
利用它的磁光特性及光,电磁的相互作用和转换可制成多种光学器件,如调制器、环行器、存储器和光盘等。特别是Tb可用于计算机存储元件存储能力提高10-15倍。
4、在稀土萤光材料的应用
目前,我国的稀土荧光粉包括作显示用的彩管荧光粉及作照明用的三基色荧光粉。主要用于国内,还有部分出口。Tb在荧光粉中起着激发剂作用,如对磷酸盐、硅酸盐和铈镁铝酸盐等的基质进行激发作用而发出绿色光,光色好又纯正。用量也不少。
此外Tb与有色金属制成合金也在发展中,如Tb与Mg的制成的TbMg合金,可望成为制造新型永磁材料的重要添加剂。
我国是稀土资源大国,稀土储量居在全球第二位。其中Tb资源,占世界首位,其储量约8.0万t,主要分布在内蒙、广东等地区。同时,目前世界上Tb用量约为50 ~60 t/年,至2020年将增至100~ 110 t/年,我国是Tb的资源大国,要充分开发利用好这一发展机会。