氢化物

稀土金属容易发生化学反应形成RH2,和,通过升高氢压力,三价R金属(钪除外)也构成RH3.阶段。RH和2和RH3.阶段非化学计量(即数字原子元素的数量不能用小整数之比表示)。RH的2阶段有CaF2三价R和二价R的氟化结构而且二氢化物结晶成与碱土二氢化物结构相同的正交结构。RH的3.相有两种不同的晶体结构。对于轻镧系元素(镧通过)、RH3.是否有类氟结构并形成连续坚实的解决方案与RH2.至于重镧系元素(通过),,猕3.结晶为六边形结构。稀土氢化物对空气敏感,需要放在手套箱里处理。

电阻RH的2比纯金属低约75%。然而,电阻率增加更多的氢加入超过RH2并接近半导体在RH的情况3..为氢化(啦3.),复合抗磁性除了是半导体。RH的大部分2化合物,其中R为三价稀土,均为反铁磁性的铁磁.然而,二价二氢化铕,EuH2,在25度时为铁磁性K(−248°C,或−415°F)。

2001年,YH杂志报道了一种新的现象,称为可切换镜x和啦x系统x接近3。当YH形成薄膜时x或啦x,由一层薄膜保护金属,被氢化,金属相与x< 2.9反射光时,薄膜变透明x接近3.0。在降低氢含量后透明的本产品x(啦x)电影又一次变成了一面镜子。从那时起,许多其他含氢的可切换镜像材料被开发出来——全部是三价稀土元素和R-合金,以及镁合金用,添加剂。

卤化物

三种主要的化学计量系统(X =,)是三卤化物(RX3.)、四卤化物(RX4)和还原卤化物(RX .yy三卤化物在除铕以外的所有稀土中都是已知的。唯一已知的四卤化物是RF4相,其中R =,.二卤化物RX2,其中R =钐、铕和镱,是稳定的化合物,很容易制备。一些“RX”2的化合物已经在文献中报道了大多数镧系元素,但是后续研究表明,这些相实际上是由间质杂质(如氢和)稳定的三元化合物.其他还原卤化物也是如此(2 <x< 3)如。, Gd2Cl3.

射频3.化合物的行为与RCl完全不同3., RBr3.,以及国际扶轮3..氟化物在空气中是稳定的,是不吸湿的(也就是说,不容易吸收),不溶于水,性质温和.氟化物是通过将氧化射频3.与氟化铵(NH)反应4高频2).射频3.相以两种修饰形式结晶——三角LaF3.型结构(镧通过)和正交YF3.型结构(钐通过镧和钇)。射频3.与其他非稀土氟化物(即ZrF)合金化后的化合物4和ZrF4baf2—构成眼镜被归类为重金属氟玻璃(HMFG)。许多hmfg从紫外线到中间都是透明的红外波长和被用作光纤传感器,通信,窗户,光管,和棱镜.这些材料具有良好的玻璃成型性能、化学耐久性和耐温性。其中一个更重要的作文57%是ZrF4, 18% BaF2, 3% LaF3., 4% AlF3.和17%的NaF(这些百分比略有变化),并被称为ZBLAN。

的RCl3., RBr3.,以及国际扶轮3.化合物的行为与射频完全不同3.这种化合物吸湿,在空气中迅速水解。不出所料,RX3.(X =氯、溴和碘)易溶于水。三卤化物一般由各自的氧化物通过溶解R来制备2O3.在HX溶液中结晶RX3.通过脱水从溶液中提取化合物。脱水过程必须小心进行;否则,RX3.相中含有一些氧。脱水过程随着增加而变得更加困难原子序数镧系元素还有x的RCl3.和RBr3.化合物有三种不同的晶体结构,从轻到中,重镧系元素(也包括YX)3.),而国际扶轮3.沿着这一系列化合物只有两种不同的晶体结构。

金属和络合物化合物

在形成的许多稀土金属间化合物中,有一些因其不同寻常的应用或有趣而脱颖而出科学.下面将讨论其中的六种应用。

永久磁铁

最突出的是稀土金属互化物是和214B,它是铁磁性的热处理,成为已知的最坚硬的磁性材料。因此,这种金属间化合物被用作永久材料磁铁在很多应用中。它的主要用途是在电动马达(例如,现代的汽车包含多达35个电机),主轴电脑硬盘驱动器,扬声器手机便携式媒体播放器、直接驱动风力涡轮机、驱动器和核磁共振设备。SmCo5和Sm2有限公司17也是永久磁铁。两者都有更高的居里(磁有序)温度比和214B,但磁性没有那么强。

可充电电池

另一种重要的化合物是LaNi,它是一种用于绿色能源的氢吸收剂5.它是镍氢中可充电的主要成分电池,用于混合动力和全电动汽车。LaNi5在室温附近很容易吸收和溶解氢,每个LaNi吸收6个氢原子5分子在适度的氢压力下。这是主要的稀土市场之一。

电子枪支

下一个化合物是六硼化镧(LaB)6),市场很小,但对中国市场至关重要电子显微镜.它有一个极高的值熔点(>2,500°C,或>4,532°F),低蒸汽压力,非常好热电子发射性能,使其成为材料的选择电子枪支电子显微镜

Microkelvin冷却

金属化合物PrNi5也是一个小市场的材料,但它是一个世界纪录的创造者。它有相同的晶体结构作为LaNi5它甚至在微开尔文范围内(0.000001 K[−273.149999°C,或−459.669998°F])都没有磁有序,并且是核冷却的绝佳候选绝热去磁.PrNi5被用作第一阶段,在串联作为第二阶段,达到0.000027 K(−273.149973°C,或−459.669951°F)的工作温度。在这个温度下,第一次可以在磁性制冷剂本身以外的材料上进行实验测量。世界上有许多低温实验室使用PrNi5作为制冷剂。

磁致伸缩

所有磁性有序的材料,当受到一个应用磁场会膨胀或收缩取决于样品相对于磁场方向的方向。这种现象被称为磁致伸缩.对于大多数材料,它是相当小的,但在1971 TbFe2被发现表现出非常大的磁致伸缩,大约是普通磁性物质的1000倍。目前最好的商业磁致伸缩材料之一是Tb0.3Dy0.71.9它被称为Terfenol D,用于诸如声纳系统、微定位器和流体控制阀。

巨大的磁热效应

经历磁转变的磁性材料在受到增强的磁场时通常会升温(尽管少数物质会冷却),而当磁场消失时,情况则相反。这种现象称为磁热效应(MCE)。1997年Gd5(如果2通用电气2)被美国材料科学家Vitalij K. Pecharsky和Karl A. Gschneidner, Jr.发现,表现出一个异常大的MCE,被称为巨磁热效应(GMCE)。GMCE是由于当Gd5(如果2通用电气2)可以通过改变磁场来控制的磁指令。这一发现给了我们很大的启发动力使用GMCE进行磁冷却的可能性。从那时起,大约有6种其他的GMCE材料被发现,其中最有前途的材料之一是另一种镧系化合物La(Fe)x如果x13

磁制冷还没有商业化,但许多试验设备和原型冷却机器已经建成。当磁制冷可行时,应能降低能量消费冷藏成本降低了20%。它也是一项更加环保的技术,因为它消除了对环境的危害臭氧消耗而且温室气体用于当前气体压缩冷却技术。

复合物

稀土元素与许多有机分子反应形成络合物。他们中的许多人准备协助分离稀土元素离子交换或者20世纪50年代和60年代的溶剂萃取工艺,但从那以后,它们被单独研究,并用于其他应用,如发光化合物,激光,核磁共振.磁共振磁共振成像(MRI)是一种重要的检查病人的医学探针。最重要的材料加强MRI图像是基配合物,如Gd(dtpa)−1,其中dtpa是二乙三胺-N,N,N ',N ',N″-五乙酸的简写符号。全世界每年注射数百万剂(小瓶)。每瓶含有1.57克(0.06盎司)钆。