稀土材料与应用技术PDF电子书下载

目录 1

第一章　稀土资源及其材料应用 1

第一节　稀土元素及其分组 1

第二节　稀土矿物资源 2

一、自然界中稀土元素的分布 2

二、稀土元素在矿物中的赋存状态 3

三、稀土的主要工业矿物 3

四、世界稀土资源概况 7

一、世界稀土工业简况 8

第三节　稀土工业概况 8

二、我国稀土工业的发展 10

第四节　稀土材料应用现状和展望 11

一、稀土在传统材料领域的应用 13

二、稀土在新材料领域的应用 13

参考文献 19

第二章　稀土元素的结构特点与材料学性能 20

第一节　稀土元素的结构特点与价态 20

一、稀土元素在周期表中处于特殊位置 20

二、稀土元素的电子层结构特点 20

三、稀土元素的价态 21

一、稀土金属晶体的室温结构 22

第二节　稀土元素的晶体结构 22

二、稀土金属的同素异型转变 23

第三节 稀土元素的物理化学性质 24

一、稀土元素的一般物理性质 24

二、稀土元素的电学性质 25

三、稀土元素的光谱学性质 25

四、稀土元素的磁学性质 29

五、稀土元素的化学性质 31

第四节　稀土元素的材料学性能 33

一、稀土金属的力学性能 33

二、稀土金属的工艺学性能 34

第五节　稀土元素特征的材料学应用 35

参考文献 36

第三章　稀土化合物及其材料应用 37

第一节　稀土氧化物和氢氧化物 37

一、稀土氧化物 37

二、稀土氢氧化物 40

第二节　重要的稀土盐类 40

一、稀土卤化物 41

二、稀土硝酸盐 43

三、稀土硫酸盐 43

四、稀土碳酸盐 44

五、稀土草酸盐 45

七、稀土卤酸盐 46

六、稀土磷酸盐 46

八、稀土硅酸盐 47

第三节　稀土元素的几种非金属化合物 48

一、稀土氢化物 48

二、稀土硼化物 49

三、稀土碳化物 50

四、稀土硅化物 51

五、稀土氮化物 52

六、稀土硫化物 53

一、稀土配合物的特性和主要类型 55

第四节　稀土配位化合物 55

二、稀土配合物的合成 57

三、水溶液中的稀土配合物 58

四、稀土无机配合物 59

五、稀土有机配合物 60

参考文献 66

第四章　稀土材料的制备技术 68

第一节　稀土材料制备的工作范畴 68

第二节　稀土材料制备中的基本原理 69

一、制备过程中的化学热力学原理 69

二、制备过程中的动力学因素 71

三、稀土材料制备中的离子取代 72

四、材料设计简介 73

第三节　稀土元素的提取方法 74

一、独居石精矿的分解 75

二、氟碳铈精矿的分解 76

三、混合型稀土精矿的分解 81

四、磷钇矿分解方法 84

五、离子型稀土矿的提取 84

第四节　稀土元素的分离和提纯技术 85

一、稀土元素与非稀土杂质的分离 86

二、单一稀土的分离提纯技术 88

第五节　几种重要稀土化合物的制备 101

一、稀土氧化物的制备 101

二、无水稀土氯化物的制备 102

三、无水稀土氟化物的制备 104

第六节　稀土材料现代合成技术 104

一、溶液法合成 105

二、溶胶-凝胶法（Sol-Gel法） 109

三、水热法合成 111

四、自蔓延高温合成法 114

五、化学气相沉积法 118

六、纳米材料的制备 120

参考文献 123

第五章　稀土金属和合金材料 125

第一节　稀土金属及合金的制备 125

一、金属热还原法制备稀土金属 126

二、熔盐电解法制备稀土金属 128

三、稀土金属粉末的制备 131

四、稀土金属的提纯 131

五、稀土单晶的制备 134

第二节 稀土金属的加工性能与加工材料 136

一、稀土金属的机械性能与纯度及温度的关系 136

二、稀土金属的加工性能 137

三、稀土金属加工材料与应用 137

第三节　稀土合金材料 138

一、混合稀土金属 138

二、钢中稀土和稀土钢 139

三、稀土硅铁合金和镁铁合金 145

四、稀土镁合金 147

五、稀土铝合金 150

六、稀土铜合金 154

七、稀土钨、钼合金 155

八、其他稀土有色金属合金材料 157

第四节　稀土发火合金材料 158

一、稀土发火合金材料简介 158

二、稀土发火合金的成分、性能和用途 159

三、稀土打火石的生产工艺 160

第五节　金属材料的稀土钝化技术 160

一、稀土钝化的基本原理 161

二、稀土钝化的工艺方法 162

三、各类金属材料的稀土钝化处理 163

参考文献 164

第六章　稀土玻璃陶瓷材料 166

第一节　稀土抛光材料和磨料 166

一、稀土抛光剂的抛光机理及抛光工艺 166

二、稀土抛光粉的种类和制备方法 167

三、稀土抛光粉的性能与用途 170

第二节　稀土脱色剂和有色玻璃 171

一、稀土脱色剂 171

四、稀土新型磨料——镨钕刚玉 171

二、稀土有色玻璃 173

第三节　稀土光学玻璃 174

一、稀土在玻璃中的作用 175

二、镧系光学玻璃 175

三、特种稀土光学玻璃 176

第四节　稀土玻璃光纤 178

一、稀土氧化物玻璃光纤 178

二、稀土氟化物玻璃光纤 180

三、稀土玻璃光纤的应用 183

第五节　稀土高温彩色釉 184

一、稀土在陶瓷彩色釉中的作用 184

二、高温镨黄色釉 185

三、高温钕变色釉 186

第六节　稀土结构陶瓷材料 186

一、稀土氮化硅陶瓷 187

二、稀土氮化铝陶瓷 189

三、稀土氧化锆陶瓷 190

第七节　稀土功能陶瓷材料 196

一、稀土压电陶瓷 197

二、稀土电光陶瓷 201

三、稀土离子导电陶瓷 204

四、稀土敏感陶瓷 206

五、稀土介电陶瓷 212

参考文献 216

第七章　稀土磁性材料 217

第一节　永磁材料概述 217

一、材料的磁性及其分类 217

二、永磁材料的性能要求 219

第二节　稀土永磁材料的性能与结构 221

一、稀土永磁材料的主要类型 221

二、稀土永磁材料的优异性能 222

三、稀土永磁材料的结构 223

第三节　稀土钴永磁材料 224

一、稀土钴系合金及其磁性能 224

二、稀土钴永磁材料的主要类型 226

三、稀土钴永磁材料的制备 228

第四节　稀土铁硼永磁材料 230

一、钕铁硼永磁合金的组成 230

二、钕铁硼永磁合金的磁性能 231

三、钕铁硼永磁材料的制备 234

第五节　稀土铁氮永磁材料 236

一、稀土铁氮永磁体的结构和特性 236

二、钐铁氮永磁体的制备 238

第六节　稀土永磁材料的应用 240

一、稀土永磁电机 241

二、计算机VCM 241

三、稀土永磁电声器件 242

四、稀土永磁微波器件 243

五、稀土永磁仪器仪表 243

六、稀土永磁磁选和磁分离 243

七、稀土永磁磁化技术 244

八、稀土永磁磁力机械 244

九、磁悬浮及磁推系统 245

十、稀土永磁医疗器械 246

第七节　稀土超磁致伸缩材料 247

一、磁致伸缩机理及唯象理论 248

二、稀土超磁致伸缩材料的结构 250

三、稀土超磁致伸缩材料的性能 250

四、稀土超磁致伸缩材料的主要类型 252

五、稀土超磁致伸缩材料的制备 257

六、稀土超磁致伸缩材料的应用 262

第八节　稀土庞磁电阻材料 264

一、材料的磁电阻效应 264

二、稀土庞磁电阻材料的组成和结构 265

三、CMR效应特点 266

第九节　稀土磁光材料 267

一、磁光效应与磁光材料 268

二、稀土磁光的来源及性能特点 269

三、稀土铁石榴石磁光材料 270

四、钆镓石榴石 272

五、其他磁光材料 273

第十节　稀土磁泡材料和磁致冷材料 273

一、稀土磁泡材料 273

二、稀土磁致冷材料 277

参考文献 282

第八章 稀土发光和激光材料 283

第一节　发光材料及其发光性能 283

一、发光材料的基本概念 283

二、发光材料的发光性能 286

原理 289

三、可见光和彩色光的三基色 289

第二节　稀土元素发光的性能特点 293

一、稀土离子的能级跃迁及光谱特性 293

二、稀土发光材料的优异性能 295

三、稀土发光材料的分类 296

第三节　稀土阴极射线发光材料 297

一、稀土红色荧光粉 297

二、稀土绿色荧光粉 301

三、稀土蓝色发光材料 304

四、终端显示器用稀土荧光粉 306

五、稀土飞点扫描荧光体 307

一、紧凑型荧光灯用稀土三基色荧光粉 308

第四节　稀土光致发光材料 308

二、高压汞灯用稀土荧光粉 309

三、其他用途的灯用稀土荧光体 310

四、稀土金属卤化物灯发光材料 311

五、稀土长余辉发光材料 312

第五节　稀土电致发光材料 317

一、稀土无机电致发光材料 317

二、稀土有机电致发光材料 319

第六节　稀土X射线发光材料 320

一、稀土激活的稀土硫氧化物 322

二、铕（Ⅱ）激活的碱土氟卤化物 322

四、稀土激活的稀土钽酸盐 323

三、稀土激活的卤氧化镧 323

五、CT探测器用稀土荧光体 324

六、稀土PSL材料 326

第七节　其他稀土发光材料 327

一、稀土闪烁体 327

二、稀土热释发光材料 331

三、稀土上转换发光材料 331

第八节　稀土激光材料 335

一、稀土激光原理 336

二、稀土固体激光材料 338

三、稀土液体激光材料 344

四、稀土气体激光材料 345

五、在激光中使用的其他稀土材料 346

参考文献 347

第九章　稀土热电、发热与阴极发射材料 348

第一节稀土热电材料 348

一、热电效应和热电材料 348

二、热电效应的基本原理 348

三、热电材料的结构与性能 351

四、热电材料的制备 357

五、热电材料的应用 358

二、稀土发热材料的组成与结构 363

一、概述 363

第二节　稀土发热材料 363

三、稀土发热材料的制备 365

四、稀土发热材料的性能 366

五、稀土发热材料的应用 367

第三节　稀土阴极发射材料 368

一、概述 368

二、稀土-钼阴极发射材料 369

三、稀土氧化物阴极发射材料 370

四、六硼化镧阴极发射材料 371

参考文献 374

一、氢能源与储氢材料 375

第一节　稀土储氢材料 375

第十章　稀土储氢材料和稀土核材料 375

二、储氢材料的储氢原理 377

三、稀土储氢材料的开发 379

四、稀土储氢材料的制备 382

五、稀土储氢材料的应用 383

第二节　稀土核材料 389

一、结构材料 390

二、控制材料 391

三、慢化剂及核燃料稀释剂 393

参考文献 394

第一节　稀土催化材料在化工中的应用 395

一、稀土催化材料应用于典型化工反应 395

第十一章　稀土催化材料 395

二、稀土对化工催化剂的作用 397

第二节　稀土在石油裂化中的应用 398

一、催化裂化的发展 399

二、稀土应用于裂化催化剂 400

三、常用的稀土裂化催化材料 401

四、金属钝化剂 404

第三节 稀土催化材料在合成橡胶中的应用 406

一、稀土合成橡胶催化材料 406

二、稀土合成橡胶的特点 410

三、稀土催化聚合的技术进展 412

一、尾气排放及净化 414

第四节　稀土催化材料在机动车尾气净化中的应用 414

二、稀土催化材料的应用 416

三、稀土净化催化材料的类型 417

四、稀土对净化催化剂的作用 418

参考文献 420

第十二章　稀土超导材料 422

第一节　概述 422

一、超导电性和超导体 422

二、超导材料 423

第二节　氧化物超导材料 427

一、YBa2Cu3O7-δ系 427

三、T1-Ba-Ca-Cu-O系 430

二、Bi-Sr-Ca-Cu-O系 430

一、顶部籽晶熔融织构法 431

第三节　123氧化物超导材料的制备 431

二、淬火熔化生长法和熔化粉末熔化生长法 432

三、粉末熔化法 432

四、液相消除法 433

五、固相-液相熔化生长法 433

第四节 第二代高温超导（2G HTS）线材 433

一、发展概况和驱动力 434

二、研究进展 436

第五节　超导电性应用 441

一、超导薄膜特性参数 443

第六节　超导电子学 443

二、超导薄膜制备技术 444

三、高温超导薄膜 446

四、约瑟夫逊效应和器件 448

五、超导量子干涉仪（SQUID） 449

六、高温超导器件应用 449

参考文献 450

第十三章　稀土高分子材料 451

第一节　稀土高分子材料的主要类型 452

一、掺杂型稀土高分子材料 452

一、简单掺混法 453

二、键合型稀土高分子材料 453

第二节　稀土高分子材料的制备方法 453

二、聚合法 454

三、反应加工法 455

第三节　稀土高分子材料的结构、特性 456

一、稀土高分子材料的前体结构 456

二、稀土高分子材料的结构 456

第四节　几种重要的稀土高分子材料及其应用 458

一、稀土高分子光学材料 458

二、稀土高分子防护材料 465

三、稀土高分子磁性材料 466

四、稀土高分子催化（剂）材料 468

第五节　稀土高分子材料助剂 469

一、稀土塑料稳定剂 469

二、稀土高分子填充改性剂 473

三、稀土高分子转光剂 474

四、稀土橡胶硫化促进剂 478

五、高分子的结晶促进剂 478

六、稀土偶联剂 478

七、稀土涂料催干剂 478

参考文献 481

第一节　钪的资源 483

一、世界钪资源概况 483

第十四章　钪及其材料应用 483

二、中国的钪资源 484

第二节　钪的提取 484

一、钪原料的浸取 485

二、钪的分离提纯 486

第三节　高纯金属钪的制备 493

一、氟化钪的制取 493

二、钪的钙热还原 494

三、钪的蒸馏提纯 494

一、对掺法 495

二、熔盐电解法 495

第四节　钪合金的制备 495

三、金属热还原法 496

第五节　钪的性质 496

一、钪的物理性质及晶体结构 496

二、钪的化学性质 497

第六节　钪及其化合物的材料应用 499

一、钪在金属材料中的应用 499

二、钪在化工石油材料中的应用 500

三、钪在电子信息材料中的应用 500

四、钪在电光源及激光领域中的应用 500

五、钪在核工业材料中的应用 501

参考文献 502