稀土材料与应用技术

　　稀土材料的诸多优异性能使其在国民经济、国防建设和现代科学技术的各个领域有着广泛的应用。本书全面系统地介绍了各类稀土材料（既包括稀土功能材料也包括稀土结构材料）的组成、结构、性能、制备及应用技术。分章论述了稀土金属和合金材料、稀土玻璃陶瓷材料、稀土磁性材料、稀土发光和激光材料、稀土热电发热与阴极发射材料、稀土储氢材料和稀土核材料、稀土催化材料、稀土超导材料、稀土高分子材料、钪及其材料应用等。同时对稀土资源开发、材料用稀土化合物以及稀土材料领域中涌现出的新理论、新方法、新技术、新工艺和新应用也做了详尽的介绍。本书可供各行业中从事新材料生产、科研、设计和使用的科技人员以及大专院校有关专业高年级学生、研究生和教师使用。

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目录
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
第三节稀土工业概况8
一、世界稀土工业简况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
第二节稀土元素的晶体结构22
一、稀土金属晶体的室温结构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
六、稀土磷酸盐46
七、稀土卤酸盐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
第四节稀土配位化合物55
一、稀土配合物的特性和主要
类型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?材?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
四、稀土新型磨料――镨钕
刚玉171
第二节稀土脱色剂和有色玻璃171
一、稀土脱色剂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VCM241
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
三、可见光和彩色光的三基色
原理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
第四节稀土光致发光材料308
一、紧凑型荧光灯用稀土三基色
荧光粉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
三、稀土激活的卤氧化镧323
四、稀土激活的稀土钽酸盐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
第二节稀土发热材料363
一、概述363
二、稀土发热材料的组成与
结构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?差庖跫?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
第十章稀土储氢材料和稀土
核材料375
第一节稀土储氢材料375
一、氢能源与储氢材料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
第十一章稀土催化材料395
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
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
第四节稀土催化材料在机动车尾气
净化中的应用414
一、尾气排放及净化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
二、Bi??Sr??Ca??Cu??O系430
三、Tl??Ba??Ca??Cu??O系430
第三节123氧化物超导材料的
制备431
一、顶部籽晶熔融织构法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?惨合嗳刍?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
第六节超导电子学443
一、超导薄膜特性参数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
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
一、简单掺混法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
第十四章钪及其材料应用483
第一节钪的资源483
一、世界钪资源概况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
第四节钪合金的制备495
一、对掺法495
二、熔盐电解法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