Introduction à l'application des terres rares
Les terres rares, surnommées « vitamines industrielles », possèdent d'excellentes propriétés magnétiques, optiques et électriques irremplaçables. Elles jouent un rôle majeur dans l'amélioration des performances, la diversification et l'efficacité de la production des produits. Du fait de leur importance, leur utilisation est devenue essentielle pour améliorer la structure des produits, le contenu scientifique et technologique et favoriser le progrès technologique dans l'industrie. Elles sont largement utilisées dans la métallurgie, l'armée, la pétrochimie, la vitrocéramique, l'agriculture, les nouveaux matériaux et bien d'autres domaines.
Industrie métallurgique
Les terres rares sont utilisées dans le domaine de la métallurgie depuis plus de 30 ans et ont permis de développer des technologies plus matures. L'utilisation des terres rares dans l'acier et les métaux non ferreux représente un vaste domaine offrant de vastes perspectives. L'ajout de terres rares, de fluorures ou de silicates à l'acier permet d'affiner, de désulfurer, d'éliminer les impuretés nocives à point de fusion moyen et bas et d'améliorer les performances de traitement de l'acier. Largement utilisé dans l'industrie automobile, les tracteurs, les moteurs diesel et autres machines, l'ajout de terres rares au magnésium, à l'aluminium, au cuivre, au zinc, au nickel et à d'autres alliages non ferreux peut améliorer les propriétés physiques et chimiques des alliages, ainsi que leurs propriétés mécaniques à température ambiante et à haute température.
Grâce à leurs excellentes propriétés physiques, notamment optiques et électromagnétiques, les terres rares peuvent constituer de nouveaux matériaux aux propriétés variées et une grande variété d'autres matériaux, améliorant ainsi considérablement la qualité et les performances d'autres produits. C'est pourquoi on les appelle « or industriel ». Tout d'abord, l'ajout de terres rares peut grandement améliorer les performances tactiques des chars, des avions, des missiles, de l'acier, des alliages d'aluminium, de magnésium et de titane. De plus, les terres rares peuvent être utilisées dans l'électronique, les lasers, l'industrie nucléaire, les supraconducteurs et de nombreux autres lubrifiants de haute technologie. L'utilisation de la technologie des terres rares dans l'armée entraînera inévitablement un bond en avant dans la science et la technologie militaires. En un sens, la domination écrasante de l'armée américaine sur les guerres locales de l'après-Guerre froide, ainsi que sa capacité à anéantir l'ennemi de manière débridée et publique, sont dues à la classe surhumaine de sa technologie des terres rares.
produits pétrochimiques
Les terres rares peuvent être utilisées dans le domaine pétrochimique pour fabriquer des catalyseurs à tamis moléculaire, avec une activité élevée, une bonne sélectivité, une forte résistance à l'empoisonnement aux métaux lourds et d'autres avantages, remplaçant ainsi les catalyseurs au silicate d'aluminium pour le processus de craquage catalytique du pétrole ; Son volume de gaz de traitement est 1,5 fois plus grand que le catalyseur au nickel-aluminium, dans le processus de synthèse du caoutchouc shunbutyl et du caoutchouc isoprène, l'utilisation du catalyseur à base de terres rares d'acide cyclane - trois isobutyl aluminium, a permis d'obtenir de bonnes performances du produit, avec moins de colle suspendue à l'équipement, un fonctionnement stable, un processus de post-traitement court et d'autres avantages ; et ainsi de suite.
Céramique de verre
Le volume d'application des terres rares dans l'industrie chinoise du verre et de la céramique a augmenté en moyenne de 25 % depuis 1988, atteignant environ 1 600 tonnes en 1998. Les vitrocéramiques à base de terres rares sont non seulement des matériaux de base traditionnels pour l'industrie et la vie quotidienne, mais aussi des éléments clés du secteur des hautes technologies. Les oxydes de terres rares ou les concentrés de terres rares transformés peuvent être utilisés comme poudres de polissage, largement utilisées dans le verre optique, les verres de lunettes, les tubes d'imagerie, les tubes d'oscilloscope, le verre plat, le polissage de la vaisselle en plastique et en métal. Afin d'éliminer la couleur verte du verre, l'ajout d'oxydes de terres rares permet de réaliser différentes applications pour le verre optique et les verres spéciaux, notamment le verre absorbant les infrarouges, les verres absorbant les UV, les verres résistants aux acides et à la chaleur, les verres résistants aux rayons X, etc. L'ajout de terres rares dans la céramique et l'émail permet de réduire la fissuration de la glaçure et d'obtenir des produits aux couleurs et à l'éclat variés. Ce procédé est largement utilisé dans l'industrie céramique.
Agriculture
Les résultats montrent que les terres rares peuvent améliorer la teneur en chlorophylle des plantes, stimuler la photosynthèse, favoriser le développement racinaire et accroître l'absorption des nutriments par le système racinaire. Elles peuvent également favoriser la germination des graines, augmenter leur taux de germination et favoriser la croissance des plantules. Outre ces rôles majeurs, elles permettent également d'améliorer la résistance de certaines cultures aux maladies, au froid et à la sécheresse. De nombreuses études ont également montré que l'utilisation de concentrations appropriées de terres rares peut favoriser l'absorption, la conversion et l'utilisation des nutriments par les plantes. La pulvérisation de terres rares peut améliorer la teneur en Vc, la teneur en sucres totaux et le rapport sucre-acide des pommes et des agrumes, et favoriser la coloration et la précocité des fruits. Elle peut également inhiber la respiration pendant le stockage et réduire le taux de décomposition.
Nouveaux matériaux
Le matériau d'aimant permanent en ferrite de terre rare et bore, avec un magnétisme résiduel élevé, une force orthopédique élevée et une accumulation d'énergie magnétique élevée et d'autres caractéristiques, est largement utilisé dans l'industrie électronique et aérospatiale et entraîne des éoliennes (particulièrement adapté aux centrales électriques offshore) ; - Les grenats d'aluminium et le verre de niobium fabriqués à partir de zirconium de haute pureté peuvent être utilisés comme matériaux laser solides ; les borecanes de terres rares peuvent être utilisés pour fabriquer des matériaux cathodiques émis électroniquement ; le métal niobium nickel est un matériau de stockage d'hydrogène nouvellement développé dans les années 1970 ; et l'acide chromique est un matériau thermoélectrique à haute température. À l'heure actuelle, les matériaux supraconducteurs à base d'oxydes à base de niobium avec l'amélioration des éléments d'oxygène à base de niobium dans le monde peuvent obtenir des supraconducteurs dans la zone de température de l'azote liquide, ce qui constitue une percée dans le développement de matériaux supraconducteurs. En outre, les terres rares sont également largement utilisées dans les sources lumineuses telles que les phosphores, les phosphores d'écran améliorés, les phosphores tricolores, les poudres lumineuses photocopiées (mais en raison du coût plus élevé des prix des terres rares, l'application de l'éclairage a progressivement diminué), les tablettes de télévision à projection et autres produits électroniques ; Il peut augmenter sa production de 5 à 10 %, dans l'industrie textile, le chlorure de terre rare est également largement utilisé dans le tannage de la fourrure, la teinture de la fourrure, la teinture de la laine et la teinture des tapis, et les terres rares peuvent être utilisées dans les convertisseurs catalytiques automobiles pour réduire les principaux polluants dans les gaz d'échappement du moteur en composés non toxiques.
Autres applications
Les terres rares sont également utilisées dans divers produits numériques, notamment l'audiovisuel, la photographie, les communications et divers équipements numériques, afin de répondre à de nombreuses exigences : compacité, rapidité, légèreté, durée d'utilisation prolongée, économies d'énergie, etc. Parallèlement, elles ont également trouvé des applications dans les domaines de l'énergie verte, des soins médicaux, de la purification de l'eau, des transports et bien d'autres.