Metale ziem rzadkich (REE): zastosowania

Metale ziem rzadkich (REE) mają szerokie zastosowanie, m.in. w przemyśle lotniczym, elektronice, energetyce i optyce. Wykorzystuje się je do produkcji magnesów neodymowych, baterii, katalizatorów, laserów oraz w technologii światłowodowej. 

Dowiedz się w jakich formach można w nie zainwestować i do czego służą poszczególne metale - przekonasz się, że bez nich nie mógłby istnieć dzisiejszy świat. A zasoby są ograniczone...

Cer

• Cer metaliczny
• Tlenek ceru

Obszary zastosowań

Stop metali z jego zastosowaniem stosowany jest do produkcji stali - składa się z różnych metali i pierwiastków ziem rzadkich, takich jak neodym, prazeodym, terb i itr. Przemysł potrzebuje również ceru w postaci tlenków ceru do powlekania katalizatorów spalin samochodowych. Metal ten jest także stosowany jako środek polerujący do szkła optycznego, jako pochłaniacz promieni UV na przykład w przednich szybach samochodów, a także do barwienia i odbarwiania szkła. 

Dysproz

• Tlenek dysprozu
• Dysproz metaliczny, proszek, sztabki

Obszary zastosowań

Dysproz jest ważnym składnikiem magnesów trwałych (magnesy Nd-Fe-B), stosowanych w elektrowniach wiatrowych, urządzeniach elektronicznych lub różnych małych silnikach w sektorze motoryzacyjnym. Jako część wymagań surowcowych dla transformacji energetycznej, metal ziem rzadkich będzie nadal zyskiwał na znaczeniu w dłuższej perspektywie. Dysproz jest również stosowany jako domieszka w materiałach luminescencyjnych, takich jak lampy halogenowe. Stopy z metalem ziem rzadkich, takie jak cynk, stopy i jako dodatek stopowy do cyrkonu, są stosowane w materiałach odparowywanych i tarczach rozpylających. Jego stop z ołowiem ma zastosowania jako materiał osłonowy w reaktorach jądrowych. 

Erb

• Erb metaliczny
• Tlenek erbu

Obszary zastosowań

Jego głównym zastosowaniem jest przemysł szklarski, gdzie jest używany do produkcji szkła pochłaniającego podczerwień. Pierwiastek ten jest również stosowany jako laser w medycynie nuklearnej, a w stomatologii jest używany do produkcji wszelkich wyrobów ceramicznych. W technologii jądrowej pierwiastek ziem rzadkich służy jako pochłaniacz neutronów. Jest również stosowany w konwerterach katalitycznych. 

Europ

• Europ metaliczny
• Tlenek europu

Obszary zastosowań

Europ służy głównie jako domieszka do produkcji materiałów luminescencyjnych, aby uzyskać efekty czerwonego światła. Dlatego jest składnikiem płaskich wyświetlaczy i przyrządów lotniczych. Europ jest również stosowany w technologii jądrowej, ponieważ pochłania neutrony termiczne.

Gadolin

• Gadolin metaliczny
• Tlenek gadolinu

Obszary zastosowań

W reaktorach jądrowych jest stosowany do produkcji prętów sterujących. Ponadto jest składnikiem wielu stopów magnetycznych, takich jak żelazo i chrom. Ten pierwiastek ziem rzadkich jest stosowany jako środek kontrastowy MRI w diagnostyce farmaceutycznej i ceramicznych proszkach natryskowych.

Gadolin jest potrzebny do produkcji specjalnych szkieł optycznych, materiałów luminescencyjnych i proszków fluorescencyjnych, które sprawiają, że ekrany radarowe świecą na zielono. W postaci granatu galowo-gadolinowego jest stosowany do produkcji elementów optycznych, na przykład do urządzeń laserowych i jako materiał podłoża do pamięci magnetooptycznych.

Holm

• Holm metaliczny
• Tlenek holmu

Obszary zastosowań

Ten pierwiastek ziem rzadkich jest stosowany w szkle optycznym i lampach metalohalogenkowych. Jego doskonałe właściwości magnetyczne sprawiają, że jest niezbędny do generowania silnych pól magnetycznych. W technologii atomowej jest stosowany jako materiał ekranujący. Materiały laserowe, takie jak granat itrowo-żelazowy, granat itrowo-glinowy i fluorek itrowo-litowy, które są potrzebne do produkcji elementów mikrofalowych i laserów półprzewodnikowych, są często domieszkowane holmem.

Lantan

• Lantan metaliczny
• Tlenek lantanu

Obszary zastosowań

Lantan metaliczny jest stosowany w przemyśle odlewniczym, gdzie jest dodawany do żeliwa; ponadto służy jako dodatek stopowy i środek redukujący. W formie tlenku jest stosowany w optyce i w szkłach odpornych na działanie chemikaliów, takich jak soczewki aparatów fotograficznych i teleskopów. Jest również stosowany w produkcji pigmentów, farb i lakierów. Ponadto jest niezbędny w układach wydechowych samochodów i katalizatorach petrochemicznych. Jest stosowany jako aktywator w produkcji fosforów. Ponadto jest potrzebny do produkcji pasz dla zwierząt i nawozów sztucznych.

Lutet

• Lutet metaliczny
• Tlenek lutetu

Obszary zastosowań

Lutet jest przetwarzany głównie w formie tlenku. Jest stosowany w przemyśle jako dodatek do produkcji fosforów i tuszów bezpieczeństwa. Tlenek jest również stosowany w technologii laserowej i do produkcji kryształów scyntylacyjnych. Ponadto, inne zastosowania przemysłowe obejmują produkcję tlenków mieszanych i innych tlenków organicznych.

Neodym

• Neodym metaliczny
• Tlenek neodymu

Obszary zastosowań

Znaczna część neodymu zużywanego na całym świecie służy do produkcji magnesów trwałych neodymowo-żelazowo-borowych (Nd-Fe-B), stosowanych w samochodach elektrycznych i turbinach wiatrowych. Jest również składnikiem katalizatorów w produkcji gumy i służy jako domieszka w produkcji fosforów. Jest przetwarzany w specjalnych szkłach optycznych i dodawany w celu uzyskania efektów kolorystycznych w produkcji szkła. Służy jako dodatek do stopów magnezu dla przemysłu lotniczego, w celu zwiększenia wytrzymałości stopów aluminium, modyfikacji stali nierdzewnych i poprawy właściwości stali odlewanych. Inne zastosowania obejmują powłoki emaliowane odporne na wysokie temperatury, materiały ceramiczne i mieszane tlenki do katalizatorów samochodowych.

Prazeodym

• Prazeodym metaliczny
• Tlenek prazeodymu

Obszary zastosowań

Wraz z neodymem surowiec ten jest używany do produkcji niezwykle silnych magnesów trwałych do silników hybrydowych i elektrycznych oraz do produkcji materiałów nadprzewodzących. Związki z prazeodymem są potrzebne do produkcji stopów magnezu w konstrukcji samolotów i są używane do barwienia szkła i emalii. Jest również przetwarzany w celu pochłaniania promieniowania UV w soczewkach ochronnych oczu.

Samar

• Samar metaliczny
• Tlenek samaru

Obszary zastosowań

Podobnie jak wiele innych pierwiastków ziem rzadkich, ten pierwiastek jest wykorzystywany do produkcji magnesów trwałych. Magnesy ze stopu samaru i kobaltu charakteryzują się wysoką odpornością na temperaturę do 300 stopni i z tego powodu doskonale nadają się m.in. do generatorów i suszarek. Innym obszarem zastosowań jest materiał absorbujący neutrony termiczne w technologii jądrowej. Jest stosowany w katalizie chemicznej i terapii nowotworowej, a także w szkłach optycznych i technologii laserowej.

Skand

• Skand metaliczny
• Tlenek skandu

Obszary zastosowań

Jako składnik stopowy tytanu, niklu i innych głównych metali, skand poprawia drobnoziarnistość, wytrzymałość i właściwości mechaniczne. W przemyśle lotniczym, który opiera się na coraz bardziej wydajnych lekkich konstrukcjach, redukcję masy można osiągnąć dzięki stopowi aluminium-magnez-skand. Pierwiastek ziem rzadkich jest również stosowany jako domieszka w technologii laserowej, do produkcji materiałów ceramicznych i jest stosowany w lampach rtęciowych do oświetlania stadionów. Skand odgrywa kluczową rolę jako katalizator w produkcji chlorowodoru.

Terb

• Terb metaliczny
• Tlenek terbu

Obszary zastosowań

Ze względu na swoje silnie magnesujące, fosforyzujące właściwości, terb oferuje pełen zakres możliwych zastosowań. Na przykład, wraz z tlenkiem cyrkonu, terb jest ważny w technologii ogniw paliwowych. Oprócz dysprozu, neodymu i europu, terb jest stosowany w celu zwiększenia koercji. Jest również dodawany do fosforów w celu uzyskania zielonych efektów kolorystycznych. W stomatologii jest stosowany do produkcji systemów całkowicie ceramicznych.

Iterb

• Iterb metaliczny
• Tlenek iterbu

Obszary zastosowań

Iterb jest dodawany do stopów stali nierdzewnej i przetwarzany w produkcji katalizatorów i półprzewodników. Podobnie jak inne pierwiastki ziem rzadkich, iterb jest używany do produkcji magnesów trwałych. Tutaj jest stopowany z kobaltem, żelazem i manganem. W medycynie nuklearnej izotop iterbu pełni funkcję źródła promieniowania gamma.

Itr

• Itr metaliczny
• Tlenek itru

Obszary zastosowań

Aby poprawić rozdrobnienie ziarna, itr dodaje się do stopów z chromem, tytanem, molibdenem i cyrkonem. Jako dodatek stopowy do aluminium i magnezu zwiększa wytrzymałość. Jest również stosowany w produkcji materiałów luminescencyjnych i wysokowydajnej ceramiki, np. do powlekania silników lotniczych. Inne zastosowania to przemysł stomatologiczny i produkcja kryształów laserowych, a także mieszane tlenki do samochodowych katalizatorów.