一、概况 溶浆机稀土元素是指周期表中处于第６周期从５７号到７１号的１５个镧系元素（镧Ｌａ、铈Ｃｅ、镨Ｐｒ、钕Ｎｄ、钷Ｐｍ、钐Ｓｍ、铕Ｅｕ、钆Ｇｄ、铽Ｔｂ、镝Ｄｙ、钬Ｈｏ、铒Ｅｒ、铥Ｔｍ、镱Ｙｂ、镥Ｌｕ）加上第５周期的钇Ｙ（３９），第４周期的钪Ｓｃ（２１）。除Ｓｃ和具有放射性的Ｐｍ之外，其余元素由于性质及其相似而相互共生于天然矿藏之中。 从１７９４年发现稀土氧化物钇土（Ｙ、Ｔｂ、Ｅｒ混合物）到１９４７年在铀燃料中发现放射性的Ｐｍ，前后共经历了１５３年的漫长时间。稀土元素实际上并不十分稀少，且在自然界中丰度符合奇偶数变化规律。 稀土科技发展主要经历了三个时代：其一为摇篮时代，即发现稀土元素的历史（１７９４—１９４９年），由于采用落后的分级结晶分离工艺，得到的稀土元素纯度较低；其二为启蒙时代（１９４９—１９６９年），采用改进的离子交换分离工艺，可以分离获得全部单一纯稀土，纯度达到９９９％～９９．９９％，因此可以研究稀土元素的各种本征性质；其三是黄金时代（１９７０年至今），
采用先进的液液萃取分离技术工艺，掀起了稀土元素及其化合物在工业和新材料的大规模应用研究的热潮。 ４４４第十一章 现代化学应用讲座 稀土工业化处理主要有典型三类：法国采取氢氧化钠分解法处理独居石，美国主要采用焙烧，酸浸，萃取和酸碱联合流程方法处理氟碳铈矿，还有东南亚国家采用高温高压氢氧化钠分解法处理磷钇矿。对于单一稀土分离则以液液有机溶剂萃取为主，离子交换和萃淋树脂色层为辅。生产稀土金属主要用熔盐电解工艺（对于卤化物体系）和金属热还原工艺（对于卤化物和氧化物）。 中国稀土资源３６００万ｔ，约占世界储量的８０％，存在南北两大典型稀土资源，除北方内蒙的白云鄂博为主的独居石矿，还具有以中重稀土为主的南方五省离子吸附型矿。目前已经成为世界第一稀土生产国和第二稀土消费国，开发出五大稀土工艺：高温硫酸强化焙烧及萃取、电场氢氧化钠分解、Ｐ５０７萃取剂盐酸体系全萃取分离、环烷酸萃取荧光级
高纯氧化钇、液液萃取三出口和多出口；并推广了具有中国特色的稀土农用研究。稀土应用领域可分为传统应用和市场及高技术应用和市场。传统应用主要为冶金机械、石油化工、玻璃陶瓷、农业；高技术应用为发光材料、磁性材料、特种玻璃和精密陶瓷材料、储氢电池材料、超导材料等，但目前应用水平还不高，应用所占比例还很小。二、稀土发光材料 稀土离子的发光和激光都是由于稀土的４ｆ电子在不同能级之间的跃迁产生的，称为ｆｆ跃迁，此外在ｆ组态和ｄ组态之间也存在跃迁，称为ｆｄ跃迁。稀土离子吸收光子或Ｘ射线等能量，从低能级跃迁至高能级，反之以辐射弛豫从高能级跃迁至低能级，发射不同波长的光，波长越短，则能级差越大。
发光是指物质内部以某种方式吸收的能量不经过热阶段，直接转变为非平衡辐射的现象。根据激发方式的不同，通常可分为光致发光，阴极射线发光，电致发光，放射线发光，Ｘ射线发光，化学发光和生物发光等，其中阴极射线发光曾经在稀土元素的发现和分析过程中起了重要作用。稀土发光材料具有优点：吸收能量的能力强光转换效率高；发射光谱范围宽，可发射从紫外到红外的光谱，特别是在可见光区有很强发射能力；荧光寿命范围宽，从纳秒到毫秒，跨越６个数量级；物理化学性能稳定，能承受大功率的电子束、高能射线和强紫外光的作用。稀土发光材料可在显示显像，新光源，Ｘ射线增感屏，核物理和辐射场的探测记录，医学放射学图像和各种摄影技术上具有应用价值。 １．稀土阴极射线发光材料 （１）彩电用稀土红色荧光体 彩电显像管荧光屏采用红，绿，蓝三基色荧光粉规则排列组成，目前使用三种铕激活红色荧光粉，ＹＶＯ４∶Ｅｕ；ＹＯ３∶Ｅｕ和Ｙ２Ｏ２Ｓ∶Ｅｕ，其中以铕激活的硫２氧化物ＹＯＳ∶Ｅｕ最为普遍，可使彩电画面亮度提高２倍以
上，锐线发射色纯度高，亮度电流饱和特性得到改善，且图像色彩不失真。２２ 第六讲 稀土新材料４４５ （２）彩色投影电视荧光体 彩色投影电视通常要求高分辨率（高清晰度），信息容量大（大屏幕）和立体感强（临场感，逼真感）；同时在高激发密度下，能量转换效率尽可能高；亮度呈线性，电流饱和特性好；高的温度猝灭特性，能耐大功率电子束长时轰击，性能稳定。而普通直观式彩电显像管亮度在高密度激发下很快达到饱和，温度猝灭现象严重，不能长时耐电子束轰击而烧伤，因此不适用于彩色投影电视使用。其中红色荧光体选择Ｙ２Ｏ３∶Ｅｕ，比较满意，发光效率几乎接近１０００％。而蓝色荧光体和绿色荧光体目前仍没有综合性能优良的材料体２＋
