“稀土元素”之—大光法師“鈧”

鈧屬于元素(su)周期表(biao)的(de)第一(yi)副族，這一(yi)族也叫(jiao)稀土(tu)族,跟他同族的(de)還有大(da)家熟悉的(de)釔，以及鑭，錒系。下(xia)圖的(de)元素(su)周期表(biao)大(da)家仔細瞅瞅看(kan)。

稀土元素被稱之為“工業味精”，只需要一點點的加入量，就會讓主體材料有了很大的改善。為什么稀土元素會有這么神奇特性？這還的從它的電子軌道說起。主族元素基本都是以S²Pⁿ作為最外層電子排布，而副族則多數dⁿS^1,2軌道作為最外層電子軌道。而稀土鑭系與錒系列則以fⁿd^1,2s²為最外層電子，也就是這種電子軌道的原因，稀土元素在螯合,催化，尤其是廣電行業中占有舉足輕重的作用，去年我們跟美國貿易戰，有一個殺手锏就是限制稀土出口，可見這個材料的重要程度！小編后續會針對稀土在高端陶瓷中的應用做逐一說明今天我們來聊聊號稱“光明之子“的鈧，看它有哪些應用？

1、照明使用(yong)：鈧鈉燈

目前工業照(zhao)明(ming)中(zhong)主要有4種(zhong)光源：鎢絲(si)燈(deng)(deng)，熒光燈(deng)(deng)，LED節(jie)能燈(deng)(deng)，高(gao)壓鈉燈(deng)(deng)，下面的(de)照(zhao)片就是對應(ying)的(de)燈(deng)(deng)泡樣子，雖然都(dou)是照(zhao)明(ming)，但是價格可(ke)是天差地(di)遠(yuan)的(de)。鈧鈉燈(deng)(deng)最貴(gui)！

Na的(de)光(guang)譜在(zai)(zai)589.0nm與589.6nm這(zhe)(zhe)2個(ge)波(bo)長上(shang)(shang)，這(zhe)(zhe)個(ge)波(bo)長看上(shang)(shang)去(qu)是(shi)(shi)(shi)黃色的(de)；之所以能被廣(guang)泛(fan)應(ying)用，一個(ge)原因就是(shi)(shi)(shi)它的(de)589.0nm波(bo)長已經很接近555nm，我們知道555nm視覺效率(lv)是(shi)(shi)(shi)683lm/W，這(zhe)(zhe)是(shi)(shi)(shi)最大(da)值，而Na燈可(ke)以達到200lm/W，而LED在(zai)(zai)90lm/W左右，熒光(guang)燈大(da)概在(zai)(zai)40lm/W，而鎢絲(si)燈只有(you)10lm/W，全(quan)球20%的(de)發電(dian)量是(shi)(shi)(shi)用在(zai)(zai)照明上(shang)(shang)的(de)。鈧(kang)鈉的(de)這(zhe)(zhe)個(ge)效率(lv)是(shi)(shi)(shi)鎢絲(si)燈能耗(hao)只有(you)1/20。所以，鈉燈未來必然在(zai)(zai)照明市場種占主流應(ying)用。

這個圖表(biao)示(shi)的含義是人眼(yan)對(dui)相同輻射功率(lv)的不同波長光(guang)線的敏感(gan)程度(du)，555nm(綠光(guang))，是人眼(yan)最敏感(gan)的光(guang)源。

但是(shi)從照(zhao)(zhao)明角度(du)來(lai)(lai)講，越是(shi)接近太(tai)陽(yang)光(guang)(guang)(guang)(guang)越是(shi)自然的(de)，所(suo)以Na燈(deng)(deng)用來(lai)(lai)做一(yi)些照(zhao)(zhao)明的(de)話，物體表面看到(dao)顏色(se)(se)(se)就(jiu)(jiu)不會原來(lai)(lai)的(de)顏色(se)(se)(se)，大家(jia)可以去上看轉(zhuan)轉(zhuan)，尤其是(shi)賣珠寶的(de)柜臺(tai)，你會發現它的(de)燈(deng)(deng)光(guang)(guang)(guang)(guang)非常的(de)白，亮(liang)，這樣(yang)才(cai)能讓珠寶更(geng)加奪目(mu)炫耀(yao)，你沒有看到(dao)過按(an)個(ge)(ge)展臺(tai)會用黃色(se)(se)(se)的(de)燈(deng)(deng)光(guang)(guang)(guang)(guang)來(lai)(lai)吧(ba)？所(suo)以為了能配(pei)出白色(se)(se)(se)，必(bi)須要給光(guang)(guang)(guang)(guang)譜里面增加一(yi)點(dian)藍色(se)(se)(se)，這個(ge)(ge)時候，鈧鈉燈(deng)(deng)就(jiu)(jiu)出現了，鈧的(de)發光(guang)(guang)(guang)(guang)波長361nm~427nm，這么一(yi)來(lai)(lai)，兩個(ge)(ge)光(guang)(guang)(guang)(guang)譜混合(he)就(jiu)(jiu)顯(xian)示出了白光(guang)(guang)(guang)(guang)，只要一(yi)點(dian)點(dian)添加，就(jiu)(jiu)可以讓光(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)質量(liang)有質的(de)飛躍！

2、激(ji)光器（釔鈧(kang)鎵石榴石GSGG）

激光(guang)(guang)作為(wei)二十一(yi)世界(jie)一(yi)項(xiang)重要的發(fa)(fa)明,目(mu)前已經被(bei)廣(guang)泛(fan)用切割，焊接(jie),照明,檢測(ce)，激光(guang)(guang)，核聚變等領(ling)域。追求高的輸出功率一(yi)致是技術發(fa)(fa)展(zhan)的趨勢。Nd：YAG(摻釹釔鋁石(shi)榴石(shi))是一(yi)種(zhong)目(mu)前應(ying)用最廣(guang)泛(fan)的激光(guang)(guang)器。下面是它的原理(li)圖，我們講Nd:YAG就(jiu)(jiu)是中(zhong)間那個棒(bang)子，它本質上(shang)也是一(yi)種(zhong)陶瓷(玻璃晶(jing)體),在經過光(guang)(guang)源激發(fa)(fa)的話，就(jiu)(jiu)會產生激光(guang)(guang)。

但是它(ta)的效率還是不夠(gou)，于是有人就嘗試發明了一(yi)種(zhong)新的陶瓷材料(liao)GSGG(摻釹釓鈧鎵石榴石)。小編翻遍了網站都沒找到只(zhi)(zhi)(zhi)能找到關于它(ta)的只(zhi)(zhi)(zhi)言片語，只(zhi)(zhi)(zhi)有一(yi)篇(pian)1986年美國(guo)勞(lao)倫斯(si)利弗莫爾國(guo)家實(shi)驗室的一(yi)篇(pian)報道(dao)。項(xiang)目費用來自(zi)于DARPA(美國(guo)國(guo)防高級研究計劃局)的一(yi)個合(he)同。懂行的可(ke)以看看。

激光武器目測會(hui)是(shi)未來軍事的一(yi)(yi)個狠角色，大(da)(da)家可以找找朋友了(le)解了(le)解，不過一(yi)(yi)個是(shi)大(da)(da)的概念就是(shi)：稀土元(yuan)素絕對不會(hui)缺席！

鈧還有(you)(you)一(yi)個另外一(yi)個用(yong)途(tu)就(jiu)是對材(cai)料(liao)(liao)進(jin)行(xing)改性(xing)，這個東西有(you)(you)點像膠水,稍微加入一(yi)點，就(jiu)可以(yi)將原來“松散”的金屬粘結(jie)起來，從而對主體金屬的熱力學性(xing)質有(you)(you)明顯改善。Al合(he)金中都會(hui)摻(chan)如一(yi)定Sc，以(yi)提(ti)高其(qi)耐(nai)腐(fu)蝕，減弱其(qi)脆化性(xing)能(neng)，這種材(cai)料(liao)(liao)目前已經廣泛用(yong)于航空工業(ye)。在一(yi)些粉體材(cai)料(liao)(liao)中，尤其(qi)是封(feng)裝，或(huo)者無機陶瓷(ci)粉末漿料(liao)(liao)中會(hui)摻(chan)入少許的氧化鈧，以(yi)保證燒結(jie)完的玻璃態能(neng)夠具有(you)(you)更好的穩定性(xing)。