 |
 |
 |
 |
|
 |
 |
163
Рис. 6.16. Пирамида распространенности химических элементов в земной коре
Долгое время не находившие широкого применения, сегодня они оказались на острие
передовых технологий производства современных многочисленных перспективных материалов. С
их применением связаны новые области промышленности, науки и техники – такие как
гелиоэнергетика, инфракрасная оптика, оптоэлектроника, лазеры, ЭВМ последних поколений и
т.п. Приведем примеры практического применения материалов, содержащих редкие металлы.
Низколегированные стали, в состав которых входит всего 0,03–0,07 % ниобия и 0,01–0,1 %
ванадия, позволяют на 30–40 % снизить вес металлических конструкций мостов и многоэтажных
зданий, газо- и нефтепроводов, бурильного оборудования и т. п. При этом срок службы
конструкций увеличивается в 2–3 раза. Магниты из сверхпроводящих материалов на основе
ниобия дали возможность построить в Японии поезда на воздушной подушке, развивающие
скорость 577 км/ч.
В легковом американском автомобиле используются примерно 100 кг стали с ниобием,
ванадием, 25 деталей из медно-берилловых сплавов, с цирконием и иттрием. При этом вес
автомобиля с 1980 по 1990 год уменьшился в 1,4 раза. С 1986г. автомобили начали оснащаться не
одним содержащими магнитами. Интенсивно разрабатываются электромобили с литиевыми
аккумуляторами, автомобили на водородном топливе с нитридом лантана и др.
Разработаны высокотемпературные топливные элементы на основе оксидов циркония и иттрия,
в которых кпд повышается до 65 %. Расход электроэнергии на освещение снижается в 2–3 раза с
применением осветительных ламп с люминофорами, содержащими иттрий, европий, тербий,
церий.
Арсенид галлия используется в производстве фотоэлементов, интегральных схем и т. п.
Применение редкоземельных материалов при крекинге нефти позволяет снизить потребление
дорогостоящей платины и увеличить на 15 % выход высокооктанового бензина. Иттрий способен
резко увеличить электропроводимость алюминиевого провода и прочность новых керамических
конструкционных материалов.
Совсем недавно обнаружилось совсем необычное свойство редких земель – при их внесении в
почву повышается на 5–10 % урожаи сельскохозяйственных культур: риса, пшеницы, кукурузы,
сахарного тростника, хлопка, фруктов и др.
Чрезвычайно быстро растет потребление редких металлов в станах Западной Европы и Японии.
Например, в Японии за период 1960–1985 гг. потребление редких металлов возросло в 10–25 раз.
Результаты исследований показывают, что ископаемое углеводородное сырье содержит
промышленно-ценные количества иттрия, лантонидов, ванадия и других редких металлов, цена
которых соизмерима со стоимостью самого сырья. Например, в татарской нефти содержится до
700 г/т ванадия, который является ценным, но и весьма токсичным веществом. При извлечении
его из нефти решаются задачи: добывается нужный для многих целей металл и предотвращается
его рассеяние в атмосфере и на почве.
Некоторые специалисты убеждены: редкие металлы – будущее новой техники. На пороге
тысячелетий современная цивилизация переходит из железного века в новый – век легких и
надежных материалов, содержащих редкие металлы.