المعادن النادرة في صناعة الإلكترونيات والطاقة الكهربائية

نادر ، وخاصة الأرض النادرة ، وتستخدم المعادن على نطاق واسع جدا في مختلف الصناعات ذات التقنية العالية. تستخدم الهندسة الميكانيكية ، المعادن ، الصناعة الكيميائية ، الطاقة الشمسية ، الطاقة النووية والهيدروجينية ، هندسة الأجهزة ، الإلكترونيات - المعادن الأرضية النادرة في كل مكان. من الممكن تعداد جميع مجالات تطبيق المعادن الأرضية النادرة لفترة طويلة ، ومع ذلك ، دعونا ننظر في جزء من هذا الطيف الشاسع المطبق مباشرة على صناعة الإلكترونيات والطاقة الكهربائية.

يزداد حجم المعادن الأرضية النادرة المستخدمة ليس فقط في تكنولوجيا الكمبيوتر ، ولكن أيضًا في مصادر الإضاءة الاقتصادية كل عام. على سبيل المثال ، في الولايات المتحدة الأمريكية ، بسبب هذا ، يتوقعون انخفاضًا في استهلاك الطاقة للإضاءة بمقدار مرتين. لقد تم بالفعل إنشاء مصابيح تحتوي على فوسفور يحتوي على تيربيوم وإيتريوم وسيريوم ويوروبيوم ، مما جعل من الممكن زيادة ناتج الضوء إلى 3 مرات مع الاقتصاد المقابل.

سمحت المواد فائقة التوصيل القائمة على النيوبيوم لليابانيين بإنشاء مغناطيس قوي لدرجة أن القطارات الهوائية عالية السرعة بسرعات تصل إلى 581 كم / ساعة قد تم بناؤها بالفعل وتعمل.

من الأهمية بمكان أن الخصائص الكهروضوئية للروبيديوم والسيزيوم ، والتي تحدد أهميتها لبناء المضاعفات الضوئية والخلايا الضوئية وغيرها من الأجهزة الكهروضوئية. خصائص السيزيوم والروبيديوم متشابهة ، وبالتالي ، فإن هذه المعادن قابلة للتبادل إلى حد كبير.

بشكل عام ، تستخدم هذه المعادن على نطاق واسع في الراديو ، وفي الهندسة الكهربائية ، وفي الإلكترونيات ، تُستخدم في إنتاج مصابيح الفلورسنت ، ومركبات السيزيوم والروبيديوم ، وكذلك المعادن نفسها ، مريحة مثل المحفزات والمستحضرات في التخليق العضوي وغير العضوي.

الليثيوم يستخدم أساسا في الطاقة النووية و أثناء التحليل الكهربائي الألومنيوم. كربونات الليثيوم ، كمادة مضافة للألمنيوم ، تخفض درجة انصهار المنحل بالكهرباء ، وتقلل من استهلاك الأنود والكريوليت ، وتساهم في توفير الطاقة وتقلل تكلفة المعدن.

الزجاج لأنابيب أشعة الكاثود ، وأنابيب الصورة ، والنظارات مع خصائص العزل الكهربائي - إضافات الليثيوم تلعب دورا هاما في هذه المجالات. بالطبع ، يستخدم الليثيوم على نطاق واسع في مصادر الطاقة الكيميائية.

ينتشر سكانديوم بشكل خاص في مجال التكنولوجيا المتقدمة: أنظمة تخزين البيانات ذات معدل تبادل معلومات مرتفع ؛ يضاف في مصباح الزئبق سكانيد اليود ، بكميات صغيرة جدا ، يجعل ضوءها أقرب إلى أشعة الشمس الطبيعية. أقطاب لكروميد scandium مصنوعة ل مولدات MHD. سكانديوم هو أيضا جزء من مواد الألواح الشمسية.

التنتالوم كمادة من أفلام الأنود مع خصائص عازلة خاصة يستخدم في مجال الالكترونيات. المكثفات كهربائيا بناء عليه أفضل من الألومنيوم ، على الرغم من أنها مصممة للعمل مع أقل الجهد.

يتميز التيتانيوم ، مثل سبائكه ، بزيادة القوة حتى في درجات الحرارة العالية ، ومقاومة التآكل ، وفي نفس الوقت الكثافة المنخفضة. مصنوعة شبكة وغيرها من التفاصيل من الأجهزة الكهربائية فراغ تعمل في درجات حرارة عالية منه.

أساس سبائك مقاومة للحرارة هو التنغستن. مصنوعة خيوط وهاج وغيرها من التفاصيل من الأجهزة الكهربائية فراغ من التنغستن.

تستخدم سبائك الموليبدينوم ، مثل الموليبدينوم نفسه ، لتصنيع أجزاء من أجهزة التفريغ الكهربائية المصممة للتشغيل على المدى الطويل في درجات حرارة تصل إلى 1800 درجة مئوية في فراغ.

تم تصنيع العديد من المعدات من الموليبدينوم للعمل في البيئات العدوانية ، بما في ذلك عناصر المفاعلات النووية. أفران درجة الحرارة العالية ، البطانات الكهربائية - استخدم شريط الموليبدينوم هنا.

لا سيما في ارتفاع الطلب هي النيوديميوم وأكسيد الديسبروسيوم ، والتي تستخدم لإنتاج مغناطيس قوي.

تشترك شركة Bismuth في إنتاج مواد أشباه الموصلات ، خاصة بالنسبة للأجهزة الكهروحرارية ، وتشمل هذه المواد تيلوريد البزموت والسيلينييد ، كما توفر البزموت - السيزيوم - التيلوريوم إمكانية إنتاج ثلاجات أشباه الموصلات الفائقة.

يسمح البزموت النقي على وجه الخصوص بالحصول على لفات لقياس المجالات المغناطيسية ، حيث أن مقاومة البزموت تعتمد بشكل خطي تقريبًا على المجال المغناطيسي ، عن طريق قياس مقاومة مثل هذا الملف المتعرج يمكنه التعرف على قوة المجال المغناطيسي الخارجي. Bismuth هو أيضًا أحد مكونات الجنود الخاليين من الرصاص وذوبان الذوبان المنخفض المستخدم في تركيب مكونات الميكروويف الحساسة.

السيلينيوم هو موصل ثقب (نوع p) ، كأشباه الموصلات ، يستخدم السيلينيوم في الألواح الشمسية التي تعمل في الفضاء المفتوح وعلى الأرض. السيلينيوم الرصاص المخدر هو مادة حواجز البطارية.

يستخدم التيلوريوم باعتباره المنشط في إنتاج بطاريات الرصاص الحمضية. تتميز خلائط الرصاص التيلوريوم بمرونة عالية وهي قوية في نفس الوقت ، وهذا ما يجعل الكابلات مصنوعة منها أيضًا. وصلت درجة حرارة سبيكة أشباه الموصلات ، سبيكة التيلوريوم والسيزيوم والبزموت ، إلى -237 درجة مئوية.

تعتبر النظارات التي تعتمد على التيلوريوم أشباه الموصلات ، وإلى جانب التوصيل الكهربائي ، فإن جدارةها تشمل قابلية الانصهار والشفافية. وقد وجدت هذه النظارات التطبيق في بناء المعدات الكيميائية لأغراض خاصة.