Kovy vzácných zemin: hlavní charakteristiky | Článek ze skupiny Velund Stal Moscow Group

Lanthanoidy neboli kovy vzácných zemin zahrnují 16 prvků a dělí se do dvou skupin. Skupina cerových kovů zahrnuje cer, lanthan, neodym, praseodym a samarium. Yttrium obsahuje yttrium a zbytek.

Gadolinium — chemický prvek patřící mezi lanthanoidy, kterým začíná yttrium podskupina kovů vzácných zemin. Je to měkký, viskózní materiál se stříbřitě bílým odstínem, který je vysoce rozpustný, ale velmi toxický. Sloučeniny gadolinia se získávají separací oxidů kovů vzácných zemin na frakce. Mezi hlavní oblasti použití patří jaderná energie a elektronika, stejně jako medicína, kde se hojně používá jako paramagnetická kontrastní látka.

Dysprosium — kov ze skupiny prvků vzácných zemin s bodem tání 1407 °C, vyznačující se stříbřitě šedým leskem. V přírodě se nevyskytuje v čisté formě, ale je přítomen v některých minerálech, zejména v apatitu a xenotimu. Slouží jako vynikající legující prvek zinkových slitin v metalurgii. V medicíně se ionty dysprosia používají v lékařských laserech. Je také nepostradatelný v elektronice a jaderné energetice.

Europium — stříbřitě měkký kov ze skupiny lanthanoidů, snadno oxidovatelný na vzduchu. Patří do skupiny prvků vzácných zemin. Reaguje s převážnou většinou nekovů. Europium je nepostradatelné v:

• v atomové vodíkové energii;
• v medicíně, kde se jeho kationty používají jako fluorescenční sondy v diagnostice;
• při tvorbě laserů (pevnovlákných a kapalných);
• v jaderné energii.

Indium — nízkotavitelný, tvárný kov se stříbřitým leskem. Použití moderních technologií umožňuje získávat kov z odpadu nebo meziproduktů při výrobě zinku, cínu a olova. V těchto prvcích je obsažen v malém množství, od 0,001 do 0,1 %. V závislosti na chemickém složení se indium dělí na několik druhů: IN-0, IN-00, IN-2. Je nepostradatelné při výrobě obrazovek z tekutých krystalů, v mikroelektronice a používá se jako materiál pro fotočlánky, jako fosfor atd.

Ytterbium — patří do podskupiny yttria. Je to světle šedý kov získaný po redukci oxidu ytterbia ve vakuu za použití lanthanu nebo uhlíku. Používá se jako technologický laserový materiál, na jeho bázi se vytvářejí různé magnetické slitiny, používá se v jaderné technologii, jako dielektrikum v elektronice.

Yttrium — je světle šedý kov, který snadno reaguje s minerálními kyselinami. Teplota tání je 1528 °C. Má řadu jedinečných vlastností, díky nimž se hojně používá v neželezné i železné metalurgii: k legování hliníku, přidává se do žáruvzdorných slitin chromu s niklem a také do oceli, čímž se stává jemnozrnnou strukturou.

Lanthanum — kov se stříbřitým leskem ze skupiny slitin vzácných zemin. Vyznačuje se tažností, tvárností, zvýšenou chemickou aktivitou a je slabě paramagnetický. Používá se:

• jako součást slitin hořčíku, niklu a kobaltu;
• jako součást různých katalyzátorů pro krakování ropy;
• jako fluorid lanthanu ve fosforech;
• jako součást korozivzdorných a žáruvzdorných slitin;
• v kapalném stavu k extrakci plutonia z roztaveného uranu.

Lutetium — stříbřitě bílý kov, který nezpůsobuje potíže při mechanickém zpracování. Mezi lanthanoidy je nejtěžším prvkem, a to jak co do atomové hmotnosti, tak i hustoty. Jeho bod tání ze všech prvků vzácných zemin je nejvyšší a činí 1663 °C. Je široce používán v metalurgii, kde po přidání do chromu a jeho slitin zlepšuje zpracovatelnost a poskytuje vynikající mechanické vlastnosti. Bez lutecia se neobejde ani energetika, jaderná fyzika a medicína.

Neodym — jeden z nejpoužívanějších lanthanoidových kovů spolu s lanthanem, samariem a cerem. Snadno oxiduje na vzduchu. Jeho nejdůležitější aplikace jsou:

• zemědělství (pro ošetření semen za účelem urychlení klíčení a zvýšení výnosů);
• metalurgie (legování speciálních konstrukčních ocelí, slitin);
• petrochemický průmysl (při výrobě syntetického kaučuku) atd.

Praseodym — stříbrný kov patřící do skupiny lanthanoidů. Získává se ve směsi s prvky vzácných zemin. Na vzduchu pomalu oxiduje a při zahřátí se vznítí. Používá se v metalurgii jako legující přísada do oceli. Je žádaný při výrobě magnetických jader a elektronek. Jeho slitiny s křemíkem a germaniem se používají jako supravodivé materiály.

Samarium — vysoce aktivní pevný kovový materiál, vzhledově připomínající olovo. Na vzduchu pomalu oxiduje, pokryje se tmavým filmem a následně se rozpadá na prášek. Rozpustný v kyselinách. Široce se používá k výrobě supervýkonných magnetů, termoelektrických a žáruvzdorných materiálů. V jaderné energetice je nezbytný pro řízení jaderných reaktorů; v mikroelektronice se používá jako dielektrikum.

Skandium — stříbřitý lehký kov se žlutým odstínem. Jeho vlastnosti se blíží vápníku, železu, hliníku a hořčíku. Hlavní oblastí použití tohoto materiálu je tvorba slitin a keramiky. Slitiny hliníku a skandia jsou žádané v leteckém průmyslu. Jeho sloučeniny lze použít při výrobě laserů, MHD generátorů, solárních baterií a rentgenových zrcadel.

Terbium — neobvyklý kov z řady lanthanoidů, který má mnoho jedinečných fyzikálních vlastností, stejně jako jeho sloučeniny a slitiny. Používá se při výrobě optických, termoelektrických a magnetických materiálů a je nezbytný v elektronice jako luminofor. Oxid terbia se používá jako vysoce účinný oxidační katalyzátor. Ferit terbia má značný význam při výrobě počítačů.

Thulium — stříbřitě lesklý kovový prvek ze třídy lanthanoidů. Hlavním zdrojem je monazitová ruda. Je měkký, tvárný, tažný a reaguje s halogeny a kyslíkem. Používá se v jaderném reaktoru jako součást kontrolního materiálu a je také použitelný v magnetických paměťových médiích, termoelektrických a laserových materiálech.

Cerium — běžný kov vzácných zemin se stříbřitým leskem. Chemicky aktivní materiál, který se dobře slučuje s dusíkem, kyslíkem a vodíkem. Při teplotách nad 300 °C se vznítí a přemění na oxid ceričitý. Je široce používán v metalurgii a medicíně. Používá se při výrobě světelných zdrojů, katalyzátorů, žáruvzdorných, termoelektrických a abrazivních materiálů.

Erbium — bílý kov se stříbřitým odstínem. Obsažen v monazitových píscích. Reaguje s minerálními kyselinami, což vede k tvorbě erbiových solí. Při zahřívání reaguje s halogeny, kyslíkem a dalšími nekovy. Používá se k výrobě vysoce účinných laserových materiálů, jako aktivátor fosforů, při vytváření superdlouhých optických drah. Jednou z důležitých oblastí použití je také zajištění bezpečnosti jaderných reaktorů.