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稀土材料制备技术总结

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篇一：第4章稀土材料的制备技术

第04周：教学内容：稀土元素的提取与分离

1.稀土的地球化学性质与稀土矿石分解的关系；稀土矿

石分解的方法(干法与湿法)

2.详述稀土矿的湿法分解的两个具体工艺流程；2.简述

稀土元素的分离和提纯。

教学要求：重点掌握稀土矿分解方法(干、湿法)熟悉

稀土矿的湿法分解的“高温H2SO4分解包头混合

稀土矿工艺及原理”、“南方离子吸附态稀土矿的提取工

艺及原理”；了解稀土元素与非稀土

元素的分离、稀土元素之间的分离基本原理；了解稀土

元素之间分离和提纯工艺方法。

第4章稀土材料的制备技术

1稀土元素的提取和分离

一.稀土材料制备的工作范畴

广义来讲，稀土材料的制备应包括从稀土矿物原料到稀

土材料的全过程，如图4-1所示。具体是指以稀土精矿为原

料，经过稀土冶金过程(稀土提取、分离及金属制备)得到稀

土金属或(和)化合物(很多情况下它们可直接作为稀土材料

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产品)；再将稀土化合物或金属按设计要求配以相关的原料

(无机物或有机物)，采用一定的制备技术和工艺流程制备出

符合使用要求的各种稀土材料，包括单晶、多晶、非晶态、

玻璃、陶瓷、涂料、低维化合物、复合材料、超细粉末和金

属、合金、金属间化合物以及稀土高分子化合物等稀土材料。

在这一全过程中，稀土冶金过程和材料制备过程是主体，由

于这两个过程的完成，可直接制备出各种稀土金属、合金和

多种多样的稀土化合物材料。

由于稀土元素本身固有的结构和性能特点，使稀土材料

的制备具有下述特点。

①稀土材料的组成与结构复杂，范文TOP100因此对其

化学成分、显微结构要进行严格的设计和监控。

②稀土元素的活泼性及光、电、磁、热等特性，要求制

备环境苛刻(如温度、压力、介质、溶剂及保护气氛等)。

③除采用传统的金属熔炼法、陶瓷法、物理及化学方法

外，的则是采用高新技术条件，例如高温、高压、低温、高

真空、失重、辐射及其他极端技术条件；采用新的合成方法

和工艺，例如Sol-Gel法、水热法、自蔓延高温合成法、CVD

法以及复合技术等，以制备各种单晶、多晶、非晶态材料及

纳米材料。

④很多稀土材料要求采用原料纯度高、制备条件苛刻且

多限于小量制备，因此生产成本高，制得的产品价格也较高。

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⑤稀土材料制备的技术保密性和知识产权保护性强。

二.材料设计简介

1.材料设计的目的和范围

材料设计的目的是按指定性能指标出发，确定材料成分

或相的组合，按生产要求设计最佳的制度方法和工艺流程，

以制得合乎要求的各种材料。材料的性能依赖于材料的结构

(包括使用过程中结构的变化)。为了制备预定结构的材料，

必须设计出该材料的制备方法。因此，材料设计有两方面的

含义：

①从指定目标出发规定材料性能，并提出制备方法；

②新材料开发、新效应、新功能研究的指导原理。

2.材料设计的主要内容

1).材料结构性能关系的研究设计

物质的固有性质是材料使用的基本依据。例如：有超导

性才有超导材料；有难熔性才可能有耐热合金材料等。物质

固有性质大都取决于物质的电子结构、原子结构和化学键结

构。原则上可用固体物理、量子化学、分子动力学及计算机

模拟等方法进行预测和计算，因而构成了材料的结构性能关

系的研究设计。

2).材料使用性能预测设计

材料的使用性能虽非材料物质所固有，但材料一旦实际

应用后其使用过程的变化(疲劳断裂、射、腐蚀等)往往是材