鈰

康熙字典

鈰 - 概述

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為鐵灰色金屬，有延展性，熔點799°C，沸點3426°C，密度6.657克/厘米³。鈰是除銪外稀土元素中最活潑的。鈰在室溫下很容易氧化;在冷水中緩慢分解，在熱水中反應(yīng)加快;大多數(shù)鈰鹽及其溶液為橙紅色到橙黃色，具有反磁性和強(qiáng)氧化性。二氧化鈰用于拋光精密玻璃制品，也可做玻璃去色劑和用于生產(chǎn)有色玻璃，硝酸鈰用于制造白熾燈罩。

鈰 - 性質(zhì)

元素名稱：鈰

元素符號： Ce

英文名： Cerium

相對原子質(zhì)量： 140.12

常見化合價： +3,+4

電負(fù)性： 1.12

外圍電子排布： 4f1 5d1 6s2

核外電子排布： 2,8,18,20,8,2

同位素及放射線： Ce-134[3016d] Ce-136 Ce-138 Ce-139[137.6d] *Ce-140 Ce-141[32.5d] Ce-142 Ce-143[1.4d] Ce-144[284.6d]

電子親合和能： 0 KJ•mol-1

第一電離能： 528 KJ•mol-1

第二電離能： 1047 KJ•mol-1

第三電離能： 1880 KJ•mol-1

單質(zhì)密度： 6.773 g/cm3

單質(zhì)熔點： 795.0 ℃

單質(zhì)沸點： 3257.0 ℃

原子半徑： 2.7 埃

離子半徑： 1.14(+3) 埃

共價半徑： 1.65 埃

常見化合物： CeO2 CeCl3

原子體積:(立方厘米/摩爾)：20.67

元素在海水中的含量:(ppm)：太平洋表面 0.0000015

元素在太陽中的含量:(ppm)：0.004

地殼中含量：(ppm)：68

元素原子量：140.1

晶體結(jié)構(gòu)：晶胞為面心立方晶胞，每個晶胞含有4個金屬原子。

聲音在其中的傳播速率：(m/S) 2100

氧化態(tài)：Main Ce+3

Other Ce+4

電離能 (kJ /mol)

M - M+ 527.4

M+ - M2+ 1047

M2+ - M3+ 1949

M3+ - M4+ 3547

M4+ - M5+ 6800

M5+ - M6+ 8200

M6+ - M7+ 9700

M7+ - M8+ 11800

M8+ - M9+ 13200

M9+ - M10+ 14700

晶胞參數(shù)：

a = 362 pm

b = 362 pm

c = 599 pm

α = 90°

β = 90°

γ = 120°

莫氏硬度：2.5

鈰 - 發(fā)現(xiàn)

發(fā)現(xiàn)人：克拉普羅特(M.H.Klaproth)與貝齊利烏斯(J.J.Bergelius)、息辛格(W.Hisinger)

發(fā)現(xiàn)過程：1803年，克拉普羅特(M.H.Klaproth)與貝齊利烏斯(J.J.Bergelius)、息辛格(W.Hisinger)分別發(fā)現(xiàn)。鈰是從另一塊出產(chǎn)在瑞典小城瓦斯特拉斯的紅色重石中發(fā)

現(xiàn)的。1803年德國化學(xué)家克拉普羅特分析了這種紅色重石，確定了有一種新元素的氧化物存在，稱為ochra(赭色)土，因為它在灼燒時出現(xiàn)赭色。元素就被命名為ochroium，礦石被稱為ochroite。同時瑞典化學(xué)家貝齊里烏斯和希辛格在該礦石中也發(fā)現(xiàn)了同一元素的氧化物，稱為ceria(鈰土)，元素稱為cerium(鈰)，元素符號定為Ce，礦石稱為cerite，以紀(jì)念當(dāng)時發(fā)現(xiàn)的一顆小行星谷神星Ceres。Ochroium和cerium是同一元素，后者被采用了，前者被丟棄了。

釔和鈰的氧化物以及其他稀土元素氧化物和土族元素的氧化物一樣很難還原。直到1875年希爾布郎德利用電解熔融的鈰的氧化物，獲得金屬鈰。這是今天取得稀土元素金屬的一種普遍的方法。它們的發(fā)現(xiàn)不僅僅是發(fā)現(xiàn)了它們的本身，而且?guī)砹似渌⊥猎氐陌l(fā)現(xiàn)。其他稀土元素的發(fā)現(xiàn)是從這兩個元素的發(fā)現(xiàn)開始的。

釔和鈰的發(fā)現(xiàn)僅僅是打開了發(fā)現(xiàn)稀土元素的第一道大門，是發(fā)現(xiàn)稀土元素的第一階段。

鈰 - 元素描述

灰色金屬，有延展性。熔點799℃，沸點3426℃。密度：立方晶體6.76克/厘米3，六方晶體6.66克/厘米3。外圍電子層排布4f15d16s2。第一電離能5.47電子伏特。化學(xué)性質(zhì)活潑，用刀刮即可在空氣中燃燒(純的鈰不易自燃，但稍氧化或與鐵生成合金時，極易自燃);加熱時，在空氣中燃燒生成二氧化鈰。能與沸水作用，溶于酸，不溶于堿。受低溫和高壓時，出現(xiàn)一種反磁性體，比普通形式的鈰致密18%。鈰是稀土元素中最豐富的金屬元素。有四種同位素：136Ce、138Ce、140Ce、142Ce。142Ce是放射性的α放射體，半衰期為5×1015年。

鈰 - 來源及用途

元素來源：

鈰是儲量最豐富的稀土元素，見于獨(dú)居石砂[Ce(PO4)]等許多礦物中。 鈰主要存在獨(dú)居石和氟碳鈰礦中，也存在于鈾、釷、钚的裂變產(chǎn)物中。常由氧化鈰用鎂粉還原，或由電解熔融的氯化鈰而制得。

元素用途：

1，鈰作為玻璃添加劑，能吸收紫外線與紅外線，現(xiàn)已被大量應(yīng)用于汽車玻璃。不僅能防紫外線，還可降低車內(nèi)度，從而節(jié)約空調(diào)用電。從1997年起，日本汽車玻璃全加入氧化鈰，1996年用于汽車玻璃的氧化鈰至少有2000噸，美國約1000多噸。

2，目前正將鈰應(yīng)用到汽車尾氣凈化催化劑中，可有效防止大量汽車廢氣排到空氣中美國在這方面的消費(fèi)量占稀土總消費(fèi)量的三分之一強(qiáng)。

3，硫化鈰可以取代鉛、鎘等對環(huán)境和人類有害的金屬應(yīng)用到顏料中，可對塑料著色，也可用于涂料、油墨和紙張等行業(yè)。目前領(lǐng)先的是法國羅納普朗克公司。

4，Ce:LiSAF激光系統(tǒng)是美國研制出來的固體激光器，通過監(jiān)測色氨酸濃度可用于探查生物武器，還可用于醫(yī)學(xué)。鈰應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，幾乎所有的稀土應(yīng)用領(lǐng)域中都含有鈰。如拋光粉、儲氫材料、熱電材料、鈰鎢電極、陶瓷電容器、壓電陶瓷、鈰碳化硅磨料、燃料電池原料、汽油催化劑、某些永磁材料、各種合金鋼及有色金屬等。

5、制造高輝度碳弧燈，摻入特種金屬里充當(dāng)合金添加劑。氧化物用于光學(xué)器件和玻璃工業(yè)，鈰鹽用于攝影和紡織工業(yè)。鈰可作催化劑、電弧電極、特種玻璃等。鈰的合金耐高熱，可以用來制造噴氣推進(jìn)器零件。硝酸鈰可用來制造煤氣燈上用的白熱紗罩。

鈰 - 鈰鋁

鈰鋁就是我們平時說的Ce鋁，Ce鋁是一種新型的鈰(Ce)系純

鋁復(fù)合涂層。主要包括鈰(Ce)系純鋁涂層和環(huán)氧乙烯酯漆涂層，所述鈰(Ce)系純鋁涂層是以鋁為原料，添加鈰(Ce)元素的熱噴涂層，所述環(huán)氧乙烯酯漆涂層為鈰Ce鋁熱噴涂層的封閉層和功能涂層。鈰(Ce)系純鋁涂層添加元素鈰(Ce)重量百分比為0.05-0.50%(wt)，其它雜質(zhì)鐵+銅+硅≤0.30%(wt)，余量為鋁，還可輔助添加元素鎂，系純鋁涂層的制作方法為：加工制作成線材或者粉末用熱噴涂技術(shù)在鋼鐵表面制作成Ce鋁噴涂層。所述環(huán)氧乙烯酯漆涂層為以環(huán)氧乙烯酯樹脂為原料，添加炭化硅和鋁粉或鋁粉漿。環(huán)氧乙烯酯漆作為Ce系鋁涂層的封閉層、中間層和表面層，也還可以其它油漆涂料代替其中的某一層或者全部。

一種鈰(Ce)系純鋁復(fù)合涂層，主要包括：鈰(Ce)系純鋁涂層和環(huán)氧乙烯酯漆涂層，其特征在于：所述鈰(Ce)系純鋁涂層是以鋁為原料，添加鈰 (Ce)元素的熱噴涂層，所述環(huán)氧乙烯酯漆涂層為鈰Ce鋁熱噴涂層的封閉層和功能涂層。

鈰 - 鈰碳化硅

鈰碳化硅(CC)： 鈰碳化硅是在碳化硅的爐料內(nèi)不加食鹽而添加微量的

氧化鈰(CeO2)冶煉出來的,其外觀和綠碳化硅相似,顯微硬度為36.29Gpa。與綠碳化硅相比，其鈰碳化硅的顯微硬度、單顆粒抗壓強(qiáng)度、韌性等均比綠碳化硅高。由于鈰碳化硅的物理性能有所改彎，因此，其磨削效果也得到了一定的改善。試驗證明磨鈦合金時，鈰碳化硅與綠碳化硅相比，切削效率提高近一倍，并且火花較小;磨鑄鐵時，當(dāng)進(jìn)刀量為0.01mm時，鈰碳化硅的耐用度比綠碳化硅砂輪提高18.9%，磨削比提高9.6%，當(dāng)進(jìn)刀量為0.02mm時，其耐用度提高27.4%，磨削比提高74.1%。由此可見，用鈰碳化硅磨削鑄鐵進(jìn)刀量時，其效果比綠碳化硅提高的更顯著。磨硬質(zhì)合金的效果與綠碳化硅相近，磨削CO5Si M5Al 5F-6等難磨高速鋼，其效果與單晶剛玉相似。