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稀土矿5551564911
稀土矿5551564911
稀土确实是化学元素周期表中镧系元素——镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu),以及与镧系的15个元素紧密相关的两个元素——钪(Sc)和钇(Y)共17种元素,称为稀土元素(RareEarth)。
简称稀土(RE或R)。
在新材料方面
稀土钴及钕、铁、硼永磁材料,具有高剩磁、高矫顽力和高磁能积,被广泛用于电子及航天工业;纯稀土氧化物和三氧化二铁化合而成的石榴石型铁氧体单晶及多晶,可用于微波与电子工业;用高纯氧化钕制作的钇铝石榴石和钕玻璃,可作为固体激光材料;稀土六硼化物可用于制作电子发射的阴极材料;镧镍金属是70年代新进展起来的贮氢材料;铬酸镧是高温热电材料;近年来,世界各国采纳钡钇铜氧元素改进的钡基氧化物制作的超导材料,可在液氮温区获得超导体,使超导材料的研制取得了突破性进展。
此外,稀土还广泛用于照明光源,投影电视荧光粉、增感屏荧光粉、三基色荧光粉、复印灯粉;在农业方面,向田间作物施用微量的硝酸稀土,可使其产量增加5~10%;在轻纺工业中,稀土氯化物还广泛用于鞣制毛皮、皮毛染色、毛线染色及地毯染色等方面。
永磁材料
&Nbsp; (那个地点要紧介绍钕铁硼)
一、分类及性质
永磁材料要紧有铝镍钴(AlNICo)系金属永磁,第一代SMCo5永磁体(称为1:
5型钐钴合金),第二代Sm2Co17(称为2:
17型钐钴合金)永磁体,第三代稀土永磁合金NdFeB(称作钕铁硼合金)。
随着科学技术的进展,钕铁硼永磁材料的性能不断提高,应用领域不断扩大。
高磁能积(50兆高奥≈400kJ/m3)、高矫顽力(28EH、32EH)和高使用温度(240C)的烧结钕铁硼已产业化生产。
钕铁硼永磁铁的要紧原材料有稀土金属钕(Nd)32%、金属元素铁(Fe)64%和非金属元素硼(B)1%(少量添加镝(Dy)、铽(Tb)、钴(Co)、铌(Nb)、镓(Ga)、铝(Al)、铜(Cu)等元素)。
钕铁硼三元系永磁材料是以Nd2Fe14B化合物作为基体的,其成分应与化合物Nd2Fe14B分子式相近。
但完全按Nd2Fe14B成分配比时,磁体的磁性能专门低,甚至无磁。
只是实际的磁体当中钕和硼的含量比Nd2Fe14B化合物的钕和硼含量多时才能获得较好的永磁性能。
二、钕铁硼的加工工艺
烧结:
配料(配方)→熔炼→制粉→压制(成型取向)→烧结及时效→磁性能检验→机械加工→表面涂层处理(电镀)→成品检验
粘结:
原料→粒度调整→与粘结剂混练→成型(压缩、挤压、注塑)→烧成处理(压缩)→再加工→成品检验
三、钕铁硼的质量标准
要紧有三个参量:
剩磁Br(ResidualInduction),单位Gauss,从饱和状态去除磁场后,剩余的磁通密度,代表了磁铁对外所能提供磁场强弱;矫顽力Hc(CoerciveForce),单位OerstEDS,确实是把磁体放在一个反向外加磁场中,当外加磁场增加到一定强度时磁体的磁性就会消逝,把那个抗击外加磁场的能力称为矫顽力,代表了衡量抗退磁能力;磁能积BHmax,单位Gauss-Oersteds,确实是单位体积材料所产生的磁场能量,是磁铁所能储备能量多少的一个物理量。
四、钕铁硼的应用与用途
目前要紧应用领域有:
永磁电动机、发电机、核磁共振成像仪、磁选机、音响扬声器、磁悬浮系统、磁力传动、磁力起重、仪器外表、液体磁化、磁疗设备等等,已成为汽车制造、通用机械、石油化工、电子信息产业和尖端技术不可缺少的功能材料。
五、钕铁硼与其它永磁材料的比较
钕铁硼永磁材料是目前世界上磁性最强的永磁材料,其磁能积比广泛应用的铁氧体高十倍,比第一代、第二代稀土磁体(钐钴永磁)高约一倍,被誉为“永磁之王”。
用他代替其他永磁材料,可使器件的体积和重量成倍下降。
由于钕资源丰富,与钐钴永磁相比,以铁取代了昂贵的钴,使产品物美价廉,从而获得了极为广泛的应用。
一、稀土永磁材料
稀土永磁材料是将钐、钕混合稀土金属与过渡金属(如钴、铁等)组成的合金,用粉末冶金方法压型烧结,经磁场充磁后制得的一种磁性材料。
稀土永磁分钐钴(SmCo)永磁体和钕铁硼(NdFeB)系永磁体,其中SmCo磁体的磁能积在15~30MGOe之间,NdFeB系永磁体的磁能积在27~50MGOe之间,被称为“永磁王”,是目前磁性最高的永磁材料。
钐钴永磁体,尽管其磁性能优异,但含有储量稀少的稀土金属钐和稀缺、昂贵的战略金属钴,因此,它的进展受到了专门大限制。
我国稀土永磁行业的进展始于60年代末,当时的主导产品是钐-钴永磁,目前钐-钴永磁体世界销售量为630吨,我国为90.5吨(包括SmCo磁粉),要紧用于军工技术。
随着运算机、通讯等产业的进展,稀土永磁专门是NdFeB永磁产业得到了飞速进展。
稀土永磁材料是现在已知的综合性能最高的一种永磁材料,它比十九世纪使用的磁钢的磁性能高100多倍,比铁氧体、铝镍钴性能优越得多,比昂贵的铂钴合金的磁性能还高一倍。
由于稀土永磁材料的使用,不仅促进了永磁器件向小型化进展,提高了产品的性能,而且促使某些专门器件的产生,因此稀土永磁材料一显现,赶忙引起各国的极大重视,进展极为迅速。
我国研制生产的各种稀土永磁材料的性能已接近或达到国际先进水平。
现在稀土永磁材料已成为电子技术通讯中的重要材料,用在人造卫星,雷达等方面的行波管、环行器中以及微型电机、微型录音机、航空仪器、电子手表、地震仪和其它一些电子仪器上。
目前稀土永磁应用已渗透到汽车、家用电器、电子外表、核磁共振成像仪、音响设备、微特电机、移动等方面。
在医疗方面,运用稀土永磁材料进行“磁穴疗法”,使得疗效大为提高,从而促进了“磁穴疗法”的迅速推广。
在应用稀土的各个领域中,稀土永磁材料是进展速度最快的一个。
它不仅给稀土产业的进展带来庞大的推动力,也对许多相关产业产生相当深远的阻碍。
二、稀土永磁材料分类
1.稀土钴永磁材料,包括稀土钴(1-5型)永磁材料SmCo5和稀土钴(2-17型)永磁材料Sm2Co17两大类。
2.稀土钕永磁材料,NdFeB永磁材料。
3.稀土铁氮(RE-Fe-N系)或稀土铁碳(RE-Fe-C系)永磁材料。
三、稀土永磁材料制备工艺分类
1.粉末冶金烧结工艺制备的烧结磁体;
2.还原扩散制粉或氢碎处理粉末及粉末冶金烧结工艺制备的烧结磁体;
3.快速凝固制粉或氢碎制粉(HDDR),粉末模压粘结工艺制备的粘结磁体;
4.快速凝固制粉或氢碎(HDDR)粉末的注射工艺制备的注射磁体;
5.快速凝固制粉或氢碎(HDDR)粉末的热压法制备的热压磁体;
6.用热压磁体再进行热变形压工艺制备的各向异性热变形压磁体;
7.将热变形压磁体磨制成粉,再采纳模压或注射等方法制备成各向异性粘结磁体。
四、稀土永磁材料的要紧应用
永磁体最差不多的作用是在某一特定的空间产生一恒定的磁场,坚持此磁场并不需要任何外部电源。
标志永磁材料好坏的参数有许多,最重要的是最大磁能积(BH)max,磁能积越大,材料每单位体积所产生外磁场的能量就越大。
目前商品NdFeB永磁材料的最大磁能积已达到:
50MGOe。
由于稀土永磁材料的高磁能积和高矫顽力等优异的特性,已给永磁应用带来革命性的变化,稀土永磁材料要紧应用在以下几个方面:
1.机电类
稀土永磁体的显现,意味着电机领域将引起革命性的变化。
这是因为稀土永磁体没有激磁损耗,不发热,用它制造的电机优点专门多。
因稀土永磁电机没有激磁线圈与铁心,磁体体积较原先磁场极所占空间小,没有损耗,不发热,因此为得到同样输出功率整机的体积,重量可减小30%以上,或者同样体积、重量,输出功率大50%以上。
永磁电机,专门是微电机,每年世界产量约几亿台之多,要紧用在汽车、办公自动化设备和家用电器中。
所使用的多为高性能的铁氧体和稀土永磁体。
今后稀土永磁电机的最大市场之一将是汽车工业。
钕铁硼永磁材料性能优异,用于制造电机,能够实现汽车电机“钕铁硼化”。
在汽车方面,只有用小马达,才能降低汽车重量,增加舒服感,提高安全性,降低尾气排放,提高汽车的整体性能,目前用量最大的是启动电机。
电机是汽车中不可缺少的部件,汽车内电机数量在逐年增加。
一样汽车内有8~18台,高级轿车多达40~50台,随着汽车工业的进展,汽车电机的需求是庞大的。
高磁能积的稀土永磁体体积小,却能较铁氧体产生大得多的动力,因此提高了电效率。
通过使用稀土磁体减少重量和尺寸,能够节约更多的燃料和增加设计的灵活性。
2.稀土永磁材料在医疗中的应用
3.磁选机
一样的磁选机有永磁式和电磁式两种,往常,永磁式磁选机的磁体多用铁氧体。
稀土永磁显现后,设计并制造了各种型号和类型的永磁磁选机,专门是在中高磁场磁选机中,必须用稀土永磁体。
4.运算机及外围设备
在运算机中使用的稀土永磁材料最多的器件是磁盘驱动电机(VCM),另一种是数据输出打印机电机。
5.各种外表
使用永磁体的外表种类专门多,如磁电式外表、计数器等。
6.扬声器和耳机
扬声器和耳机是永磁体传统应用领域。
扬声器有外磁式和内磁式二种,稀土永磁显现后在同样输出功率与音质下,扬声器被做得专门小,目前稀土永磁扬声器和耳机已应用到高级随身听。
7.微波器件
在微波领域中,微波管、毫波管发生器或放大器需要稳固磁场。
稀土永磁体在此中要紧起电子运动的集合作用。
五、稀土永磁材料现状及以后进展趋势
近年来稀土永磁材料在国内的应用进展专门快,目前已应用于一样电机、大电机如磁力泵、磁选设备、永磁吊车和家用电器等方面。
但与西方国家相比,我国生产的钕铁硼磁体,包括出口,用得最多的是音响器件(中国是全球最大的扬声器生产者,国产钕铁硼有近一半用于制造扬声器),其次是电机和油井除蜡器。
而在音圈马达等国外用量最多的领域,我国的应用还专门少。
其缘故在于这两个应用领域所用的磁体,不仅要求磁性能高,平均性、一致性好,而且要求加工精度高,镀层质量好,国内大多数厂家的产品难于满足上述使用要求。
因此,一样只能生产中、低档产品,满足一样的使用要求,磁体的售价也远低于国际市场的钕铁硼价格。
在日本烧结稀土磁体要紧用于运算机硬盘驱动装置上的音圈马达(VCM)中,其次是稀土粘结磁体在运算机方面,如光盘只读存贮器(CD-ROM)的主轴马达等,
1994年这种磁体在运算机方面的用量约占总用量的一半。
日本NdFeB生产是仅有几个大厂支撑的,而我国70%的生产量是由不到年产30吨的钕铁硼厂提供的,因而我国一样只能提供磁能积为28~40MGOe的NdFeB,而日本商品牌号NdFeB可到50MGOe水平。
到本世纪末磁能积55MGOe的NdFeB将进行商品化生产,因而销售价格相差可高达8倍。
使我国NdFeB生产产品高档化,应是NdFeB生产的当务之急。
NdFeB前景专门宽敞。
因为NdFeB的潜在市场仍旧看好,每台汽车内的永磁马达将从1995年的20个增加到2005年的31个,估量到2005年,汽车中使用的粘结磁体将达到12000吨/年,年增长率达到64%。
随着电脑生产的快速增长,所用NdFeB的数量也是专门大的,另一个潜在市场是下一世界MRI的普及使用,这些应用都将坚持NdFeB生产的快速增长。
展望21世纪,个人电脑的销售量在西方国家将坚持20%增长,而我国对电脑需求的增长远远超过20%的增长率,因而NdFeB在VCM上应用的需求将会成倍增长。
NdFeB永磁体在电脑中硬盘驱动器及其它电机的应用,应是NdFeB永磁后延应用进展的重要方向。
1.2稀土超磁致伸缩材料
磁性材料由于磁场的变化,其长度和体积都要发生微小的变化,这种现象称为磁致伸缩。
其中长度的变化称为线性磁致伸缩,体积的变化称为体积磁致伸缩。
体积磁致伸缩比线性磁致伸缩要弱得多,一样提到磁致伸缩均指线性磁致伸缩。
磁致伸缩效应是1842年由焦耳发觉的,故又称焦耳效应。
长期以来,作为磁致伸缩材料的要紧是镍、铁等金属或合金,由于磁致伸缩值较小,功率密度不高,故应用面较窄。
要紧用于声纳、超声波发射等方面。
一、稀土超磁致伸缩材料
稀土超磁致伸缩材料是国外八十年代末新开发的新型功能材料。
要紧是指稀土-铁系金属间化合物。
这类材料具有比铁、镍等大得多的磁致伸缩值,其磁致伸缩系数比一样磁致伸缩材料高约102~103倍,因此被称为大或超磁致伸缩材料。
同时机械响应快、功率密度高,在所有商品材料中,稀土超磁致伸缩材料是在物理作用下应变值最高、能量最大的材料。
专门是铽镝铁磁致伸缩合金(Terfenol-D)的研制成功,更是开创了磁致伸缩材料的新时代,Terfenol-D是70年代才发觉的新型材料,该合金中有一半成份为铽和镝,有时加入钬,其余为铁,该合金由美国依阿华州阿姆斯实验室第一研制成功,当Terfenol-D置于一个磁场中时,其尺寸的变化比一样磁性材料变化大,这种变化能够使一些周密机械运动得以实现。
铽镝铁开始要紧用于声纳,目前已广泛应用于多种领域,从燃料喷射系统、液体阀门操纵、微定位到机械致动器、太空望远镜的调剂机构和飞机机翼调剂器等领域。
它具有比传统的磁致伸缩材料和压电陶瓷高几十倍的伸缩性能。
因此可广泛用于声纳系统、大功率超大型超声器件、周密操纵系统、各种阀门、驱动器等,是一种具有宽敞进展前景的稀土功能材料。
这种材料的进展使电-机械转换技术获得突破性进展。
对尖端技术、军事技术的进展及传统产业的现代化产生了重要作用。
美国前沿技术(EdgeTechnologies)公司1989年开始生产稀土大磁致伸缩材料,其商品牌号为Terfenol-D,随后瑞典FeredynAB公司也生产、销售稀土大磁致伸缩材料,产品牌号为Magmeg86,近10多年来,日本、俄罗斯、英国和澳大利亚等也相继研究开发出TbDyFe2型磁致伸缩材料,并有少量产品销售。
稀土磁伸材料要紧用于制作大功率声纳,后者广泛应用于水下通讯、制导、捕鱼、油井及地质探测等。
其它应用包括阀门操纵、周密车床、机器人、蠕动马达、阻尼减振、延迟器及传感器等。
稀土磁致伸缩材料的开发与应用,日益受到人们的关注,产量及市场消费量增长专门迅速。
据美国前沿技术公司统计,全世界Terfenol-D合金产量,1989年仅为100kg,1993年约1000kg,1995年达到10吨,而到1997年已达到70吨。
美国国内每年用于声纳等器件的Terfenol-D材料价值约数百万到1千万美元,声纳、油压机、机器人等器件的市场金额每年约6亿美元。
最近5年来,Terfenol-D的市场年增长率为100%。
近期,美国宇航局与Energen公司签约,投资开发新一代太空望远镜用致动装置。
二、Terfenol-D材料的应用器件
1.声纳
一样的声纳发射频率都在2kHz以上,然而低于此频率的低频声纳有其专门的优越性:
频率越低、衰减越小、声波就传得越远,同时频率低受到水下无回声屏蔽的阻碍就越小,用Terfenol-D材料制做的声纳能够满足大功率、小体积、低频率的要求,因此进展较快。
2.电-机换能器
要紧用于小型受控动作器件—致动器。
包括操纵精度达纳米级,以及伺服泵、燃料注入系统、制动器等。
它们用于汽车、飞机、航天器、机器人、周密机床、周密仪器、运算机、光通讯、印刷等。
3.传感器和电子器件
如袖珍测磁仪、探测位移、力、加速度的传感器以及可调谐的表面声波器件等。
后者用于雷达、声纳的相位传感器和运算机的储备元件。
三、稀土磁致伸缩材料进展现状
近几年来,国外研制了近千种应用器件,批准的美国专利已超过一百多件,据专家分析,在2020年之前,Terfenol-D的市场将包括以下几部分:
在运输业的要紧产品为刹车线、燃料注入、降噪减震、阀和泵以及线性马达。
在航空、航天、航海及其它部门中的应用器件除声纳外,还包括线性马达、致动器、液体动力系统、薄膜、传感器和降噪减震系统。
在加工、制造中的应用包括周密定位系统、印刷业的雕版打印头、周密机床的工具定位和主动减震,用于机械手、机器人等各种自动化设备的致动器和马达及传感器等。
我国几个重要研究单位于90年代前后开始研究TbDyFe晶体磁致伸缩材料,如中科院物理所、金属所、包头稀土院、北京科技大学等,尽管实验室研究达到了较高水平,但目前都没有实现规模生产。
近几年来,稀土超磁致伸缩材料的应用研究在国内也得到了重视,在声纳、周密机械、高速阀门等方面应用取得了一些进展。
稀土超磁致伸缩器件研究已列入国家“九五”攻关项目。
1.3稀土超导体材料
一、稀土超导材料
当某种材料在低于某一温度时,显现电阻为零的现象即超导现象,该温度即是临界温度(Tc)。
超导体是一种抗磁体,低于临界温度时,超导体排斥任何试图施加于它的磁场,这确实是所谓的迈斯纳效应。
在超导材料中添加稀土能够使临界温度Tc大大提高,一样可达70~90K,从而使超导材料在价廉易得的液氮中使用,这就大大地推动了超导材料的研制和应用的进展。
超导现象是1911年由一位荷兰物理学家第一发觉的,当水银温度降低到43K时,水银便失去了电阻。
随后超导体的研究开发一直在进行,到1973年,科学家们制得一种铌锗合金,其临界温度是23.3K。
1986年发觉一些新的超导体,超导研究也因此取得了突破性进展,当时发觉一种镧钡铜氧陶瓷,其临界温度为35K。
1987年2月又发觉YBa2Cu3O7-x高温超导体的临界温度达90K以上,大大超过了氮的沸点(77K)。
新型稀土高温材料能够在液氮温度下工作。
二、超导材料要紧应用领域
1.基础科学
利用超导装置能够正确测量磁场强度,磁通量、电流、电压、电磁能等许多物理量,而且这种仪器辨论能力极高,如超导量子干涉仪能够正确测量人的心磁、脑磁以及地磁。
一般超导体的最大应用市场是在低温物理研究领域,第一应用于探测器、焊接设备及粒子加速器。
2.电子工业
电子工业有可能是新型超导体的第一个销售市场,在运算机上采纳高温超导材料有两大优点:
一是它减少了为冷却约瑟夫森装置所需的致冷;二是它通过回忆信号传递速度,改善了具有一般芯片的机器性能。
在运算机中大规模应用高温超导薄膜能够加快运算速度。
其运算速度比硅器件快1000倍。
电路的时刻常数取决于电路的电阻和电容。
假如没有电阻,时刻常数减少到零,电路中的信号传递将会加速。
在用半导体芯片的一般运算机里,可用加速元件开关速度的方法提高运行速度。
电路可散布在芯片上,以保持冷却,但如此降低了运行速度。
因为信号要走的距离长了,而约瑟夫森触点的开关时刻仅有10-12秒,几乎没有热量产生。
假如全部连线和电阻为零,则可大大减少热与功率的损耗。
3.在发电和电力传输方面
在电力工程设施中,如发电机、电动机、变压器、电力传输线及储能系统中,由于线路有电阻,因此会有大量的电损耗并转变为热。
由于超导体的电阻为零,YBa2Cu3O7陶瓷超导体的热导率专门低,因此,它们在这方面的应用潜力专门大。
英国的ICI高级材料研究所用YBa2Cu3O7线圈试制了一台发电机,当线圈转数为1500转/分时,发电机可产生2.5V的电压。
目前超导体在电力设施中应用的要紧问题是载流能力小,在超导体用于工业发电之前,仍需做大量的研究和试验工作。
在超导磁储能系统及电磁铁中使用高温超导线圈,会产生更强的磁场,因而会减少磁体的体积和重量,且不需铁芯。
超导磁储能系统能够储存非高峰期余外的电能,以便高峰期使用。
超导体在能源方面的其他潜在应用领域有磁流体发电、热核发电及磁选机。
磁选机除去煤矿中的硫,除去瓷土或矿石中的杂质。
4.超导磁悬浮列车
在列车车轮旁边安装小型超导磁体,在列车向前行驶时,超导磁体则向轨道产生强大的磁场,并和安装在轨道两旁的铝环相互作用,产生一种向上浮力,排除车轮与钢轨的摩擦力,起到加快车速的作用。
高温超导体在悬浮列车内应用的研究集中在日本。
超导在运载上的其他应用可能还有用作轮船动力的超导电机、电磁空间发射工具及飞机悬浮跑道。
5.微波技术
微波技术是高温超导材料近期内可能得到重要应用的领域。
近几年我国开展了多种超导微波器件的研究,制成的超导滤波器、超导天线、拖延线、振荡器、超导结型混频器等器件都具有国际先进水平。
如为适应航天通讯需要研制的4.5GHz的YBCO超导体圆极化微带天线,在77K温度下天线的反射系数为1.5dB,匹配良好,达到航天部超导磁窗项目要求。
研制的超导微波带通滤波器,通带宽大于10175±50MHz,插损≤1.2dB,阻带L≥40dB,驻波比≤1.5。
超导量子干涉器件是能够测量柔弱磁场的器件。
“八五”期间重点进行了这种器件的制造并应用于大地磁测量项目。
在双晶结、台阶结、台阶边缘结的器件研制方面取得的成果均接近世界先进水平。
在与德国合作进行的大地磁测量上,取得较好成效。
6.其它
医疗中利用超导体介子发生器能够治疗癌症,利用超导磁体能够治疗脑血管肿瘤。
此外,军事上利用超导能够击毁导弹。
三、稀土超导材料的进展状况
人们推测,到本世纪末高温超导体将是稀土专门大的潜在市场。
稀土超导体可用于采矿、电子工业、医疗设备、悬浮列车及能源等许多领域。
80年代中期发觉高温超导材料曾在世界范畴掀起研究热潮。
进入90年代,随着人们对高温超导材料认识的逐步加深,研究工作进入提高时期,尽管从事超导研究的人员和发表的文章的数量减了下来,但各国对超导研究的投入并未减少。
在这一背景下,我国超导研究也经历了适当缩小规模、突出重点和更加明确加强应用的变化过程。
自近年在Y-Ba-Cu-O超导体研究方面取得重大突破以来,超导研究正在向有用化方向进展。
总之,稀土在超导材料中的应用将越来越广泛,进展前途十分宽敞。
1.4稀土磁光材料
一、稀土磁光材料
在磁场或磁矩作用下,物质的电磁特性(如磁导率、介电常数、磁化强度、磁畴结构、磁化方向等)会发生变化。
因而使通向该物质的光的传输特性也随之发生变化。
光通向磁场或磁矩作用下的物质时,其传输特性的变化称为磁光效应。
磁光材料是指在紫外到红外波段,具有磁光效应的光信息功能材料。
利用这类材料的磁光特性以及光、电、磁的相互作用和转换,可制成具有各种功能的光学器件,如调制器、隔离器、环行器、开关、偏转器、光信息处理机、显示器、存贮器、激光陀螺偏频磁镜、磁强计、磁光传感器、印刷机等。
稀土元素由于4f电子层未填满,因而产生:
未抵消的磁矩,这是强磁性的来源,由于4f电子的跃迁,这是光激发的起因,从而导致强的磁光效应。
单纯的稀土金属并不显现磁光效应,这是由于稀土金属至今尚未制备成光学材料。
只有当稀土元素掺入光学玻璃、化合物晶体、合金薄膜等光学材料之中,才会显现稀土元素的强磁光效应。
二、稀土磁光材料的应用
磁光器件是指用具有磁光效应的材料制作的各类光信息功能器件。
尽管1845年法拉弟就发觉了磁光效应,但在其后一百多年中,并未获得应用。
直到本世纪60年代初,由于激光和光电子技术的开发,才使得磁光效应的研究向应用领域进展,显现了新型的光信号功能器件—磁光器件。
在激光应用中,除探究各种新型的激光器和接收器外,激光束的参数,例如强度、方向、偏转、频率、偏振状态等的快速操纵也是专门重要的问题,磁光器件,确实是利用磁光效应构成的各种操纵激光束的器件,类似微波铁氧体器件的进展和分类那样,因光通讯的需要,1966年进展了磁光调制器、磁光开关、磁光隔离器、磁光环行器、磁光旋转器、磁光相移器等磁光器件。
由于光纤技术和集成光学的进展,1972年起又产生了波导型的集成磁光器件。
在60年代后期,因运算机存贮技术的进展,开发了磁光存贮技术。
后来由于全息磁泡和光盘技术的日趋完善和商品化,从而显现了磁光印刷和磁光光盘系统。
利用磁光效应研究圆柱状磁
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