复习要点
第二章 稀土元素的结构特点
1. 稀土元素电子层特点
Sc：[Ar]3d14s2
Y：[kr]4d15s2
La 系：[Xe]4f0-145d0-16s1-2
2. 镧系收缩
原因：电子填充进 4f 亚层，而 4f 电子层云弥散，对增加的核电荷不能完全屏蔽，导致有效核电荷增加，引起原子半径缩小。
结果：
Y 的半径位于 Er 附近，使得 Y 与镧系元素在同一矿物中难以分离。镧系元素后各族过渡元素的原子半径和离子半径与同族的上一元素极为接近，难以分离。第八组中两排铂系元素化学性质相似
3. 稀土元素活泼性
Sc Y La Ce Pr ...
镧最活泼
化学活泼性弱于碱金属和碱土金属。但比其它的金属元素都活泼，17 种稀土元素中，其金属活泼性的排列次序是:
Sc＜Y＜La 和 La＞Ce＞Pr＞Nd＞*Pm＞Sm＞Eu＞Gd＞Tb＞Dy＞Ho＞Er＞Tm＞Yb＞Lu
镧元素最活泼。稀土元素在空气中的稳定性随原子序数的增加而渐渐趋于稳定。因此，稀土金属必须保存在煤油中，一旦接触潮湿的空气就易氧化而变质(色)。
混合稀土金属是强还原剂。其氧化物的生成热高于氧化铝(Al2O3)的生成热。混合稀土金属能将 Fe、Co、Ni、Cr、V、Nb、Ta、Ti、Zr、Si 等元素的氧化物还
原成金属。在黑色冶金中是良好的脱硫脱氧添加剂，稀土金属能够分解水。冷水中反应较慢，热水中反应快，放出氢气。
当稀土元素的 4f 层电子在全空、半空和全满时是稳定的。因此，其稳定性是：
Ce4+＞Pr4+；Eu3+＞Sm3+
。三价稀土离子的氧化-还原性与溶液中的酸度(pH 值)
有关，并受介质中的阴离子的影响。(与化学平衡有关)
4. 稀土元素酸碱性，氢氧化物特征
镧系元素的碱性随着原子系数增大而逐渐减弱，镧的碱性最强，轻稀土金属氧化物比碱土金属氧化物碱性稍弱。
镧系元素的碱性是随原子序数的增加而渐趋减弱。其中镧元素的碱性最强。
轻稀土的氢氧化物的碱性稍弱于碱土金属氢氧化物。因此，乙酸等有机酸可以溶解轻稀土氧化物，但不能溶解重稀土氧化物。而铵盐能够溶解稀土氧化物。
从镧 → 镥，由于离子半径逐渐变小而导致碱性逐渐减弱，四价的氢氧化稀土[RE(OH)4]的碱性强于三价的氢氧化稀土[RE(OH)3]，但碱性最强的是二价的氢氧化稀土[RE(OH)2]。
第三章 稀土化合物及其材料的应用
第四章稀土材料制备技术
长晶体的长法。晶体生长关键
晶体形成和晶核长大，过饱和过冷却
粒径取决于形成核与核成长的相对速度
在沉淀结晶中杂志影响颗粒晶型，形状，速度
溶液法：从溶液中结晶（有水溶液，有机溶液，熔盐）
熔体法生长---降温析晶
溶液法生长--过饱和度
材料设计
材料设计的目的：
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。
含义：
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：
从指定目标出发规定材料性能，并提出制备方法新材料开发，新效应，新功能的原理研究。
材料设计的主要内容
1).材料结构性能关系的研究设计
2).材料使用性能预测设计
3).材料成分结构研究设计
4).材料的制备(合成)与加工的设计
核心和关键：
弄清成分，结构和性能之间的关系了解材料制备合成加工和产品成分结构的关系
重点：材料制备合成与加工
3.混合稀土矿的构成
1.包头稀土矿
中国包头混合型稀土精矿是独居石和氟碳铈矿的混合物,目前在工业生产中主要采用硫酸法和烧碱法分解。
2.南方离子型稀土矿
特点，组成，分布，优缺点
主要分布在江西，广东等地，稀土品位低，重稀土含量高，该类矿床中稀土不以独立矿物存在，而是以离子态吸附于粘土矿物上。
4.稀土分离（内容，含yi)
分离就是利用物质之间的性质差别，采用一定的方法或手段，将其分离开的方法。
国内使用的稀土主要工业矿物有3种
包头混合型稀土矿
由氟碳铈矿和独居石构成。工业上主要通过硫酸法（90）和烧碱法进行包头稀土精矿的冶炼分离。
优缺点？
四川氟碳铈矿
化学法
绿色冶炼工艺
南方离子吸附型稀土矿
主要分布：
稀土品位：
储存形态：
1. 稀土元素和非稀土元素的分离
利用硫酸稀土复盐[RE2(SO4)3]的难溶性和铁,磷等杂质元素分离;利用草酸稀土盐[RE2(C2O4)3]的难溶性与可溶性的非稀土元素的分离；根据萃取化学理论,利用萃取方法和技术把稀土元素从杂质元素中分离。
2. 稀土元素之间的相互分离
内容：
含义：
粗分离：从稀土精矿分解产生的硫酸稀土溶液或其他料液中除去 Th，Fe，Ti，Mn 等杂质，制取混合稀土原料。
中和法
精制：从单一稀土元素中除去微量元素。
萃取法
硫化物沉淀法
草酸盐沉淀法
材料的取向和成型工艺
稀土在矿物中赋存形态
参加晶格以类质同晶置换的形式分散于造岩矿物中以离子吸附态存在于某些矿物表面或颗粒之间
第六章稀土磁性材料
1.抗，顺，铁，亚铁磁性区别
抗磁性顺磁性铁磁性亚铁磁性
2.铁磁物质与弱磁物质的区别，主要特征
内禀特征
磁化特征
3.永磁，硬磁与软磁材料的区别
4.材料成型的方法
压缩成型，注射成型，挤压成型，压延成型
5.磁体选取方法
6.稀土永磁（名词解释）
稀土永磁材料是目前性能最好的最新的永磁材料。是
由轻 RE 元素和铁族元素中的铁、钴、铜等金属或非金属元素硼、氮、碳等组成的金属间化合物经过适当的工艺处理后制备的。
第一代稀土永磁材料是 1:5 型 SmCo5 磁性材料。简称为 1:5 型磁性材料。它具有很高的磁各向异性常数和高磁能积。
第二代稀土永磁材料是 2:17 型 Sm2Co17 磁性
材料,简称为 2:17 型磁性材料。它的磁能积高于 1:5 型
SmCo5 磁性材料。达到 300KJ/m3
1.
第七章稀土发光和激光材料
在各种类型激发作用下能发光的物质就是发光材料。
1.发光材料的类型
发光材料由基质和激活剂组成，主要有：
光致发光材料：利用紫外光(波长 λ＜200-400nm)、可见光(波长 λ=400-750nm)或红外光(波长 λ＞750nm)激发发光材料而产生发光现象。
主要有:荧光灯用发光材料、长余辉发光材料和上转换发光材料等
电致发光材料：在直流或交流电场作用下,依靠电流和电场的激发下使无机材料发光的现象。
阴极射线发光材料：指在阴极射线的激发下发光的材料。（电子束激发）
有些发光材料没有光致发光性能,但在阴极射线激发下发光。这类发光材料大多用于电子束管用荧光粉。
X 射线发光：在 X 射线激发下产生发光现象就是 X 射线发光。
它们主要分为直接观察屏发光材料,X 射线增感屏发光材料和 X 射线断层扫描荧光粉。用于医疗设备、高能物理实验仪器等领域。
放射线发光：由放射性物质蜕变时放出的 α 粒子、β 粒子和 γ 射线激发而发光的物质就是放射线发光材料。
有永久发光体和闪烁体 2 种类型
发光材料的基本特征
1.吸收光谱与激发光谱
吸收光谱是发光材料的重要特征。它反映出吸收能量值和投射到发光材料上的光波波长的关系。光可以被“基质晶格”所吸收
(本征吸收),也可能被发光中心所吸收(杂质吸收)。吸收和产生吸
收的光谱区域由激活剂和晶格性质来决定的。大多数发光材料的
主吸收带在紫外光谱区,改变发光材料基质成分时,主吸收带会发
生红移现象,既移向长波方向。当发光材料含有两种激活剂,其中
一种激活剂能够将吸收的能量传递给另一种激活剂,这种能够传
递能量的激活剂就是敏化剂
2.发光性能
由化合物组成与晶体结构决定
发光效率发光强度光谱性能能量传输发光和猝灭发光的增长与衰减
3.稀土发光材料的性能特点
4.发光种类
5.发光过程
6.稀土离子的能级跃迁及光谱特性
稀土离子的荧光和激光光谱是 RE3+ 离子发射光谱。产
生荧光和激光的原因是稀土离子具有亚稳态的激发态。
稀土元素具有未充满的 4f 壳层和 4f 电子被外层的 5S25P6 电子屏蔽的特性,使稀土元素具有极为复杂的类线性的光谱,谱线的锐度(4f 组态内的跃迁)提供了原子光谱与固体光谱间的重要桥梁,使荧光光谱在固体光谱学中占有独特的地位。
由于稀土离子未充满的 4f 壳层和稀土元素的自由离子体系的 4f 电子的不可忽略的自旋-轨道偶合作用,加上这些离子的 4fn,5dm,6S2 电子有相近的能量,使它们的能级关系极为复杂。在 RE3+ 的能级可能存在的组态中,4fn 组态的能量是最低的,因此在光谱性质的研究中也是最重要的。在自由 RE3+ 的 4fn,4fn－15d1,4fn－16S1 和 4fn－16P1 等组态中,其中,4fn 组态是基组态,下一个激发态是 4fn－15d1
7.如何实现稀土离子的宽光发射
稀土在激光和发光材料中的发光机理
能把各种泵浦能量(电,光,射线)转换成激光的材料就
是激光材料。主要是凝聚态物质
稀土离子的荧光和激光性质
稀土离子的荧光和激光光谱是 RE3+ 离子发射光谱。产
生荧光和激光的原因是稀土离子具有亚稳态的激发态。
第二次重点，精简版
稀土元素结构特点，镧系收缩，
填空
镧系收缩特点
熔炼发制备晶体关键
磁体选取方法
稀土分离内容
发光性能性能指标
稀土矿的特征
混合稀土矿的构成
稀土元素在矿物中的形态
发光材料由什么决定的
选择
硬磁和软磁的区别特性，内禀特性稀土永磁发光材料特点类型发光经历的过程
名词解释简答题
稀土发光的特点发光经历的过程稀土永磁材料设计内容含义目的稀土提纯（刘老师）南方稀土的组成和特点稀土分离内容