“稀土元素”之—大光法師“鈧”

鈧屬于元素周期表的第一副族，這一族也叫稀土族,跟他同族的還有大家熟悉的釔，以及鑭，錒系。下圖的元素周期表大家仔細瞅瞅看。

稀土元素被稱之為“工業味精”，只需要一點點的加入量，就會讓主體材料有了很大的改善。為什么稀土元素會有這么神奇特性？這還的從它的電子軌道說起。主族元素基本都是以S²Pⁿ作為最外層電子排布，而副族則多數dⁿS^1,2軌道作為最外層電子軌道。而稀土鑭系與錒系列則以fⁿd^1,2s²為最外層電子，也就是這種電子軌道的原因，稀土元素在螯合,催化，尤其是廣電行業中占有舉足輕重的作用，去年我們跟美國貿易戰，有一個殺手锏就是限制稀土出口，可見這個材料的重要程度！小編后續會針對稀土在高端陶瓷中的應用做逐一說明今天我們來聊聊號稱“光明之子“的鈧，看它有哪些應用？

1、照明使用：鈧鈉燈

目前工業照明中主要有4種光源：鎢絲燈，熒光燈，LED節能燈，高壓鈉燈，下面的照片就是對應的燈泡樣子，雖然都是照明，但是價格可是天差地遠的。鈧鈉燈最貴！

Na的光譜在589.0nm與589.6nm這2個波長上，這個波長看上去是黃色的；之所以能被廣泛應用，一個原因就是它的589.0nm波長已經很接近555nm，我們知道555nm視覺效率是683lm/W，這是最大值，而Na燈可以達到200lm/W，而LED在90lm/W左右，熒光燈大概在40lm/W，而鎢絲燈只有10lm/W，全球20%的發電量是用在照明上的。鈧鈉的這個效率是鎢絲燈能耗只有1/20。所以，鈉燈未來必然在照明市場種占主流應用。

這個圖表示的含義是人眼對相同輻射功率的不同波長光線的敏感程度，555nm(綠光)，是人眼最敏感的光源。

但是從照明角度來講，越是接近太陽光越是自然的，所以Na燈用來做一些照明的話，物體表面看到顏色就不會原來的顏色，大家可以去上看轉轉，尤其是賣珠寶的柜臺，你會發現它的燈光非常的白，亮，這樣才能讓珠寶更加奪目炫耀，你沒有看到過按個展臺會用黃色的燈光來吧？所以為了能配出白色，必須要給光譜里面增加一點藍色，這個時候，鈧鈉燈就出現了，鈧的發光波長361nm~427nm，這么一來，兩個光譜混合就顯示出了白光，只要一點點添加，就可以讓光的質量有質的飛躍！

2、激光器（釔鈧鎵石榴石GSGG）

激光作為二十一世界一項重要的發明,目前已經被廣泛用切割，焊接,照明,檢測，激光，核聚變等領域。追求高的輸出功率一致是技術發展的趨勢。Nd：YAG(摻釹釔鋁石榴石)是一種目前應用最廣泛的激光器。下面是它的原理圖，我們講Nd:YAG就是中間那個棒子，它本質上也是一種陶瓷(玻璃晶體),在經過光源激發的話，就會產生激光。

但是它的效率還是不夠，于是有人就嘗試發明了一種新的陶瓷材料GSGG(摻釹釓鈧鎵石榴石)。小編翻遍了網站都沒找到只能找到關于它的只言片語，只有一篇1986年美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室的一篇報道。項目費用來自于DARPA(美國國防高級研究計劃局)的一個合同。懂行的可以看看。

激光武器目測會是未來軍事的一個狠角色，大家可以找找朋友了解了解，不過一個是大的概念就是：稀土元素絕對不會缺席！

鈧還有一個另外一個用途就是對材料進行改性，這個東西有點像膠水,稍微加入一點，就可以將原來“松散”的金屬粘結起來，從而對主體金屬的熱力學性質有明顯改善。Al合金中都會摻如一定Sc，以提高其耐腐蝕，減弱其脆化性能，這種材料目前已經廣泛用于航空工業。在一些粉體材料中，尤其是封裝，或者無機陶瓷粉末漿料中會摻入少許的氧化鈧，以保證燒結完的玻璃態能夠具有更好的穩定性。