稀土百科 | 稀土元素的物理性质- 大数跨境

中国稀金谷大数据

2022-05-18

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稀土元素具有典型的金属特性，除镨和钕外，多数呈银灰色。稀土元素的晶体结构多呈六方密集或面心立方结构，钐（菱形结构）和铕（体心立方结构）例外。而钪、钇、镧、铈、镨、钕、钐、铽、镝、钬、镱等都有同素异晶变体。它们的晶体转变过程较缓慢，因而在金属中有时会出现两种不同的晶形结构。

除镱以外，钇组稀土金属的熔点（1312～1652℃）都高于铈组稀土金属。而对于沸点，铈组稀土金属（除钐、铕外）又高于钇组稀土金属（镥例外）。其中以金属钐铕和镱的沸点为最低（1430～1900℃）。

钐、铕、钆的热中子俘获面很大，分别为5600b、4300b、4600b，远高于常用于反应堆作热中子控制材料的镉（2500b）和硼（1715b），而铈和钇最小。

高的稀土金属具有良好的塑性，其硬度为20～30个布氏硬度单位，易于加工成型。其中尤以金属镱、钐的可塑性为最佳。除镱以外的钇组稀土金属的弹性模量均高于铈组稀土金属。稀土金属的机械性能在很大程度上取决于其杂质含量，特别是氧、硫、氮和碳等杂质。

稀土金属的导电性较差。镧在4～6K时出现超导性，其他稀土金属即使在接近OK时也无超导性。钆、镝和钬具有铁磁性；除镧、镥是反磁性物质外，其他所有稀土金属都是顺磁性，如表1-4和图1-3所示。

通常具有未充满的4f电子层的原子或离子有30000多条可以观察到的谱线，远多于d层和p层未充满子的原子或者离子。因此，稀土元素可以吸收或发射从紫外到红外光区的各种谱线。

稀土离子有些激发态的平均寿命长达10^-6～10^-2s，高于一般原子或离子的10^-10~10^-8s。利用这个性质可以制备长余辉发光材料。

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