釹,元素周期表第60號元素。
釹與鐠伴生,兩者都是性質(zhì)非常類似的鑭系元素。1885年,繼瑞典化學(xué)家莫桑德發(fā)現(xiàn)了鑭和鐠釹混合物后,奧地利人韋爾斯巴赫成功分離出兩種“稀土”:氧化釹和氧化鐠,最終從里面分別分離出釹元素和鐠元素。
理化性質(zhì)
釹,銀白色金屬,化學(xué)性質(zhì)活潑,在空氣中能迅速氧化;與鐠類似,在冷水中反應(yīng)緩慢,在熱水中能迅速反應(yīng)并放出氫氣。釹在地殼中的含量很少,主要存在于獨居石和氟碳鈰礦中,其豐度僅次于鈰。
應(yīng)用
釹在19世紀(jì)主要應(yīng)用于玻璃著色劑,將氧化釹熔融到玻璃中,玻璃會根據(jù)環(huán)境光源的不同而產(chǎn)生從暖粉色到藍(lán)色多種色調(diào)。不要小瞧了釹離子的特殊玻璃“釹玻璃”,它是激光器的“心臟”,其好壞直接決定了激光裝置輸出能量的潛力和質(zhì)量,是目前人類所知地球上能夠輸出能量的激光工作介質(zhì)。釹玻璃中的釹離子,就是那個能在能級的“摩天大廈”里奔上跑下,并在大幅躍遷過程中形成能量激光的關(guān)鍵,能將微不足道的納焦耳級10-9的激光能量放大到“小太陽”量級的能量。世界上的釹玻璃激光聚變裝置——美國國家點火裝置更是將激光釹玻璃連續(xù)熔煉技術(shù)提升到新高度,而被列為本國七大技術(shù)奇跡之首。
1964年,中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所就開始了釹玻璃的連續(xù)熔煉、精密退火、包邊、檢測四大關(guān)鍵核心技術(shù)研究,經(jīng)過幾十年的探索終于在近十幾年里有了重大突破。胡麗麗團(tuán)隊在國際上率先實現(xiàn)10拍瓦激光輸出的上海超強超短激光裝置,其核心就是掌握了大尺寸高性能激光釹玻璃批量制造的關(guān)鍵技術(shù),中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所也因此成為國際上首家獨立掌握激光釹玻璃元件全流程生產(chǎn)技術(shù)的機構(gòu)。
釹還可以制作已知最強大的永磁鐵——釹鐵硼合金。釹鐵硼合金是20世紀(jì)80年代日本為打破美國通用公司的壟斷地位重金懸賞,當(dāng)代科學(xué)家左川真人發(fā)明了一種新型永磁體,它是由釹、鐵、硼三種元素組成的合金磁體。我國科學(xué)家也創(chuàng)造出了新的燒結(jié)方法,用感應(yīng)加熱燒結(jié)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的燒結(jié)和熱處理,使磁體的燒結(jié)密度達(dá)到理論值95%以上,可避免磁體晶粒生長過大,同時縮短了生產(chǎn)周期,使生產(chǎn)成本相應(yīng)降低。