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元素家族
汉代贾谊在《过秦论》中写道“收天下之兵,聚之咸阳,销锋镝”。这里“镝”指箭的尖头。1842年,莫桑德在钇土中分离发现了铽和铒以后,不少化学家从光谱分析鉴定中,确定钇土里可能还有别的元素。7年后,法国化学家布瓦博德朗将钬土成功进行分离,一部分还是钬,而另一部分经确认最终认定是一种新元素,这就是镝元素。
镝基材料能够在特定温度下整序为块状磁体,而且这一温度与锰基材料产生此性能的温度非常接近。钕铁硼系永磁体中会添加一定百分比的镝,仅约2—3%就可以提高永磁体中的矫顽力,是钕铁硼磁体中必要的添加元素。甚至有些钕铁硼磁体中的钕,还用镝代替一部分钕,用来改善磁铁的耐热性能。有了镝的钕铁硼磁体,就能具有较高的抗腐蚀能力,在较高性能的电动汽车驱动马达上应用。
镝与铽是一对好搭档,制成的铽镝铁合金有较大的磁伸缩性,具有材料中最高的室温磁致伸缩系数。利用某些顺磁性镝盐晶体,科学家们制作出了隔热退磁冰箱。
磁记录技术的起源可以追溯到1875年使用钢带的录音机,现在磁光记录集光记录和磁记录于一体,具有很高的存储密度和反复擦写功能,而镝具有较高的记录速度和读数敏感度。
照明器材的镝灯是镝与钬一起制备出的。镝灯属高强度气体放电的灯,不像普通的白炽灯通过钨丝通电发光,在发光同时也会发热,大约70%的电能都转化成了热能,使用时间越长温度越高,钨丝还容易被烧断。镝灯则是通过气体在低压下通电所发出的光,大部分电能都能转换成光能,更节能、更亮、寿命更长,在相同能源供给下可以创造出3倍于白炽灯的亮度。镝灯是金属卤化物灯的一种,充入的物质是碘化镝、碘化亚铊、汞等,能发出其特有的密集型光谱。反射型日光色镝灯具有反射层,在蓝紫光到橙红光的广阔光谱区域内辐射强度大、红外辐射小,是农科试验、培养农作物、加速植物生长的理想光源,适用于各种人工气候箱、人工生物箱、温室等场合的人工辐射光源,也被称为生物效应灯,能让植物生长得更好。
掺镝的发光材料可作为三基色荧光粉,制作荧光粉激活剂。
镝有俘获中子的能力,具有较大的中子俘获截面积,因此在原子能工业中用来测定中子能谱或做中子吸收剂。
(作者系武汉市第二十中学化学教师、武汉市科学家科普团成员)