稀土的光谱特性 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:清华大学

作者:[]GuokuiLiu，[]B

出品人:

页数:549

译者:

出版时间:2005-4

价格:85.00元

装帧:

isbn号码:9787302074090

丛书系列:

图书标签:

• 科学
• 材料学
• 稀土元素
• 光谱学
• 光谱分析
• 材料科学
• 物理学
• 化学
• 光学
• 发光材料
• 分析化学
• 稀土材料

稀土元素：从矿物到尖端科技的万象图景 本书并非聚焦于稀土元素的光谱特性研究，而是以一种宏大而细致的视角，全面剖析了稀土元素（REEs）在地球科学、资源利用、冶金、功能材料以及全球战略中的复杂角色。它旨在构建一个多维度的知识框架，帮助读者理解这些“工业维生素”是如何从地质深处走向现代生活的每一个角落。 本书共分为六个核心部分，每一部分都深入探讨了稀土元素研究和应用的不同侧面，力求提供一个扎实、全面且具有前瞻性的参考。 --- 第一部分：地球深处的奥秘——稀土元素的成矿学与地球化学 本部分着重于稀土元素在地质历史中的起源、迁移和富集过程。我们首先回顾了稀土元素在元素周期表中的特殊地位——镧系元素、钪和钇，它们虽然化学性质高度相似，但在地球化学过程中却表现出微妙的差异。 1.1 稀土元素的地球化学指纹： 详细阐述了轻稀土（LREEs）与重稀土（HREEs）在岩浆分异、结晶分馏和热液蚀变过程中的行为模式。通过对不同岩石类型（如碱性岩、碳酸岩、花岗伟晶岩）的分析，揭示了形成工业级矿床的必要地球化学条件。 1.2 全球主要矿床类型学： 深入剖析了全球范围内主要的稀土矿床类型，包括但不限于： 岩浆型矿床： 以白云岩碳酸岩为核心的复杂矿化系统。 离子吸附型矿床： 重点分析了中国南方粘土矿床的形成机制、富集规律及其对离子交换动力学的依赖性。 风化壳与海相沉积矿床： 探讨了热液蚀变和表生作用如何改造原生矿石，形成次生富集带。 1.3 稀土元素的示踪与示踪： 运用同位素地球化学方法，解释了如何利用Nd-Sr同位素体系来反演岩浆源区和地壳混染过程，为矿产勘探提供了可靠的地球化学工具。 --- 第二部分：从矿石到精矿——稀土湿法冶金与分离技术 本部分聚焦于将复杂的稀土矿物转化为高纯度单体氧化物的关键技术链条，这是稀土产业化的核心挑战。 2.1 矿石预处理与浸出技术： 比较了酸法浸出（硫酸、盐酸）和碱法浸出（苛性钠法）的优缺点及其对不同矿物（如独居石、磷灰石、离子土）的选择性。重点讨论了高温高压条件下的浸出优化，以提高回收率并降低环境负荷。 2.2 溶剂萃取分离工程的艺术： 这是稀土分离技术的基石。本书用大量篇幅解析了溶剂萃取的物理化学原理，包括萃取剂的选择（如有机膦酸类、胺类）、萃取体系的相平衡、反萃取过程的效率控制。详细展示了数千级串联萃取流程的设计逻辑，如何实现高纯度（99.99%以上）的镝、铽、钕、镨等关键元素的工业化分离。 2.3 沉淀与结晶纯化： 在萃取流程之后，探讨了如何通过精确控制pH值和温度，利用草酸盐、碳酸盐或氢氧化物沉淀法，将分离后的稀土溶液转化为可控粒径和形貌的氧化物或盐类产品。 --- 第三部分：功能载体：稀土在催化剂与能源领域的应用 稀土元素因其独特的电子结构和氧化还原性能，在能量转化和环境治理领域扮演着不可替代的角色。 3.1 稀土在石油化工催化剂中的应用： 详细分析了稀土改性沸石分子筛（特别是Y型沸石）在催化裂化（FCC）过程中的作用。镧、铈的引入如何提高催化剂的酸性强度、热稳定性和抗积碳能力，从而显著提升汽油的收率和品质。 3.2 储氢材料与燃料电池： 探讨了镧系储氢合金（如LaNi5型）的原理，以及铈基氧化物在固体氧化物燃料电池（SOFC）电解质和电极材料中的应用潜力，重点关注其氧离子传导率的提升机制。 3.3 汽车尾气净化催化： 阐述了铈氧比（CeO2-ZrO2固溶体）在三元催化器中作为氧储存容量（OSC）核心材料的作用，以及镧对催化剂热稳定性的增强效果。 --- 第四部分：光电与磁性的魔力——稀土在先进材料中的角色 本部分着重于稀土元素如何通过其4f电子层的特性，赋能现代信息技术和高性能机械制造。 4.1 稀土永磁材料的演进： 深入研究了钕铁硼（NdFeB）磁体，从最初的烧结技术到高性能的粘结磁体。重点剖析了镝（Dy）和铽（Tb）在提高矫顽力（Hc）方面的关键作用，以及通过晶界扩散技术实现重稀土减量的冶金策略。 4.2 荧光与发光材料的结构设计： 介绍了基于铕（Eu）、铽（Tb）、钇（Y）的无机荧光粉在显示技术（LCD背光、LED照明）中的应用。分析了主体材料（如磷酸盐、硅酸盐）的晶格结构如何影响激活剂离子的配位环境，进而决定发光效率和色坐标。 4.3 高性能抛光材料： 详细解析了氧化铈（CeO2）作为精密抛光粉末的独特优势，包括其优异的化学机械抛光（CMP）性能，及其在玻璃、半导体晶圆和平板显示器制造中的不可替代性。 --- 第五部分：环境工程中的“双刃剑”——稀土的生态影响与循环经济 本书的这一部分关注稀土元素在环境中的行为、潜在风险以及可持续利用的途径。 5.1 稀土在水体和土壤中的迁移转化： 探讨了稀土元素在不同pH和氧化还原电位下的溶解度、吸附/解吸行为，特别是在复杂矿物和粘土表面上的动力学过程。分析了稀土对水生生物毒性的阈值效应。 5.2 稀土的回收与再利用技术： 详细介绍了从废旧电子产品（如永磁体、荧光粉、镍氢电池）中回收稀土的工艺流程。对比了湿法冶金回收、高温熔炼回收以及生物冶金技术的经济性和环境友好性。重点分析了高效离子膜分离技术在复杂废料分离中的应用前景。 --- 第六部分：全球战略与供应链安全 最后一部分从宏观视角审视了稀土元素在全球经济中的战略地位。 6.1 稀土供应链的地理集中性与风险评估： 分析了全球稀土矿产资源分布、加工能力的地域性集中所带来的经济安全挑战，以及各国为确保关键材料供应所采取的政策措施。 6.2 替代技术的研究与前景： 探讨了在关键应用领域（如永磁、催化剂）中，开发不含或少含稀土元素的替代材料的研发进展与技术瓶颈，旨在为未来高科技产业的原料多元化提供参考。 本书的读者群主要面向材料学、化学工程、地球科学领域的科研人员、工程师以及关注全球资源战略与高新技术产业发展的高级管理人员和政策制定者。

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这本书真是让我大开眼界，虽然我本来对材料科学领域不是特别了解，但作者的叙述方式非常引人入胜。我记得书里花了很大篇幅去探讨了不同金属在特定能量激发下的反应机制，尤其是对那些在室温下表现出奇特磁性和导电性的材料，讲解得深入浅出。我印象最深的是其中关于晶格振动模式对宏观物理性质影响的分析，作者通过一系列精密的实验数据和理论模型，将复杂的量子效应转化为易于理解的图表和文字描述。读完后，我对微观世界中原子排列的微小变化如何引发材料性能的巨大飞跃有了全新的认识。这本书的排版和插图也做得极好，那些复杂的能级图和光谱图，虽然专业，但配上详尽的注释，即便是初学者也能大致把握住重点。总的来说，这是一本结合了深厚理论功底和优秀科普表达的佳作，极大地拓宽了我的知识边界。

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阅读体验上，这本书的语言风格非常独特，夹杂着一种古典的学术韵味，但又不失现代科学的精确性。作者似乎很偏爱使用长句和复杂的从句结构来构建逻辑链条，这使得阅读过程需要高度集中注意力，像是在攀登一座知识的陡坡。书中对某类半导体异质结的能带结构分析，简直是艺术品级别的展示，作者巧妙地将薛定谔方程的应用场景拓展到了实际器件的性能优化上。我尤其欣赏其对历史背景的梳理，在介绍某项关键理论突破时，作者会追溯到早期的争议和不同的学派观点，使得整个知识体系的演变过程清晰可见，这避免了知识的“无根化”，让人明白科学是如何一步步艰难前行的。

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坦率地说，这本书的理论深度是超乎我预期的。我原本以为会是一本侧重于基础概念介绍的入门读物，结果发现它在深入探讨材料热力学行为，特别是涉及到高温和极端环境下的稳定性问题时，展现了惊人的专业性。书中有大量关于缺陷工程和掺杂效应的讨论，作者用一套非常系统的数学工具来量化这些微小结构改变对材料整体性能的贡献。对我个人而言，最具有启发性的是关于材料界面物理的章节，那里阐述了不同晶面之间电子云相互作用的复杂性，这些都是教科书里往往一笔带过的关键细节。这本书更像是为那些希望进行深度研究的专业人士准备的，它不满足于“是什么”，而更致力于解释“为什么是这样”，这才是真正有价值的研究深度。

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这是一本极具前瞻性的著作，它不仅总结了现有知识，更对未来材料科学的发展方向给出了大胆且基于扎实数据的预测。书中关于智能材料和自修复材料的设想部分，尽管目前看来还略显超前，但其背后的物理学原理分析得头头是道，让人对未来充满期待。我尤其关注其中关于计算模拟在材料设计中的应用，作者详细介绍了如何利用高通量筛选方法来加速新型功能材料的发现过程，这种强调效率和规模化的现代科研范式，与传统的“试错法”形成了鲜明对比。这本书最大的价值在于，它提供了一个观察材料科学如何从基础理论走向工程实践的完整视角，它不仅仅是一本书，更像是一个行业未来十年的路线图。

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这本书的叙事节奏把握得非常老练，读起来完全没有一般技术专著那种枯燥乏味的感觉。作者似乎深谙如何将枯燥的物理定律融入到实际应用案例中去烘托气氛。我尤其欣赏其中关于合成新材料过程中如何通过精确控制反应环境来塑造目标材料微观结构的章节。里面提到了一种利用高压脉冲电流来诱导材料相变的实验方法，描述得如同电影情节一般跌宕起伏，让人忍不住一口气读完。此外，作者对于数据分析的严谨性也令人称道，他不仅仅是罗列结果，而是详细剖析了每组数据背后的不确定性和误差来源，这种对科学探究过程的忠实记录，极大地增强了文本的可信度。整本书给人一种强烈的“在现场”的代入感，仿佛我们正和研究团队一起在实验室里进行着最前沿的探索。

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