희토류 소재는 휴대폰, TV 화면, 오디오, 에너지 절약형 전구 등 일상생활과 밀접한 제품은 물론, 전기차, 자기부상열차, 원자력 산업, 초전도체 등 다양한 첨단 기술 제품의 생산에 필수적인 중요한 재료입니다. 따라서 소재 분야에서 희토류는 매우 중요한 위치를 차지하고 있습니다.  

●희토류 이해하기

희토류 원소(rare-earth element,REE)또는 희토류 금속은 주기율표 제III족에 속하는 스칸듐, 이트륨 및 란타넘계 원소로 구성되며, 총17종의 원소를 포함합니다. 희토류의 특별한 점은 전자 구조가 독특하고 화학적으로 매우 활성이 크며, 원자 반지름이 비교적 크기 때문에 일반 금속 및 합금에 다음과 같은 우수한 개질 효과를 제공합니다:

 1.변질 작용:합금에 희토류 원소를 첨가하면 조직 구조가 뚜렷하게 미세화됩니다. 

2.정화 작용:희토류 원소는 높은 활성을 가지며 결정면에 잘 흡착되어, 금속 내 불순물 원소와 반응하여 안정된 화합물을 형성하고 결정립계에 분포시킵니다. 이로 인해 고용체 내 불순물 농도가 감소하고 금속의 기계적 및 물리적 성질이 개선됩니다.

           *고용체란 용질 원자가 용매의 결정 격자 안에 용해되어 여전히 용매의 결정 구조를 유지하는 합금상을 의미합니다.

3.강화 작용:금속 내에 일정한 고용도를 가지며, 고용도가 낮은 철, 코발트, 니켈 등의 금속에서는 합금화 작용을 하며, 결정립계에서의 편재를 통해 결정립 성장을 억제합니다. 이로 인해 금속 및 합금의 변형 저항과 파단 저항이 향상됩니다. 

     *고용도(solid solubility)：용질이 용매에 고체 상태로 녹아 형성된 포화 고용체 내의 용질 농도를 의미합니다.

     *결정립 성장은 사실 결정립계의 이동 과정일 뿐입니다.

4.改고온 기계적 성능 향상:합금 조직을 미세화함으로써 가열 중 결정립의 성장을 억제하고, 금속 합금의 고온 파단 저항을 향상시킬 수 있습니다.

5.고온 내식성 및 내산화성 향상:희토류는 산화막 구조를 개선하여, 산화막과 기지 금속 간의 부착력을 높이고 탈락을 방지함으로써 보호 성능을 높이며, 산화 저항성을 현저히 향상시킵니다.

6.표면 개질 작용:금속 부품 표면 처리 시 침투 속도와 침투 깊이를 증가시키고, 공동 침투 온도를 낮춰 에너지를 절약하며, 표면 층의 내마모성 및 내식성을 향상시킵니다.

●희토류 소재의 응용

1.희토류 폴리싱 소재:희토류는 유리 부품 폴리싱에 주로 사용되며, 그중에서도CeO2가 중심입니다. 최신 산화세륨 기반 희토류 폴리싱 파우더는 액정 디스플레이, 집적 유리, 저장용 광디스크, 정밀 광학 유리 등에서 주로 활용됩니다.

 2.희토류 자성 소재:네오디뮴, 사마륨, 프라세오디뮴, 디스프로슘 등은 현대의 초강력 영구 자석 재료의 주요 원료로, 기존의 영구 자석보다 자성이4-10배 높습니다. 텔레비전, 오디오, 의료기기, 자기부상열차 및 군수산업 등 다양한 첨단 분야에 널리 응용되고 있습니다. 사마륨-코발트 및 네오디뮴-철-붕소 영구 자석은 우수한 자성 특성으로 전자 및 항공우주 산업에 폭넓게 사용됩니다.

 3.희토류 촉매/촉매 소재:희토류는 석유 분해 촉매 제조 외에도 다양한 화학 반응에 폭넓게 활용됩니다. 자동차 배기가스 정화 분야에서도, 촉매 지지체의 기계적 강도를 높이고, 유독한CO를CO2로 전환시키며, 촉매의 활성도를 향상시키는 역할을 합니다.

 4.희토류 수소 저장 소재:희토류와 전이 금속 니켈의 화합물 —MMNi5(MM은 혼합 희토류 금속을 뜻하며,)및LaNi5우수한 수소 흡장 소재로, “수소 스펀지”라고 불립니다.(네덜란드 필립스사가 발견하였습니다.LaNi5우수한 수소 저장 성능, 즉 에너지 저장 성능을 가지고 있으며, 이론 저장 용량은 최대372Watt-hr/Kg。가열 시 수소 흡장 특성을 가지고 있습니다.;냉각 시 수소 방출 특성을 가지며, 그 작용의 화학식은 다음과 같습니다.:LaNi5+3H2 →LaNi5H6)

 5.희토류 발광/광학 소재:희토류 원소는 독특한 전자 구조층을 가지고 있어 풍부한 전자 에너지 준위와 발광 여기 상태를 형성하며, 자외선부터 가시 적색광까지 거의 모든 범위의 복사 흡수 및 발광을 생성할 수 있습니다. 이로 인해 정보 디스플레이, 의료, 조명, 고에너지 입자 탐지 기록, 광전자 통신, 군사 등 다양한 분야에 널리 사용됩니다.

 6.희토류 초전도 소재:제로 전기저항과 완전 반자성이라는 특성을 가집니다. 이트륨-바륨-구리 산소 기반으로 개량된 이트륨계 산화물 초전도체는 액체 질소 온도 영역인<-196℃(<77K°)에서도 초전도 현상을 나타내며, 초전도체 기술의 획기적인 발전을 가능하게 했습니다.

 7.야금 산업 분야:야금 산업은 전체 희토류 소비량의1/3을 차지할 정도로 사용량이 많습니다. 희토류 원소는 산소 및 황과 쉽게 반응하여 고융점의 산화물, 황화물 및 산황화합물을 생성하며, 이들은 고온에서 연성이 매우 작습니다. 용강에 희토류를 첨가하면 탈황 및 탈산 작용을 하여 강의 상온 및 저온 충격 인성을 향상시키고, 일부 강의 열취성을 줄이며 가공성과 용접 강도를 향상시킬 수 있습니다.

 8.국방 응용:희토류는 육해공 및 정보·전자전 분야에서 중요한 역할을 합니다.예:장갑 강, 포신 구조 부품, 전차용 레이저 거리측정기, 우주 항공기 구조 부품, 전자전용 행파관 등 다양한 군수 장비에 사용됩니다.

 저희 회사는 다양한 희토류 원자재를 제공합니다. 많은 관심과 구매를 부탁드립니다.

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