Лантаноиды применяются для легирования различных сталей и придания им многих ценных свойств: повышаются ковкость, жаропрочность и сопротивление коррозии.
Широко используются редкоземельные элементы, главным образом церий, в производстве пирофорных сплавов. Они применяются в кремнях для зажигалок, различных воспламеняющих устройствах, трассирующих пулях и снарядах.
Многим известна реакция алюмотермии восстановление окислов различных металлов с помощью алюминиевого порошка. Церий и его спутники еще более энергичные восстановители, чем алюминий. Открываются интересные перспективы получения достаточно чистых ниобия, циркония, кобальта, никеля, хрома, марганца, иттрия, вольфрама, урана методами лантаноидотермии.
Редкоземельные элементы резко улучшают качества различных металлов и сплавов. Так, магниевые сплавы при всех своих достоинствах имеют один существенный недостаток: могут «работать» при температурах не выше 150 градусов. Добавки церия, неодима и празеодима повышают температурный предел на целых 100 градусов.
Всего лишь 0,2 процента церия значительно улучшают механические свойства меди. Введение 2 процентов редкоземельных металлов в никелевые и кобальтовые сплавы повышает их жаропрочность и сопротивление окислению при высоких температурах.
Сплав магния с гадолинием отличается уникальными магнитными характеристиками. Он очень легко и сильно намагничивается.
Незаменимыми помощниками стали редкоземельные элементы и в химической промышленности. Они применяются как катализаторы или промоторы (добавки к катализаторам, улучшающие их действие).
Окись празеодима способствует окислению аммиака при низких температурах. Присутствие ионов церия ускоряет электрохимическое окисление анилина в хинон. Сульфаты многих лантаноидов неплохие катализаторы при окислении SO2 в SO3.
Добавки окиси лантана к катализатору MgO+SiO2 почти вдвое увеличивают выход ценного октана при крекинге газойля.
Редкоземельные элементы применяются для производства лаков и красок, главным образом красок по фарфору. Окислы и соединения лантаноидов придают им разнообразнейшие цветовые оттенки. Некоторые соли церия в малых количествах способствуют
быстрому высыханию лаков и сохранению прозрачности на длительный период.
Обращаясь к производству стекол, керамических и абразивных материалов, мы снова становимся свидетелями активного проникновения редкоземельных элементов.
Многие бесцветные промышленные стекла обладают низким светопропусканием. Это объясняется содержанием в стекле главным образом соединений двухвалентного железа. Между тем стоит лишь перевести железо в трехвалентную форму, как прозрачность возрастает в 10 раз. Двуокись церия является сильным окислителем. Добавки ее к стекольной массе обеспечивают переход большей части железа в «бесцветное» состояние. Стекла, содержащие не более 1 процента CeO2, обладают способностью не терять прозрачности при длительном солнечном освещении и при действии рентгеновского и радиоактивного излучений. Такие стекла находят важное применение в изготовлении защитных прозрачных блоков в ядерной технике.
Стекла с добавками редких земель обладают хорошей способностью поглощать ультрафиолетовые лучи.
Боросиликатные стекла, содержащие La2O3, имеют очень высокие показатели преломления.
Интересны попытки создания стекол на основе системы окислов Li2O La2O3SiO2, то есть не содержащих обычных щелочноземельных металлов. Такие стекла обладают высокой стойкостью и хорошей электропроводностью.
Керамика в ней тоже нашли использование редкоземельные элементы. Сульфид церия применяется для изготовления специальных тиглей, выдерживающих температуру до 1800 градусов.
Смесь окислов лантаноидов представляет собой великолепный абразивный материал для полировки стекла и называется полиритом. Полирит обладает полирующей способностью в два раза большей, чем даже лучшие из известных ранее подобных материалов. Кроме того, применение полирита значительно увеличивает скорость полировки.
Электротехника, радиотехника, электроника!
И здесь редкоземельные элементы почувствовали себя «как дома». Фториды церия используются для изготовления электродов дуговых ламп и прожекторов. Стоит добавить к нихромовой проволоке бытовых нагревательных приборов совсем немного редкоземельных металлов, как срок ее службы значительно удлиняется. В электронных лампах лантаноиды прекрасные геттеры поглотители газов. Вездесущая окись церия в смеси с окисью титана великолепный диэлектрик, а в сочетании с окисью стронция используется для приготовления новых, так называемых радиокерамических материалов.
Редкоземельные элементы «на хорошем счету» в текстильной и кожевенной промышленности. Соли церия нужны для окраски кожи, как протрава для ализариновых красителей. Соли лантаноидов придают водонепроницаемость текстильным изделиям и техническим тканям и делают их стойкими к воздействию растворов и паров кислот.
Наконец, в сельском хозяйстве соли некоторых редкоземельных элементов применяются для борьбы с вредными насекомыми и как микроудобрения.
Доброе слово о лантаноидах скажут и врачи. Известно много лекарств, содержащих редкоземельные элементы и применяющихся для лечения туберкулеза, экземы, ревматизма. Некоторые редкоземельные соли препятствуют свертыванию крови, что делает их ценными для ее консервации.