希土類元素：現代産業に不可欠な触媒
石油が産業の活力源なら、レアアースはそのビタミン剤である。レアアースは、最先端の科学技術や軍事で使用される貴重な戦略資源であり、"新素材の母 "と考えられている。
しかし、"レアアースは土ではない"。レアアースとは金属グループの略称である。レアアース（希土類元素）は18世紀後半から発見されている。科学者たちは、ほぼ3年から5年ごとにレアアースの新しい用途を発見しており、6件に1件の発明がレアアースに依存している。
レアアースは貴重な戦略的資源であり、"産業用MSG "や "新素材の母 "として知られています。レアアース永久磁石、発光材料、水素貯蔵材料、触媒などの機能性材料は、ハイテク産業、先端機器製造、新エネルギー、新興産業に不可欠です。
米国地質調査所の2015年のデータによると、世界のレアアース埋蔵量は約1億3,000万トン（レアアース酸化物（REO）で測定）。うち中国が5500万トン、ブラジルが2200万トン、米国が1300万トン、オーストラリアが210万トン、インドが310万トン、マレーシアが3万トン、その他が4100万トン。
希土類17元素の用途一覧
- ランタンは合金材料や農業用フィルムの主成分である。
- セリウムは自動車ガラス業界をリードする元素である。
- プラセオジムは、セラミック顔料に豊富に使用されている元素である。
- ネオジムは航空宇宙材料の製造に広く使われている。
- プロメチウムは衛星の補助エネルギー源である。
- サマリウムは原子炉で使用される元素である。
- ユーロピウムは、レンズ製造や液晶ディスプレイのスクリーンの成分である。
- ガドリニウムは医療用MRIの造影剤として作用する。
- テルビウムは航空機の翼のレギュレーターに使用されている。
- エルビウムは軍用レーザー距離計に採用されている部品のひとつだ。
- ジスプロシウムは、フィルムや印刷の光源となる元素である。
- ホルミウムは光通信機器の部品である。
- ツリウムは腫瘍の臨床診断と治療を可能にする。
- イッテルビウムはコンピューター・メモリー・デバイスの添加剤である。
- ルテチウムはエネルギー電池技術に使用されている。
- イットリウムは電気配線や航空機の耐荷重部品に使用されている。
- スカンジウムは合金製造によく使われる。
ランタン (La)
ランタン」という元素名は、1839年にスウェーデン人の「モーサンダー」という人物が、セリアに他の元素が含まれていることを発見したときに付けられた。彼はギリシャ語で「隠された」という意味の言葉を借り、この元素を「ランタン」と名付けた。
ランタンは、圧電材料、熱電材料、磁気抵抗材料、発光材料、水素貯蔵材料、光学ガラス、レーザー材料、各種合金材料など、幅広い用途がある。ランタンは、多くの有機化学製品の触媒の調製にも使用される。ランタンはまた、光変換農業用フィルムにも使用されている。科学者たちは、ランタンの農作物への影響から「スーパーカルシウム」と名付けた。
セリウム
「セリウム」は、1803年にドイツ人のクラウスとスウェーデン人のウスペルジッヒとヒルシュナーによって発見され、命名された。この名前は、1801年に発見された小惑星ケレスを記念して付けられた。
(1) セリウムはガラス添加剤として紫外線や赤外線を吸収し、現在では自動車用ガラスに広く使用されている。紫外線を防ぎ、車内の温度を下げるのでエアコンの電力を節約できる。1997年以降、日本のすべての自動車ガラスに酸化セリウムが添加されている。1996年には少なくとも2,000トンの酸化セリウムが自動車ガラスに使用され、アメリカでは約1,000トンが使用された。
(2) セリウムは現在、自動車排ガス浄化触媒に使用されており、大量の自動車排ガスが大気中に排出されるのを効果的に防ぐことができる。この分野での米国の消費量は、レアアース総消費量の3分の1を占める。
(3) 硫化セリウムは環境と人間にとってより安全であり、鉛やカドミウムなどの金属を顔料に置き換えることができる。プラスチックの着色だけでなく、塗料、インク、製紙産業にも適している。現在はフランスのローヌ・プーラン社が市場をリードしている。
(4) Ce：米国が開発した固体レーザー。トリプトファン濃度をモニターすることで生物兵器を検出できるほか、医療にも利用できる。セリウムの用途は幅広く、研磨粉、水素貯蔵材料、熱電材料、セリウムタングステン電極、セラミックコンデンサー、圧電セラミックス、炭化ケイ素セリウム研磨材、燃料電池原料、ガソリン触媒、特定の永久磁石材料、各種合金鋼、非鉄金属など、ほとんどの希土類用途に含まれている。
プラセオジム（Pr）
約160年前、スウェーデン人のモサンダーはランタンから新しい元素を発見した。モサンダーはこの元素の性質がランタンと非常に似ていることを発見し、「プラセオジム-ネオジム」と名付けた。
「プラセオジム・ネオジム」はギリシャ語で「双子」を意味する。それから約40年後の1885年、ガス灯の笠が発明されたとき、オーストリアのウェルスバッハは「プラセオジム-ネオジム」から2つの元素を分離することに成功した。この「双子」は分離され、プラセオジムはその才能を発揮する広い世界を手に入れた。
希土類元素であるプラセオジムは、ガラス、セラミック、磁性材料の主成分である。
(1) 永久磁石の製造に使われる。永久磁石材料の製造に純粋なネオジム金属の代わりに安価なプラセオジム-ネオジム金属を使用することで、酸化防止特性や機械的特性が大幅に向上し、様々な形状の磁石に加工できるようになった。様々な電子機器やモーターに広く使用されている。
(2)石油接触分解はその用途の一つである。Y型ゼオライト分子篩にプラセオジムやネオジムを多く含む物質を添加した石油分解用触媒は、活性、選択性、安定性の面で触媒をより良くすることができ、触媒をより高い触媒性能にすることができる。
(3)プラセオジムは、研磨剤による研磨にも適している。そのほか、プラセオジムは光ファイバーの分野でも使われるようになってきている。プラセオジムの誕生とともに、ネオジムも誕生した。ネオジムの登場は、レアアース分野を活性化し、レアアース分野で重要な役割を果たし、レアアース市場に影響を与えた。
ネオジム（Nd）
ネオジムは、レアアース（希土類）分野でのユニークな位置づけにより、長年にわたり市場で話題となっている。金属ネオジムの最大のユーザーはネオジム永久磁石材料である。NdFeB永久磁石の登場は、レアアース・ハイテク分野に新たな息吹を与え、新たなエネルギーももたらした。今日、「永久磁石の王様」として知られるネオジム磁石は、高い磁気エネルギー密度を持つ。
プロメチウム（Pm）
1947年、マリンスキー（J.A.Marinsky）、グレンデニン（L.E.Glendenin）、コーレル（C.E.Coryell）は、原子炉の使用済みウラン燃料から61番元素の分離に成功し、ギリシャ神話の神プロメテウスにちなんでプロメチウムと命名した。プロメチウムは原子炉によって生成される人工放射性元素である。
(1) 熱源として使用できる。真空探知機や人工衛星の補助エネルギーとなる。
(2) Pm147は低エネルギーのベータ線を放出し、プロメチウム電池を作る。ミサイル誘導装置や時計の電源として使われる。このタイプの電池は小型で、数年間使い続けることができる。プロメチウムは、携帯用X線装置、蛍光体の調製、厚さ測定、航行灯などにも使用される。
サマリウム（Sm）
1879年、ボワボドランはイットリウム-コロンバイトから得られる「プラセオジム-ネオジム」から新しい希土類元素を発見し、その鉱石にちなんでサマリウムと名付けた。
サマリウムは淡黄色で、サマリウム・コバルト永久磁石の原料であり、工業的に使用される最も初期の希土類磁石である。この永久磁石には、SmCo5シリーズとSm2Co17シリーズの2種類がある。SmCo5シリーズは1970年代初頭に発明され、その後Sm2Co17シリーズが発明された。現在は後者の需要が主流である。サマリウム・コバルト磁石に使われる酸化サマリウムの純度はそれほど高くなくてもよく、コスト面から95%程度のものが主に使われている。酸化サマリウムはセラミックコンデンサーや触媒にも使われている。さらに、サマリウムは核分裂の性質を持ち、原子炉の構造材、遮蔽材、制御材として使用され、核分裂によって発生する膨大なエネルギーを安全に利用することができる。
ユーロピウム（Eu）
1901年、ウジェーヌ＝アントワーヌ・ドゥマルケイはサマリウムに由来する新元素を発見し、それをユーロピウムと呼んだ。この名前はおそらく「ヨーロッパ」に由来する。酸化ユーロピウムは蛍光体の主成分である。Eu3+は赤色蛍光体の付活剤として働き、Eu2+は青色蛍光体の原料となる。Eu3+は赤色蛍光体の賦活剤として使用され、Eu2+は青色蛍光体に使用される。現在、Y2O2S：Eu3+は、発光効率、塗布安定性、リサイクルコストの点で最良の蛍光体である。発光効率やコントラストを向上させる技術の向上も相まって、広く応用されるようになってきている。近年、酸化ユーロピウムは新しいX線医療診断システムの誘導放出蛍光体としても使用されている。酸化ユーロピウムはまた、カラーレンズや光学フィルターの製造、気泡貯蔵装置、原子炉の制御、遮蔽、構造材料としても使用されている。
ガドリニウム（Gd）。1880年、スイスのG.ド・マリニャックは「サマリウム」を2つの元素に分離し、そのうちの1つはソリットによってサマリウムであることが確認され、もう1つはボワボーレの研究によって確認された。1886年、マリニャックはイットリウムの発見者であり、レアアース研究の先駆者であるオランダの化学者ガドリンに敬意を表して、この新元素をガドリニウムと名付けた。ガドリニウムは、現代の技術革新において重要な役割を果たすだろう。その主な用途は以下の通りである：
(1)その水溶性常磁性錯体は、医療における人体の核磁気共鳴（NMR）イメージング信号を改善することができる。
(2) その硫黄酸化物は、特殊な輝度を持つオシロスコープや蛍光X線スクリーンのマトリックスグリッドとして使用できる。
(3) ガドリニウム・ガリウム・ガーネット中のガドリニウムは、バブル・メモリ・ストレージの理想的な単一基板である。
(4）カモットサイクルの制限がない場合、固体磁気冷凍媒体として使用できる。
(5)核反応の安全性を確保するため、原子力発電所の連鎖反応レベルを制御する抑制剤として使用される。
(6)サマリウム・コバルト磁石の添加剤として使用され、温度による性能変化がないようにする。
ガドリニウム（Gd）
1880年、スイスのG.ド・マリニャックは「サマリウム」を2つの元素に分離し、そのうちの1つはソリットによってサマリウムであることが確認され、もう1つはボワボーレの研究によって確認された。1886年、マリニャックはイットリウムの発見者であり、レアアース研究の先駆者であるオランダの化学者ガドリンに敬意を表して、この新元素をガドリニウムと名付けた。ガドリニウムは、現代の技術革新において重要な役割を果たすだろう。
主な用途は以下の通り：
(1)その水溶性常磁性錯体は、医療における人体の核磁気共鳴（NMR）イメージング信号を改善することができる。
(2) その硫黄酸化物は、特殊な輝度を持つオシロスコープや蛍光X線スクリーンのマトリックスグリッドとして使用できる。
(3) ガドリニウム・ガリウム・ガーネット中のガドリニウムは、バブル・メモリ・ストレージの理想的な単一基板である。
(4）カモットサイクルの制限がない場合、固体磁気冷凍媒体として使用できる。
(5)核反応の安全性を確保するため、原子力発電所の連鎖反応レベルを制御する抑制剤として使用される。
(6)サマリウム・コバルト磁石の添加剤として使用され、温度による性能変化がないようにする。
テルビウム（Tb）
スウェーデンのカール・G・モーサンダーがテルビウムを発見したのは1843年で、イットリウム土の研究によるものだった。テルビウムの主な応用分野はハイテク産業である。技術革新を目前にした、技術集約的で知識集約的なプロジェクトである。
主な応用分野は以下の通り：
(1) 3色蛍光体の緑色粉末の賦活剤として使用される蛍光体。テルビウム賦活リン酸塩母体、テルビウム賦活ケイ酸塩母体、テルビウム賦活セリウムマグネシウムアルミネート母体などがあり、いずれも励起状態で緑色に発光する。
(2) ここ数年で、テルビウム系光磁気材料は大規模生産の段階に達した。Tb-Feアモルファス薄膜ベースの光磁気ディスクは現在、コンピュータの記憶媒体として利用されており、記憶容量は10-15倍に向上している。
(3) 磁気光学ガラス。テルビウムを含むファラデー回転子ガラスは、回転子、アイソレータ、サーキュレータを製造するための重要な材料であり、レーザー技術に広く使用されている。特に、磁歪合金テルビウム-ジスプロシウム鉄（TerFenol）の開発により、テルビウムの新たな用途が開拓された。1970年代に発見されたテルフェノールは、テルビウムとジスプロシウムを半分ずつ、場合によってはホルミウムを加えたもので、残りは鉄である。米国アイオワ州のエイムズ研究所で最初に開発されたテルフェノールは、磁場にさらされると一般的な磁性材料よりも大きな寸法変化を示す。この変化により、精密な機械的運動が可能になる。テルフェノールは、当初は主にソナーに利用されていたが、現在では、燃料噴射システム、液体バルブ制御、マイクロポジショニング、航空機や宇宙望遠鏡の機械的アクチュエーター、機構、翼のアジャスターなど、さまざまな技術分野で幅広く利用されている。
ジスプロシウム（Dy）
1886年、フランスのボワボーデはホルミウムを2つの元素に分離することに成功した。一方は現在でもホルミウムと呼ばれ、もう一方はホルミウムから「入手が困難」であることからジスプロシウムと名付けられた。ジスプロシウムは現在、多くのハイテク分野でますます重要な役割を果たしている。
ジスプロシウムの主な用途は以下の通り：
(1) NdFeB永久磁石の添加剤として。ジスプロシウムを2%～3%程度添加すると、保磁力を高めることができる。以前はジスプロシウムの需要は多くなかったが、NdFeB磁石の需要増加に伴い、添加元素として必要になってきた。グレードは95%～99.9%程度が必要で、需要も急増している。
(2) ジスプロシウムは蛍光体賦活剤として使用される。3価のジスプロシウムは、単一発光中心の3色発光材料の活性化イオンとして有望である。主に黄色発光と青色発光の2つの発光帯からなる。ジスプロシウムをドープした発光材料は、三原色蛍光体として使用することができる。
(3) ジスプロシウムは、巨大磁歪合金テルビウム・ジスプロシウム・鉄（Terfenol）合金の調製に不可欠な金属原料であり、いくつかの機械システムの精密な動きを可能にする。
(4) ジスプロシウム金属は、高い記録速度と読み取り感度を持つ光磁気記憶材料として使用できる。
(5) ジスプロシウムランプの調製に使用される。ヨウ化ジスプロシウムランプに使用される作用物質はヨウ化ジスプロシウムである。このランプは、高輝度、良好な色、高い色温度、小型、安定したアークという長所がある。映画や印刷などの照明として使用されている。
(6)ジスプロシウムは中性子捕獲断面積が大きいという特徴があるため、原子力産業では中性子エネルギースペクトルの測定や中性子吸収体として利用されている。
ホルミウム（Ho）
19世紀後半になると、スペクトル分析の発見や周期表の発表に加え、希土類元素の電気化学的分離技術の進歩により、新たな希土類元素の発見がさらに促進された。1879年、スウェーデンの化学者スヴァンテ・クリフがホルミウムという元素を発見し、スウェーデンの首都ストックホルムにちなんでホルミウムと名付けた。
ホルミウムの応用分野はまだまだ発展が必要で、使用量もそれほど多くない。最近、包頭鋼鉄レアアース研究所は高温高真空蒸留精製技術を使って、非レアアースの不純物が非常に少ない高純度金属ホルミウム（Ho/ΣRE>99.9%）を開発した。
現在のホルミウムの主な用途は以下の通りである：
(1) メタルハライドランプの添加剤として使用されていた。メタルハライドランプとは、高圧水銀ランプをベースとしたガス放電ランプを指す。その特徴は、電球の中にさまざまな希土類ハロゲン化物が充填されていることである。現在、主に希土類ヨウ化物が使用されており、ガス放電時に様々なスペクトル線色を発する。ホルミウムランプの光源はヨウ化ホルミウムであり、アークゾーンに金属原子を高濃度で発生させることができるため、放射効率が大幅に向上する。
(2) ホルミウムは、イットリウム鉄またはイットリウム・アルミニウム・ガーネットの添加剤として利用できる元素である。
(3）ホルミウム添加イットリウム・アルミニウム・ガーネット（YAG）は、波長2μmのレーザー光を発生できる材料である。人間の組織は2μmのレーザー光に対して非常に高い吸収効率を持っており、HD：YAGよりも3桁近く高い。仮にHo:YAGレーザーを医療手術に使用するとしよう。ホルミウム結晶から生成されるホルミウムフリーのビームは、熱をあまり発生させることなく脂肪を取り除くことができるため、健康な組織への熱損傷を最小限に抑えることが可能である。
(4) 極めて少量のホルミウムを磁歪合金Terfenol-Dに添加することで、合金の飽和磁化に対応するのに必要な外部磁場を下げることができる。
(5)ホルミウム添加光ファイバーは、光ファイバーレーザー、光ファイバー増幅器、光ファイバーセンサー、光通信デバイスなどの様々な光電子部品の製造に適しており、今日の急成長する光ファイバー通信においてより重要な役割を果たす。
エルビウム（Er）
1843年、スウェーデンの科学者モーサンダーがエルビウムという元素を発見した。エルビウムの光学特性は非常に優れており、常に人々の関心を集めてきた：
(1)波長1550nmのEr3+の発光は、光ファイバー通信において光ファイバーの損失が最も小さくなる波長であるため、特別な意味を持つ。波長980nmと1480nmの光で励起されたエルビウムイオン（Er3+）は、基底状態4I15/2から高エネルギー状態4I13/2に遷移する。高エネルギー状態のEr3+が基底状態に遷移すると、波長1550nmの光を放出する。石英光ファイバーは様々な波長の光を伝送できるが、波長によって光の減衰率が異なる。1550nm帯の光は、石英光ファイバーで伝送した場合、光の減衰率が最も小さく（0.15dB/km）、減衰率のほぼ下限である。
(2) さらに、エルビウム添加レーザー結晶とその出力1730nmと1550nmのレーザーは、人間の目に安全で、良好な大気透過性能を持ち、戦場の煙を透過する強力な能力を持ち、機密性が高く、敵に発見されにくく、軍事目標を照らすときのコントラストが高い。軍事用として、人の目に安全なポータブルレーザー距離計になりました。
(3)Er3+をガラスに添加して希土類ガラス材料を作ることができ、これは現在、最大の出力パルスエネルギーと高出力を持つ固体レーザー材料である。
(4) Er3+は、希土類アップコンバージョンレーザー材料の活性イオンとしても使用できる。
(5) エルビウムは、眼鏡レンズ、ガラス、結晶化ガラスの脱色や着色にも使用できる。
ツリウム (Tm)
トゥリウムは1879年にスウェーデンのクライブによって発見され、スカンディナヴィアの旧称トゥーレにちなんで命名された。
ツリウムの主な用途は以下の通りである：(1) 携帯型医療用X線装置の放射線源として使用される。原子炉で照射すると、X線を放出する同位体が生成される。携帯用血液照射器にも使用できる。この照射器は、高圧中性子線の作用でツリウム-169をツリウム-170に変換し、X線を放射して血液を照射し、白血球の数を減らすことができる。この白血球が臓器移植拒絶反応の原因となるため、早期の臓器拒絶反応を抑えることができる。
(2) ツリウムは腫瘍組織に対して高い造血親和性を示すため、新生物の診断と治療に臨床的に使用される可能性がある。重希土類は軽希土類よりも高い親和性を持っており、ツリウムは最も高い親和性を持つリストのトップにある。
(3) ツリウムは活性剤LaOBr：Br（青色）としてX線増感スクリーンに使用される蛍光体に使用され、光学感度を向上させることにより、X線による人体への被ばくと害を低減する。従来のタングステン酸カルシウム増感体に比べ、X線量を50%低減することが可能であり、医療用途において重要な実用的意義を有する。
(4) ツリウムは、メタルハライドランプのような新しい光源の添加剤としても使用できる。
(5)Tm3+をガラスに添加することで、希土類ガラスレーザー材料を作ることができ、現在、最大の出力パルス体積と高出力を持つ固体レーザー材料である。Tm3+は、希土類アップコンバージョンレーザー材料の活性化イオンにもなる。
イッテルビウム（Yb）
ジャン・シャルルとG.ド・マリニャックは、1878年に新しい希土類元素「エルビウム」を発見し、後にイッテルビーにちなんでイッテルビウムと名付けられた。
イッテルビウムの主な用途は以下の通り：
(1) 遮熱コーティング材として。イッテルビウムは、電気めっき亜鉛層の耐食性を向上させるのに非常に有効であり、イッテルビウムを添加した皮膜は、無添加の皮膜に比べて粒子が細かく、均一で緻密な皮膜となる。
(2)は磁歪材料である。この材料は、超磁歪、すなわち磁場中で膨張する性質を持つ。イッテルビウム／フェライト合金とジスプロシウム／フェライト合金を主成分とし、超磁歪を発現させるために一定割合のマンガンが添加されている。
(3) 圧力測定にはイッテルビウム素子を用いる。イッテルビウム素子が校正された圧力範囲内で高い感度を持つことが実験によって示され、同時にイッテルビウムを圧力測定に応用する新しい道が開かれた。
(4)臼歯部窩洞のレジン系充填物。これまで一般的に使用されていた銀・水銀合金に代わるもの。
(5) 日本の研究者は、イッテルビウムをドープしたガドリニウム・ガリウム・ガーネット埋め込み回路導波路レーザーの調製を完了しており、これはレーザー技術のさらなる発展にとって大きな意義がある。さらに、イッテルビウムは蛍光体賦活剤、ラジオセラミックス、コンピューターメモリー素子（バブル）添加剤、グラスファイバーフラックス、光学ガラス添加剤としても使用されている。
ルテチウム（Lu）
1907 ウエルスバッハとウルバンがそれぞれ別の分離方法を用いて「イッテルビウム」から新元素を研究・発見。ウエルスバッハはこの元素をCp（カシオペウム）と名付け、ウルバンはパリの古い地名LutetiaからLu（ルテチウム）と名付けた。その後、CpとLuが同じ元素であることが発見され、総称してルテチウムと呼ばれるようになった。
(1) 特殊合金の製造。例えば、中性子放射化分析はルテチウム-アルミニウム合金で行うことができる。
(2) 安定ルテチウム核種は、石油分解、アルキル化、水素化、重合反応を触媒する。
(3) イットリウム鉄またはアルミニウム・ガーネットに元素を添加し、特定の特性を向上させること。
(4) 磁気バブル貯蔵の原材料。
(5) 複合機能性結晶であるルテチウムドープ四ホウ酸アルミニウム（イットリウム-ネオジム）は、塩溶液冷却結晶成長の技術分野に属する。ルテチウムをドープしたNYAB結晶は、NYAB結晶よりも光学的均一性とレーザー性能において優れていることが実験で示されている。
(6)ルテチウムは、エレクトロクロミック・ディスプレイや低次元分子半導体に利用できる可能性があることが、海外の関連部局の研究によって判明している。
さらに、ルテチウムはエネルギー電池技術や蛍光体の活性剤としても使用されている。
イットリウム（Y）
1788年、スウェーデンの軍人であり、アマチュアの化学者、鉱物学者、鉱石収集家であったカール・アレニウスは、ストックホルム湾郊外のイッテルビー村でアスファルトや石炭のような黒い鉱物を発見した。彼はこれを地元の地名にちなんでイッテルバイトと名付けた。1794年、フィンランドの化学者ヨハン・ガドリンがイッテルビウムのサンプルを分析した。彼は、ベリリウム、ケイ素、鉄の酸化物の他に、"新しい土 "と呼ばれる未知の元素の38%酸化物が含まれていることを発見した。1797年、スウェーデンの化学者Anders Gustaf Ekebergがこの「新しい土」を確認し、イットリア（酸化イットリウム）と名付けた。
(1) 鋼および非鉄合金用の添加剤。FeCr合金は通常0.5-4%イットリウムを含み、これらのステンレス鋼の耐酸化性と延性を向上させることができる。MB26合金に適量のイットリウムリッチ混合希土類を添加すると、合金の総合性能が著しく向上し、航空機の耐荷重部品として使用するために、一部の中強度アルミニウム合金の代替が可能である。Al-Zr合金に少量のイットリウムリッチ希土類を添加すると、導電性が向上する。ほとんどの国内ワイヤー工場はこの合金を採用している。銅合金にイットリウムを添加すると、導電性と機械的強度の両方が向上する。
(2)6%イットリウムと2%アルミニウムを含む窒化ケイ素セラミック材料を用いてエンジン部品を開発することができる。
(3) 400ワットのネオジムイットリウムアルミニウムガーネットレーザービームを使用して、大型部品の穴あけ、切断、溶接などの機械加工を行う。
(4)Y-Alガーネット単結晶からなる電子顕微鏡用蛍光スクリーンは、蛍光輝度が高く、散乱光の吸収が少なく、高温や機械的摩耗に対する耐性に優れている。
(5) 90%イットリウムまでのイットリウムを含む高イットリウム構造合金は、低密度と高融点が要求される航空機やその他の用途に使用できる。
(6) 現在注目されているイットリウム添加 SrZrO3 高温プロトン伝導性材料は、高い水素溶解度を必要とする燃料電 池、電解槽、ガスセンサーなどの製造に大きな意義がある。さらに、イットリウムは、高温耐性のある溶射材料、原子炉燃料の希釈剤、永久磁石材料の添加剤、電子工業におけるゲッターとしても使用されている。
スカンジウム（Sc）
1879年 スウェーデンの化学教授L.F.ニルソン（1840-1899）とP.T.クリーブ（1840-1905）が、希少鉱物であるガドリナイトとシルバタイトから新元素を発見。彼らはこの元素を「スカンジウム」と名付け、メンデレーエフが予言した「ホウ素に似た」元素とした。彼らの発見は、周期表の妥当性とメンデレーエフの先見性をさらに確かなものにした。
イットリウムやランタノイドに比べ、スカンジウムのイオン半径ははるかに小さく、その水酸化物はアルカリ性に非常に弱い。そのため、スカンジウムと希土類元素を混合し、アンモニア（または非常に希薄なアルカリ）で処理すると、スカンジウムが先に沈殿する。そのため、「分別沈殿」法を用いて、希土類元素から比較的容易に分離することができる。もう一つの方法は、硝酸塩の分極分解を利用して分離する方法である。硝酸スカンジウムは最も分解しやすいため、分離の目的を達成することができる。スカンジウム金属は電気分解によって得ることができる。
冶金用スカンジウムを処理する場合、SCl3、KCl、LiClの3つの物質を混合し、溶融亜鉛を陰極として電解する。亜鉛電極上にスカンジウムが析出し、亜鉛が蒸発することで金属スカンジウムだけが残る。
さらに、スカンジウムは、ウラン、トリウム、ランタニド元素を得るための鉱石処理中に回収するのが非常に簡単である。
ウラン、トリウム、ランタニド元素だけでなく、スカンジウムの重要な供給源とされるタングステンやスズの鉱石から、関連するスカンジウムを回収することもある。スカンジウムは化合物中ではほとんどが3価の状態であり、空気中の酸素によってSc2O3の形で非常に酸化されやすく、金属の光沢は消え、色は濃い灰色に変化する。
そのほか、スカンジウムの主な用途は以下の通り：
(1) スカンジウムは熱水と反応して水素を放出し、酸にも溶けやすい。強い還元剤である。
(2) スカンジウムの酸化物および水酸化物はアルカリ性であるが、その塩灰分は水にほとんど溶けない。塩化スカンジウムは白色の結晶で水に溶けやすく、空気中で潮解する。
(3)冶金産業では、スカンジウムは合金の強度、硬度、耐熱性、性能を向上させるために、合金を作る際によく使われる（合金添加剤）。例えば、溶けた鉄に少量のスカンジウムを加えると、鋳鉄の特性を著しく向上させることができ、アルミニウムに少量のスカンジウムを加えると、その強度と耐熱性を向上させることができる。
(4) スカンジウムは、半導体産業で数多くの用途を見出す元素である。その一例として、亜硫酸スカンジウムの半導体への利用が挙げられ、これは様々な国の間で非常にポピュラーなものとなっている。これ以外にも、スカンジウムを含むフェライトは、今でもコンピュータのコアとして有望視されている。
(5) 化学工業では、スカンジウム化合物はアルコール脱水素剤や脱水剤、エチレン製造や廃塩酸を利用した塩素製造の効率的な触媒として使用されている。
(6) ガラス産業では、スカンジウムを含む特殊なガラスを製造することができる。
(7)電灯産業では、スカンジウムとナトリウムからなるスカンジウム・ナトリウムランプは、効率が高く、光色が明るいという利点がある。
(8) スカンジウムは45Scの形で自然界に存在する。さらに、スカンジウムには40-44Scと46-49Scという9つの放射性同位元素がある。このうち46Scは化学工業、冶金学、海洋学でトレーサーとして利用されている。
私は磁石に関するポピュラー・サイエンスの執筆に専念している。私の記事は主に、磁石の原理、応用、業界の逸話に焦点を当てています。読者の皆様に価値ある情報を提供し、磁石の魅力や意義をより深く理解していただくことが目標です。同時に、磁石にまつわる皆さんのご意見もお待ちしています。磁石の無限の可能性を一緒に探っていきましょう！
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