稀土文献快报

Nd-Y-Ce-Fe-B 高丰度混合稀土永磁退火过程显微组织和磁性能的演变

领域：磁性材料

题目：

Microstructure and magnetic performance of Nd-YCe-Fe-B sintered magnets after annealing

团队：浙江大学材料科学与工程学院严密教授团队

期刊：Rare Metals（Impact Factor:4.003）2 区

进展：

稀土是我国宝贵的战略资源。稀土永磁Nd-Fe-B 是最主要的稀土应用领域，年消耗我国稀土用量近一半，也是国民经济与国防建设的关键基础材料。使用高丰度稀土Ce、La 和Y 部分取代Nd，制备低成本高性能高丰度稀土永磁，是近年来永磁材料领域的研究热点，对促进我国稀土资源平衡利用具有重要意义。最新研究发现，YCe 共取代是制备高温度稳定性Nd-Y-Ce-Fe-B混合稀土永磁体的有效途径。但是，在烧结磁体制备过程中，不同稀土元素的扩散迁移规律不同，可能会对磁性能产生较大影响。

退火已被广泛认为是改善Nd-Fe-B 磁体微观组织和增强矫顽力的重要途径。然而，在Nd-Y-Ce-Fe-B 磁体中不同稀土元素的扩散行为各异，退火对磁性能的影响更加复杂。本工作通过对比研究烧结态和退火态的50wt%Y-Ce 共取代磁体，发现退火使剩磁从1.17T 提高到1.20T，同时矫顽力从612.9kA·m-1提高到660.7kA·m-1，最大磁能积从242.0kJ·m-3提高到263.5kJ·m-3。研究发现，退火过程中Y/Nd 优先进入RE2Fe14B 主相，而Ce 更易富集于REFe2晶界相。这种元素扩散行为提高了退火态Nd-Y-Ce-Fe-B 磁体的本征磁性能（包括居里温度TC，饱和磁极化强度JS，磁晶各向异性场HA），从而导致剩磁的异常提升。本工作发现稀土元素Nd/Y/Ce 的不同扩散行为会显著影响磁体的内禀和外禀磁性能，为制备高性能2:14:1 型混合稀土永磁提供了新的途径。

在铈基非晶合金中掺杂钇制备出自然条件下自发变色的金属材料

领域：金属材料

题目：

Regulated color-changing metallic glasses

团队：中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心极端条件物理实验室的博士研究生王朋飞（导师孙永昊特聘研究员和白海洋研究员），联合中科院物理研究所、中国科学院大学、钱学森空间技术实验室和杨伊万格利斯达浦金野大学科研人员

期刊：Journal of Alloys and Compounds（impact factor:5.3）2 区

进展：

颜色是商品外观设计的重要属性。彩色的电子产品金属外壳不仅满足了人们的审美需求，也增加了商品的附加价值。电化学沉积是目前广泛应用的金属合金表面着色技术，其颜色来自于由表面氧化层厚度所决定的可见光干涉。因为该氧化层的厚度在产品的使用过程中不会改变，所以这项技术所实现的产品颜色在使用过程中是固定的。本研究发现了一种可以在自然条件下自发改变颜色的金属材料。这种金属材料的表面颜色几乎每周一变。该材料色泽均匀明亮、其表面在磨损后能自行修复重现颜色，且在紫外光下具有荧光效果。这种金属材料的可以自发改变颜色特性来自于该合金在室温条件下持续且不中断的自发氧化。这是一种由稀土元素铈作为主要组元的非晶合金。它由于铈的化学活性所以在室温下有高的氧化速率，由于非晶结构中均匀的缺陷分布，所以避免了如多晶合金中因局域缺陷位置快速氧化所带来的锈斑，使得非晶合金的表面氧化层厚度均匀。研究人员通过在铈基非晶合金中掺杂钇，可以加快该金属材料在自然条件下的变色，实现了对其变色速率的调节。

可激活稀土近红外荧光比率纳米探针

领域：纳米材料

题目：

Activatable Rare Earth Near-Infrared-II Fluorescence Ratiometric Nanoprobes

团队：中国科学技术大学纳米技术与纳米仿生学院

期刊：Nano Lett（impact factor:11.2）1 区

进展：

合理设计高效的镧掺杂降移纳米粒子（DSNPs）引起了人们的广泛关注。然而，由于复杂的能量迁移过程，在多个Ln3+掺杂体系中，能量损失是不可避免的。本研究巧妙地设计了一个高效的NaErF4@NaYF4@NaYF4:10%Nd@NaYF4 DSNP，通过调节NaYF4缓冲层来限制Er3+和Nd3+之间的离子间能量迁移，用最外层NaYF4钝化表面缺陷。在808 nm 激发下，制备的DSNPs 表现出两种强烈的近红外II 荧光发射，Er3+为1525 nm，掺杂Nd3+为1060 nm。此外，将有机染料A1094 偶联到DSNP 表面，通过有效的Förster 共振能量转移来猝灭1060 nm 的发射，同时保留1525nm 的发射，制备了一种新型比例纳米探针NaErF4@NaYF4@NaYF4:10%Nd@NaYF4@A1094。这些可激活的比率纳米探针被用于快速和灵敏的检测过氧亚硝酸盐的体内。

镧系上转换微激光

领域：发光材料

题目：

Lanthanide Upconverted Microlasing:Microlasing Spanning Full Visible Spectrum to Near-Infrared under Low Power，CW Pumping

团队：北京大学化学与分子工程学院，稀土材料化学与应用国家重点实验室

期刊：Small（impact factor:13.3）1 区

进展：

激光的小型化应用在超密集数据存储和生物传感方面，但需要更大的泵浦功率来达到激光阈值，以克服随着谐振腔尺寸的减小而增加的光学损耗。本研究用Yb3+/Tm3+的WGM 模式掺杂上转换纳米粒子（UCNPs）与微腔（≈5 µm）耦合，以实现超低阈值上转换激光在800 nm，激发影响低至4 W cm-2。连续波上转换激光，品质因数的103，可以保持稳定超过6 h。采用相同的WGM腔体设计，获得了从Yb3+/Er3+、Yb3+/Ho3+和Yb3+/Tm3+掺杂的全可见光谱超低阈值上转换微激光器。这些上转换微激光器在低功率CW 980 nm 激光器下工作，将使其在生物传感和成像领域具有广阔的应用前景。

离子吸附稀土尾矿中稀土元素的选择性浸出

领域：稀土回收

题目：

Selective Leaching of Rare Earth Elements from Ion-Adsorption Rare Earth Tailings:A Synergy between CeO2Reduction and Fe/Mn Stabilization

团队：中山大学环境科学与工程学院

期刊：Environ Sci Technol（impact factor:9）1 区

进展：

对稀土元素需求的不断增长推动了从二次资源特别是稀土尾矿中经济有效地回收稀土新策略的发展。从离子吸附稀土尾矿中回收稀土的最大挑战是铈（Ce）的不完全萃取和铁（Fe）、锰（Mn）的浸出。本文创新性地提出了以单质硫（S）为还原剂，将不溶性CeO2转化为可溶性Ce2（SO4）3，将铁锰氧化物转化为惰性FeFe2O4和MnFe2O4尖晶石矿物的还原与稳定协同过程。在400℃焙烧后，97.0%的Ce 在稀硫酸中溶解，Fe 和Mn 的浸出率分别为3.67%和23.3%。热力学分析表明，体系中中间体MnSO4和FeS 间接还原了CeO2。密度泛函理论计算表明，Fe（II）和Mn（II）具有相似的外部电子排布和配位环境，在FeFe2O4的FeO6八面体结构中，Mn（II）比Ce（III）更适合取代Fe（II）。对浸出过程的进一步研究表明，0.5 mol L-1H2SO4的浸出率为97.0%。该研究为从尾矿或二次资源中通过控制矿物相变选择性回收稀土提供了一种有前景的策略。