Le terre rare: cosa sono e perché sono importanti

Si parla spesso delle terre rare e di quanto queste siano essenziali per l’economia moderna e per lo sviluppo tecnologico. Però si parla sempre in modo collettivo, senza disinguerle e senza spiegare quale sia la funzione di ciascuna di essere. Ora tentiamo di darvi un’idea del loro nome e della loro precipua funzione.

Le terre rare sono un gruppo di 17 elementi chimici che hanno proprietà magnetiche, ottiche ed elettroniche molto utili per diverse applicazioni tecnologiche. Il loro nome deriva dal fatto che sono difficili da trovare in alte concentrazioni nei minerali, e non perché siano scarse nella crosta terrestre. Le terre rare si dividono in leggere, medie e pesanti a seconda del loro numero atomico e delle loro caratteristiche chimiche.

Ecco un elenco delle principali terre rare e dei loro usi più comuni:

• Scandio (Sc): usato come legante per le leghe di alluminio, titanio e magnesio, per migliorarne le proprietà meccaniche e la resistenza alla corrosione. Usato anche in alcuni tipi di lampade a scarica e in materiali ceramici.
• Ittrio (Y): usato come additivo per i magneti permanenti a base di neodimio-ferro-boro, per aumentarne la coercività e la stabilità termica. Usato anche nei fosfori per i tubi catodici, i LED e i laser, e nelle ceramiche superconduttrici.
• Lantanio (La): usato nelle batterie al nichel-idruro-metallico (NiMH), nei catalizzatori per i convertitori catalitici delle auto, nei vetri ottici e nelle lenti per fotocamere e telescopi.
• Cerio (Ce): usato nei catalizzatori per il cracking fluido nella raffinazione del petrolio, nei vetri ottici e nelle lenti per ridurre le aberrazioni cromatiche, nei fosfori per le lampade fluorescenti e i LED, nei magneti permanenti e nelle batterie al litio.
• Praseodimio (Pr): usato nei magneti permanenti a base di neodimio-ferro-boro, per migliorarne le proprietà magnetiche e la resistenza alla corrosione. Usato anche nei vetri ottici colorati, nei pigmenti ceramici e nei laser al fluoro.
• Neodimio (Nd): usato nei magneti permanenti a base di neodimio-ferro-boro, che sono i più potenti al mondo e trovano impiego in molte applicazioni come le auto elettriche e ibride, le turbine eoliche, le cuffie, gli altoparlanti, i dischi rigidi, i motori elettrici e i generatori. Usato anche nei vetri ottici colorati, nei pigmenti ceramici e nei laser al fluoro.
• Promezio (Pm): usato principalmente come sorgente radioattiva per le batterie nucleari, che forniscono energia a lunga durata per i satelliti artificiali, i sonde spaziali e i pacemaker. Usato anche nei fosfori per i display a cristalli liquidi (LCD) e in alcuni tipi di laser.
• Samario (Sm): usato nei magneti permanenti a base di samario-cobalto, che hanno una elevata resistenza alle alte temperature e alle radiazioni. Usato anche nei fosfori per i tubi catodici, i LED e i laser, nelle ceramiche piezoelettriche e nei materiali magnetocalorici.
• Europio (Eu): usato nei fosfori per i tubi catodici, i LED e i laser, in particolare per produrre la luce rossa. Usato anche nei vetri ottici colorati, nei pigmenti ceramici e nei materiali magnetocalorici.
• Gadolinio (Gd): usato come agente di contrasto nella risonanza magnetica nucleare (RMN), per migliorare la qualità delle immagini mediche. Usato anche nei fosfori per i tubi catodici, i LED e i laser, nelle ceramiche superconduttrici e nei materiali magnetocalorici.
• Terbio (Tb): usato nei fosfori per i tubi catodici, i LED e i laser, in particolare per produrre la luce verde. Usato anche nei magneti permanenti a base di neodimio-ferro-boro, per aumentarne la coercività e la stabilità termica. Usato anche nei materiali magnetocalorici e nei dispositivi di memoria magnetoresistivi.
• Disprosio (Dy): usato nei magneti permanenti a base di neodimio-ferro-boro, per aumentarne la coercività e la stabilità termica, soprattutto a temperature elevate. Usato anche nei fosfori per i tubi catodici, i LED e i laser, e nei materiali magnetocalorici.
• Olmio (Ho): usato nei fosfori per i tubi catodici, i LED e i laser, in particolare per produrre la luce gialla. Usato anche nei magneti permanenti a base di neodimio-ferro-boro, per aumentarne la coercività e la stabilità termica. Usato anche nei materiali magnetocalorici e nei dispositivi di memoria magnetoresistivi.
• Erbio (Er): usato nei fosfori per i tubi catodici, i LED e i laser, in particolare per produrre la luce infrarossa. Usato anche nelle fibre ottiche, per amplificare il segnale luminoso nelle telecomunicazioni. Usato anche nei vetri ottici colorati, nei pigmenti ceramici e nei materiali magnetocalorici.
• Tulio (Tm): usato nei fosfori per i tubi catodici, i LED e i laser, in particolare per produrre la luce blu. Usato anche nelle fibre ottiche, per amplificare il segnale luminoso nelle telecomunicazioni. Usato anche nei vetri ottici colorati, nei pigmenti ceramici e nei materiali magnetocalorici.
• Itterbio (Yb): usato nei fosfori per i tubi catodici, i LED e i laser, in particolare per produrre la luce ultravioletta. Usato anche nelle fibre ottiche, per amplificare il segnale luminoso nelle telecomunicazioni. Usato anche nei vetri ottici colorati, nei pigmenti ceramici e nelle ceramiche superconduttrici.
• Lutezio (Lu): usato come agente di contrasto nella risonanza magnetica nucleare (RMN), per migliorare la qualità delle immagini mediche. Usato anche nei fosfori per i tubi catodici, i LED e i laser, e nei vetri ottici colorati.

Questo elenco non è esaustivo, ma fornisce una panoramica delle principali terre rare e dei loro usi più diffusi. Per approfondire l’argomento si possono consultare le seguenti fonti: