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神奇的稀土
查字典地理網(wǎng) 來源|2017-04-25 發(fā)表|教學分類:地理科普

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稀土就是化學元素周期表中鑭系元素鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、钷(Pm)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)、镥(Lu),以及與鑭系的15個元素密切相關的兩個元素鈧(Sc)和釔(Y)共17種元素,稱為稀土元素(RareEarth)。簡稱稀土(RE或R)

鑭、鈰、鐠、釹、釔等17種稀土元素由于原子結(jié)構(gòu)特殊,電子能級異常豐富,具有許多優(yōu)異的光、電、磁、核等特性,加之化學性質(zhì)十分活潑,能與其它元素組成品類繁多、功能千變?nèi)f化、用途各異的新型材料,被稱作為現(xiàn)代工業(yè)的維生素和神奇的新材料寶庫。

稀土已廣泛應用于冶金、機械、石油、化工、玻璃、陶瓷、紡織、皮革、農(nóng)牧養(yǎng)殖等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)領域,可以顯著改善產(chǎn)品性能和增加產(chǎn)量。作為改性添加元素在鋼鐵和有色金屬中加入千分之幾甚至萬分之幾的稀土就能明顯改善金屬材料性能。稀土可以提高鋼材的強度、耐磨性和抗腐蝕性能。稀土球墨鑄鐵管比普通鑄鐵管強度高5~6倍。由于我國鋁錠含硅量高,用其生產(chǎn)的鋁導線導電率長期以來不符合國際標準,加入稀土生產(chǎn)的稀土鋁導線,不但導電北達到了國際標準,導電性能還提高2~4%,強度提高20%,抗腐蝕性能提高近一倍,已成功用于50萬伏超高壓輸電線。稀土分子篩催化劑用于石油加工的催化裂化,可使汽油產(chǎn)出率提高5%,提高裝置裂化能力30%。稀土植物助長劑用于農(nóng)業(yè),可使糧食作物平均增產(chǎn)7%,油料作物平均增產(chǎn)10%,瓜果蔬菜增產(chǎn)10%~20%,還能使含糖作物的含糖量明顯提高,并能增強農(nóng)作物的抗逆性(抗災病能力)。

稀土作為基體元素能制造出具有特殊光電磁性能的多種功能材料,如稀土永磁材料、熒光發(fā)光材料、貯氫蓄能材料、催化劑材料、激光材料、超導材料、光導材料、功能陶瓷材料、生物工程材料和半導體材料等等,它們都是發(fā)展電子信息產(chǎn)業(yè),開發(fā)新能源,環(huán)保和國防尖端技術等方面不可缺少的新材料。稀土永磁材料釹鐵硼是當今磁性能最強的永磁材料,被稱作一代磁王,已廣泛用于各種電動機、發(fā)電機、音響設備、儀器儀表、核磁共振成像儀和航天航空通訊等方面。稀土永磁材料用于電機,可使設備小型化和輕型化,同等功率的電機體積和重量可減少30%以上。用稀土永磁同步電機代替工業(yè)上耗能最多的異步電機,節(jié)電率達12~15%。稀土是制造高效節(jié)能電光源不可缺少的材料。用稀土三基色熒光燈代替普通白熾燈,節(jié)電北高達80%。稀土金屬鹵化物燈已被大量用于城市廣場、體育場館和高層建筑的美化泛光照明。這些新型電光源不但節(jié)能效果明顯,而且大大提高了照明質(zhì)量,生產(chǎn)過程減少了污染,被看作綠色照明。彩色電視也正是由于采用了稀土熒光燈才使其畫面色彩純正,能逼真地再現(xiàn)出五光十色的大千世界。稀土鎳氫可充電,電池作為無污染綠色電池,已廣泛用于移動電話、電腦筆記本、電動工具等方面。各種稀土功能材料在航天、航空和國防尖端技術中,如雷達、偵察衛(wèi)星、激光制導和自動指揮系統(tǒng)等方面都獲得了廣泛應用。

事實表明,一個國家的稀土開發(fā)應用水平,尤其是在高新技術領域中應用,與其工業(yè)技術發(fā)達程度成正比。美國的稀土用量一直居世界第一位。日本、英國、法國、德國等工業(yè)發(fā)達國家都缺乏稀土資源,但它們稀土用量都很大并擁有世界一流的稀土應用技術。這些國家都把稀土看作是對本國經(jīng)濟和技術發(fā)展有著至關重要作用的戰(zhàn)略元素。美國認定的35個戰(zhàn)略元素和日本選定的26個高技術元素中,都包括了全部稀土元素。

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