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神奇的稀土

来源:窦学宏 关树黔 日期:2009-01-20 加入收藏

  镧、铈、镨、钕、钇等17种稀土元素由于原子结构特殊,电子能级异常丰富,具有许多优异的光、电、磁、核等特性,加之化学性质十分活泼,能与其它元素组成品类繁多、功能千变万化、用途各异的新型材料,被称作为“现代工业的维生素”和神奇的“新材料宝库”。

  稀土已广泛应用于冶金、机械、石油、化工、玻璃、陶瓷、纺织、皮革、农牧养殖等传统产业领域,可以显著改善产品性能和增加产量。作为改性添加元素在钢铁和有色金属中加入千分之几甚至万分之几的稀土就能明显改善金属材料性能。稀土可以提高钢材的强度、耐磨性和抗腐蚀性能。 稀土球墨铸铁管比普通铸铁管强度高5~6倍。由于我国铝锭含硅量高,用其生产的铝导线导电率长期以来不符合国际标准,加入稀土生产的稀土铝导线,不但导电北达到了国际标准,导电性能还提高2~4%,强度提高20%,抗腐蚀性能提高近一倍,已成功用于50万伏超高压输电线。稀土分子筛催化剂用于石油加工的催化裂化,可使汽油产出率提高5%,提高装置裂化能力30%。稀土植物助长剂用于农业,可使粮食作物平均增产7%,油料作物平均增产10%,瓜果蔬菜增产10%~20%,还能使含糖作物的含糖量明显提高,并能增强农作物的抗逆性(抗灾病能力)。

  稀土作为基体元素能制造出具有特殊“光电磁”性能的多种功能材料,如稀土永磁材料、荧光发光材料、贮氢蓄能材料、催化剂材料、激光材料、超导材料、光导材料、功能陶瓷材料、生物工程材料和半导体材料等等,它们都是发展电子信息产业,开发新能源,环保和国防尖端技术等方面不可缺少的新材料。稀土永磁材料钕铁硼是当今磁性能最强的永磁材料,被称作“一代磁王”,已广泛用于各种电动机、发电机、音响设备、仪器仪表、核磁共振成像仪和航天航空通讯等方面。稀土永磁材料用于电机,可使设备小型化和轻型化,同等功率的电机体积和重量可减少30%以上。用稀土永磁同步电机代替工业上耗能最多的异步电机,节电率达12~15%。稀土是制造高效节能电光源不可缺少的材料。用稀土三基色荧光灯代替普通白炽灯,节电北高达80%。稀土金属卤化物灯已被大量用于城市广场、体育场馆和高层建筑的美化泛光照明。这些新型电光源不但节能效果明显,而且大大提高了照明质量,生产过程减少了污染,被看作“绿色照明”。彩色电视也正是由于采用了稀土荧光灯才使其画面色彩纯正,能逼真地再现出五光十色的大千世界。稀土镍氢可充电,电池作为无污染绿色电池,已广泛用于移动电话、电脑笔记本、电动工具等方面。各种稀土功能材料在航天、航空和国防尖端技术中,如雷达、侦察卫星、激光制导和自动指挥系统等方面都获得了广泛应用。

  事实表明,一个国家的稀土开发应用水平,尤其是在高新技术领域中应用,与其工业技术发达程度成正比。美国的稀土用量一直居世界第一位。日本、英国、法国、德国等工业发达国家都缺乏稀土资源,但它们稀土用量都很大并拥有世界一流的稀土应用技术。这些国家都把稀土看作是对本国经济和技术发展有着至关重要作用的战略元素。美国认定的35个战略元素和日本选定的26个高技术元素中,都包括了全部稀土元素。

 

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