稀土元素是镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)、钪(Sc)和钇(Y)共17种金属元素的总称。
稀土是一种重要的战略资源,广泛应用于现代科技和工业领域。主要用途包括:
- 永磁材料:稀土元素(如钕、镝、铽等)是制造高性能永磁体的关键材料。钕铁硼(NdFeB)磁铁是目前最强的永磁材料,广泛用于电动机、硬盘驱动器、风力发电机和电动汽车等。
- 催化剂:稀土元素被大量用于制备各类催化剂,在石油裂化、重整等加工过程中发挥关键作用。例如,稀土分子筛催化剂能显著提高石油炼制的效率,增加汽油、柴油等轻质油的产率,还可改善油品质量,降低尾气污染物排放,助力清洁油品的生产。
- 荧光材料和显示器:稀土元素(如铕、铽、镝等)广泛应用于荧光灯、电视和计算机显示器、LED照明以及激光器等领域,提高照明灯具的发光效率和显色性,提升视觉效果。
- 电池:镧系元素被用于制造镍氢电池(NiMH),这种电池用于混合动力汽车和一些电子产品中。
- 钢铁领域:在炼钢过程中加入稀土元素,能够起到脱氧、脱硫的作用,有效去除钢水中的有害杂质,提升钢材的纯净度。同时,稀土还可以细化晶粒,改善钢材的组织结构,增强钢材的强度、韧性、耐磨性以及抗腐蚀性等性能,像高强度建筑用钢、汽车用钢等很多优质钢材生产都会应用稀土元素。玻璃和光学材料:稀土元素用于制造高品质光学玻璃、激光器、摄像头镜头、光纤等,提升成像质量和光传导性能。
- 农业领域:稀土元素制成的微肥施用于农作物,可以促进植物的种子萌发、根系生长、光合作用以及养分吸收等过程,提高农作物的产量和品质,增强农作物的抗逆性(如抗旱、抗寒、抗病能力等),像在小麦、水稻、果树等多种农作物种植中都有应用。
- 医疗保健领域:稀土元素在抗菌、抗炎、抗肿瘤等药物研发方面也有探索,有望开发出新型治疗药物,为未来医疗手段拓展提供可能。
- 电子陶瓷材料:稀土掺杂的电子陶瓷具备优良介电、压电、铁电性能,用于制造多层陶瓷电容器、超声换能器、微波通信器件等,满足电子设备高性能、多功能、小型化需求。
- 新能源产业:驱动电机依靠稀土永磁材料实现高效稳定运转,此外,在电池等部件中稀土元素也能改善其性能,对新能源汽车整体性能提升、续航能力增强等起到重要作用。
总结:
稀土的应用范围广泛,在材料中仅添加微量稀土,即可以赋予其特殊的功能特性,因此,稀土被誉为“现代工业维生素”,具有重要的应用价值。
出自:M202411
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