17种稀土元素的用途.docx

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1、稀土是一组金属的简称，稀土元素（RareEarthElements,REE）从18世纪末叶开始陆续被发现共有17种包括化学元素周期表中的15种铺系元素铺（1.a）、锦（Ce）、错（Pr）、致（Nd）、施（Pm）、彩（Sm）、错（Eu）、仇（Gd）、威（Tb）、摘（Dy）、秋（Ho）、银（Er）、锈（Tm）、镜（Yb）、镭（1.U）,以及与铺系元素密切相关的两个元素抗（Sc）和忆（丫），目前已被广泛应用于电子、石化、冶金等众多领域。稀土是宝贵的战略资源，有“工业味精”“新材料之母”之称，广泛应用于尖端科技领域和军工领域。据工业和信息化部介绍，目前稀土永磁、发光、储氢、催化等功能材料已是先进装备制

2、造业、新能源、新兴产业等高新技术产业不可缺少的原材料，还广泛应用于电子、石油化工、治金、机械、新能源、轻工、环境保护、农业等。17种稀土元素用途一览1镯用于合金材料和农用薄膜2铀大量应用于汽车玻璃3错广泛应用于陶瓷颜料4较广泛用于航空航天材料5铜为卫星提供辅助能量6彩应用于原子能反应堆7错制造镜片和液晶显示屏8札用于医疗核磁共振成像9锹用于飞机机翼调节器10银军事上用于激光测距仪11摘用于电影、印刷等照明光源12秋用于制作光通讯器件13铢用于临床诊断和治疗肿瘤14德电脑记忆元件添加剂15镭用于能源电池技术16亿制造电线和飞机受力构件17铳常用于制造合金详细情况如下：1、铺I（1.a）在海湾战争

3、中，加入稀土元素镯的夜视仪成为美军坦克压倒性优势的来源。上图为氯化铺粉末。（资料图）锢的应用非常广泛，如应用于压电材料、电热材料、热电材料、磁阻材料、发光材料（兰粉）、贮氢材料、光学玻璃、激光材料、各种合金材料等。镯也应用到制备许多有机化工产品的催化剂中，光转换农用薄膜也用到锢，在国外，科学家把镯对作物的作用赋与“超级钙”的美称。2、锦（Ce）铀可作催化剂、电弧电极、特种玻璃等。铀的合金耐高热，可以用来制造喷气推进器零件。铺作为玻璃添加剂，能吸收紫外线与红外线，现已被大量应用于汽车玻璃。不仅能防紫外线，还可降低车内温度，从而节约空调用电。从1997年起，日本汽车玻璃全加入氧化铀,1996年用于

4、汽车玻璃的氧化铀至少有2000吨，美国约100O多吨。（2）目前正将铀应用到汽车尾气净化催化剂中,可有效防止大量汽车废气排到空气中美国在这方面的消费量占稀土总消费量的三分之一。硫化铀可以取代铅、镉等对环境和人类有害的金属应用到颜料中，可对塑料着色,也可用于涂料、油墨和纸张等行业。目前领先的是法国罗纳普朗克公司。(4)Ce:1.iSAF激光系统是美国研制出来的固体激光器,通过监测色氨酸浓度可用于探查生物武器，还可用于医学。铀应用领域非常广泛，几乎所有的稀土应用领域中都含有铀。如抛光粉、储氢材料、热电材料、锦铝电极、陶瓷电容器、压电陶瓷、铀碳化硅磨料、燃料电池原料、汽油催化剂、某些永磁材料、各种合

5、金钢及有色金属等。3、错(Pr)(1)错被广泛应用于建筑陶瓷和日用陶瓷中，其与陶瓷釉混合制成色釉，也可单独作釉下颜料，制成的颜料呈淡黄色，色调纯正、淡雅。(2)用于制造永磁体。选用廉价的错钱金属代替纯钱金属制造永磁材料，其抗氧性能和机械性能明显提高，可加工成各种形状的磁体。广泛应用于各类电子器件和马达上。用于石油催化裂化。以错轨富集物的形式加入Y型沸石分子筛中制备石油裂化催化剂，可提高催化剂的活性、选择性和稳定性。我国70年代开始投入工业使用，用量不断增大。(4)错还可用于磨料抛光。另外，错在光纤领域的用途也越来越广。4、较(Nd)为什么M1坦克能做到先敌发现？因为该坦克装备的掺救钮铝石榴石的

6、激光测距机，在晴朗的白天可以达到近4000米的观瞄距离。(资料图)伴随着错元素的诞生，较元素也应运而生，较元素的到来活跃了稀土领域，在稀土领域中扮演着重要角色，并且左右着稀土市场。钱元素凭借其在稀土领域中的独特地位，多年来成为市场关注的热点。金属较的最大用户是较铁硼永磁材料。轨铁硼永磁体的问世，为稀土高科技领域注入了新的生机与活力。较铁硼磁体磁能积高，被称作当代“永磁之王”，以其优异的性能广泛用于电子、机械等行业。阿尔法磁谱仪的研制成功，标志着我国牧铁硼磁体的各项磁性能已跨入世界一流水平。钱还应用于有色金属材料。在镁或铝合金中添加1.52.5%较，可提高合金的高温性能、气密性和耐腐蚀性,广泛用

7、作航空航天材料。另外，掺致的钻铝石榴石产生短波激光束，在工业上广泛用于厚度在Wmm以下薄型材料的焊接和切削。在医疗上，掺较钻铝石榴石激光器代替手术刀用于摘除手术或消毒创伤口。钱也用于玻璃和陶瓷材料的着色以及橡胶制品的添加剂。5、铜(Pm)铜为核反应堆生产的人造放射性元素可作热源。为真空探测和人造卫星提供辅助能量。(2)Pm147放出能量低的B射线,用于制造银电池。作为导弹制导仪器及钟表的电源。此种电池体积小，能连续使用数年之久。此外，铤还用于便携式X-射线仪、制备荧光粉、度量厚度以及航标灯中。6、彩(Sm)铉呈浅黄色，是做彩钻系永磁体的原料，彩钻磁体是最早得到工业应用的稀土磁体。这种永磁体有S

8、mCo5系和Sm2Co17系两类。70年代前期发明了SmCo5系,后期发明了Sm2Co17系。现在是以后者的需求为主。彩钻磁体所用的氧化铉的纯度不需太高，从成本方面考虑，主要使用95%左右的产品。此外，氧化衫还用于陶瓷电容器和催化剂方面。另外，彩还具有核性质，可用作原子能反应堆的结构材料，屏敝材料和控制材料，使核裂变产生巨大的能量得以安全利用。7、错(EU)1901年，德马凯(EUgene-AntOIeDemarCay)从“铉”中发现了新元素,取名为错(Europium)0这大概是根据欧洲(EUroPe)一词命名的。氧化指大部分用于荧光粉。Eu3+用于红色荧光粉的激活剂，Eu2+用于蓝色荧光粉

9、。现在Y2O2S:Eu3+是发光效率、涂敷稳定性、回收成本等最好的荧光粉。再加上对提高发光效率和对比度等技术的改进，故正在被广泛应用。近年氧化铸还用于新型X射线医疗诊断系统的受激发射荧光粉。氧化错还可用于制造有色镜片和光学滤光片，用于磁泡贮存器件，在原子反应堆的控制材料、屏敝材料和结构材料中也能一展身手。8、仇(Gd)钱及其同位素都是最有效的中子吸收剂，可用于核反应堆的抑制剂。其水溶性顺磁络合物在医疗上可提高人体的核磁共振(NMR)成像信号。(2)其硫氧化物可用作特殊亮度的示波管和X射线荧光屏的基质栅网。在轨镶石榴石中的铝对于磁泡记忆存储器是理想的单基片。在无Camot循环限制时，可用作固态磁

10、致冷介质。用作控制核电站的连锁反应级别的抑制剂，以保证核反应的安全。用作彩钻磁体的添加剂，以保证性能不随温度而变化。9、M(Tb)铳的应用大多涉及高技术领域，是技术密集、知识密集型的尖端项目，又是具有显著经济效益的项目，有着诱人的发展前景。荧光粉用于三基色荧光粉中的绿粉的激活剂，如钺激活的磷酸盐基质、钺激活的硅酸盐基质、锹激活的铀镁铝酸盐基质，在激发状态下均发出绿色光。(2)磁光贮存材料,近年来毓系磁光材料已达到大量生产的规模，用Tb-Fe非晶态薄膜研制的磁光光盘，作计算机存储元件，存储能力提高1015倍。磁光玻璃，含毓的法拉第旋光玻璃是制造在激光技术中广泛应用的旋转器、隔离器和环形器的关键材

11、料。特别是钺镐铁磁致伸缩合金(TerFenOI)的开发研制，更是开辟了毓的新用途，Terfenol是70年代才发现的新型材料,该合金中有一半成份为钺和摘，有时加入秋，其余为铁，该合金由美国依阿华州阿姆斯实验室首先研制，当Terfenol置于一个磁场中时，其尺寸的变化比一般磁性材料变化大这种变化可以使一些精密机械运动得以实现。钺铺铁开始主要用于声纳，目前已广泛应用于多种领域，从燃料喷射系统、液体阀门控制、微定位到机械致动器、机构和飞机太空望远镜的调节机翼调节器等领域。M铺(Dy)作为钱铁硼系永磁体的添加剂使用,在这种磁体中添加23%左右的镐,可提高其矫顽力，过去铺的需求量不大，但随着钱铁硼磁体需

12、求的增加，它成为必要的添加元素，品位必须在9599.9%左右,需求也在迅速增加。(2)摘用作荧光粉激活剂,三价铺是一种有前途的单发光中心三基色发光材料的激活离子，它主要由两个发射带组成，一为黄光发射，另一为蓝光发射，掺摘的发光材料可作为三基色荧光粉。镐是制备大磁致伸缩合金锹摘铁(Terfenol)合金的必要的金属原料，能使一些机械运动的精密活动得以实现。(4)铺金属可用做磁光存贮材料，具有较高的记录速度和读数敏感度。用于摘灯的制备，在摘灯中采用的工作物质是碘化摘，这种灯具有亮度大、颜色好、色温高、体积小、电弧稳定等优点，已用于电影、印刷等照明光源。由于摘元素具有中子俘获截面积大的特性,在原子能

13、工业中用来测定中子能谱或做中子吸收剂。(7)Dy3AI5O12还可用作磁致冷用磁性工作物质。随着科学技术的发展,铺的应用领域将会不断的拓展和延伸。I11.钛(HO)钦的应用领域目前还有待于进一步开发,用量不是很大.最近，包钢稀土研究院采用高温高真空蒸馈提纯技术，研制出非稀土杂质含呈很低的高纯金属钦H0/RE99.9%o目前钛的主要用途有：(1)用作金属卤素灯添加剂，金属卤素灯是一种气体放电灯，它是在高压汞灯基础上发展起来的.其特点是在灯泡里充有各种不同的稀土卤化物。目前主要使用的是稀土碘化物，在气体放电时发出不同的谱线光色。在钦灯中采用的工作物质是碘化钦，在电弧区可以获得较高的金属原子浓度，从

14、而大大提高了辐射效能。(2)钦可以用作铝铁或钻铝石榴石的添加剂；(3)掺钦的钻铝石榴石(Ho:YAG)可发射2km激光，人体组织对2km激光吸收率高，几乎比Hd:YAG高3个数量级。所以用Ho：YAG激光器进行医疗手术时，不但可以提高手术效率和精度，而且可使热损伤区域减至更小。钦晶体产生的自由光束可消除脂肪而不会产生过大的热量，从而减少对健康组织产生的热损伤，据报道美国用钛激光治疗青光眼，可以减少患者手术的痛苦。我国2m激光晶体的水平已达到国际水平，应大力开发生产这种激光晶体。(4)在磁致伸缩合金TerfenO卜D中,也可以加入少量的钦，从而降低合金饱和磁化所需的外场。亶观学凯楹(5)另外用掺

15、钛的光纤可以制作光纤激光器、光纤放大器、光纤传感器等等光通讯器件在光纤通信迅猛的今天将发挥更重要的作用。12、银(Er)氧化银粉末(资料图)(1)Er3+在155Orlm处的光发射具有特殊意义，因为该波长正好位于光纤通讯的光学纤维的最低损失，银离子(Er3+)受到波长98Orlm、148Onm的光激发后，从基态4115/2跃迁至高能态4113/2,当处于高能态的Er3+再跃迁回至基态时发射出155Onm波长的光，石英光纤可传送各种不同波长的光，但不同的光光衰率不同，155Onm频带的光在石英光纤中传输时光衰减率最低(0.15分贝/公里),几乎为下限极限衰减率。因此，光纤通信在155Onm处作信

16、号光时，光损失最小。这样，如果把适当浓度的银掺入合适的基质中，可依据激光原理作用，放大器能够补偿通讯系统中的损耗，因此在需要放大波长155Onm光信号的电讯网络中，掺饵光纤放大器是必不可少的光学器件，目前掺银的二氧化硅纤维放大器已实现商业化。据报道，为避免无用的吸收，光纤中铝的掺杂量几十至几百PPm。光纤通信的迅猛发展，将开辟铝的应用新领域。(2)另外掺银的激光晶体及其输出的1730nm激光和155Onm激光对人的眼睛安全，大气传输性能较好，对战场的硝烟穿透能力较强，保密性好，不易被敌人探测，照射军事目标的对比度较大，已制成军事上用的对人眼安全的便携式激光测距仪。(3)Er3+加入到玻璃中可制成稀