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            是什么成就了稀土這張王牌
            2020-6-16
            來源:未知
            點擊數:  1858        作者:未知
            • 是什么成就了稀土這張王牌

              人們就把這一年看作是發現了第一個稀土元素“釔”的年代。其實,這是一種誤會。因為,加多林當初發現的“釔土”并不是一種稀土元素,而只能說是“釔組稀土”混合氧化物。后來的科學家,又從這種“釔土”中相繼發現了鐿、鉺、鋱等重稀土元素。原來是當初的化學家們把這幾個“孿生兄弟”都當成“一個人”了。同樣的誤會也發生在輕稀土身上。

              在中國,最早的稀土礦發現于1934年,發現人是何作霖教授。之后,中國地質科學工作者不斷探索和總結中國地質構造演化、發展的特點,運用和創立新的成礦理論,在全國范圍內發現并探明了一批重要稀土礦床,并總結出中國稀土資源具有成礦條件好、分布面廣、北輕南重、有價元素含量高、綜合利用價值大等最基本的特點。

              稀土元素中有15個“成員”源自一個龐大的“家族”——鑭系元素,它們是元素周期表中第57號元素鑭到71號元素镥15種元素的統稱。

              在物理性質上,鑭系金屬為銀白色,較軟,有延展性?;顫娦暂^強,僅次于堿金屬和堿土金屬,需要隔絕空氣保存。同時鑭系金屬是強還原劑,其還原能力僅次于金屬鎂(Mg),其反應性可與鋁相比。隨著原子序數的增加,還原能力呈逐漸減弱的趨勢,其電子逐漸排布在內層4f軌道,外層電子排布基本相同,因此這些“成員”的化學性質比較相似。

              個個身手不凡 開啟現代應用發現之旅

              由于各種稀土元素的性質極其相似,又多以氧化物混合物的形式存在于各種復雜的礦物中,因此稀土元素的分離和提純是一項極其困難的工作。直到1947年,美國科學家發明了用離子交換法分離稀土,并由著名學者斯佩丁改進了離子交換法工藝,制備出公斤級的純凈單一稀土,為研究各種單一稀土的本征特性和開發稀土的用途創造了基本的條件。人們逐步對稀土豐富的光、電、磁和核性質有所認識,為各種稀土功能新材料和新器件的研制和應用奠定了基礎。

              信息、生物、新材料、新能源、空間和海洋被當代科學家推為六大新科技群,人們之所以重視稀土、研究稀土、開發稀土,就是因為稀土每個成員均有特性,個個身手不凡,在高精尖端科技領域各顯神通。目前,由稀土元素生產的稀土永磁、發光、儲氫、催化等功能材料已是先進裝備制造業、新能源等高新技術產業不可缺少的原材料,還廣泛應用于電子、石油化工、治金、機械、新能源、輕工、環境保護、農業等。

              如鑭能夠應用到制備許多有機化工產品的催化劑中以及光轉換農用薄膜,在國外,科學家把鑭對作物的作用賦予“超級鈣”的美稱;鈰的合金耐高熱,可以用來制造噴氣式推進器零件,作為玻璃添加劑,能吸收紫外線與紅外線,還被用作優良的環保材料,應用到汽車尾氣凈化催化劑中,可有效防止大量汽車廢氣排到空氣中。

              釹的最大用戶是釹鐵硼永磁材料,以其優異的性能廣泛用于電子、機械等行業,釹鐵硼永磁體的問世,為稀土高科技領域注入了新的生機與活力。被稱作當代“永磁之王”,其中阿爾法磁譜儀的研制成功,標志著我國釹鐵硼磁體的各項磁性能已跨入世界一流水平。

              在醫療上,釓的水溶性順磁絡合物,可提高人體的核磁共振成像信號;銩可用作醫用輕便X光機射線源,用以制造便攜式血液輻射儀,這種輻射儀放射出X射線照射血液并使白細胞下降,從而減少了器官移植早期的排異反應。由于對腫瘤組織具有較高親合性,銩還可應用于腫瘤的臨床診斷和治療。

              同時,稀土還可以作為優良的熒光、激光和電光源材料以及彩色玻璃、陶瓷的釉料。稀土離子與羥基、偶氮基或磺酸基等形成絡合物,使稀土廣泛用于印染行業。而某些稀土元素具有中子俘獲截面積大的特性,如釤、銪、釓、鏑和鉺,可用作原子能反應堆的控制材料和減速劑。而鈰、釔的中子俘獲截面積小,則可作為反應堆燃料的稀釋劑。

              幾乎每隔3—5年,科學家們就能夠發現稀土的新用途,每6項發明中,就有一項離不開稀土。隨著科學技術的發展,稀土科技領域的拓展和延伸,稀土元素將會有更廣闊的利用空間。


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