1.储氢材料的常见储氢材料

2.对储氢合金材料有哪些要求

3.请问"稀土'是什么东西?做什么用的?

4.中国三张王牌之一,稀土永磁材料为何能垄断全球?

5.稀土是做什么用的

储氢材料的常见储氢材料

稀土储氢合金价格-稀土储氢合金价格走势

目前储氢材料有金属氢化物、碳纤维碳纳米管、非碳纳米管、玻璃储氢微球、络合物储氢材料以及有机液体氢化物。下面仅就合金、有机液体以及纳米储氢材料三个方面对储氢材料加以介绍。

一,合金储氢材料

储氢合金是指在一定温度和氢气压力下,能可逆的大量吸收、储存和释放氢气的金属间化合物,其原理是金属与氢形成诸如离子型化合物、共价型金属氢化物、金属相氢化物-金属间化合物等结合物,并在一定条件下能将氢释放出来。合金作为储氢材料要满足一定的要求,首先其氢化物的生成热要适当,如果生成热太高,生成的氢化物过于稳定,释放氢时就需要较高的温度.而如果生成热太低,则不易吸收氢。其次形成氢化物的平衡压要适当,最好在室温附近只有几个大气压,便于吸放氢,而且要吸放速度快,这样才能够满足实际应用的需求。另外合金及其氢化物对水、氧和二氧化碳等杂质敏感性小,反复吸放氢时,材料性能不至于恶化。而且,储氢材料的氢化物还要满足在存储与运输过程中性能可靠、安全、无害、化学性质稳定等条件。现在已研究的并且符合上述要求的有镁系、稀土系、钛系和锆系等。

在上述储氢材料中,镁系储氢合金具有较高的储氢容量,而且吸放氢平台好、资源丰富、价格低廉,应用前景十分诱人。镁可直接与氢反应,在300—400℃和较高的压力下, 反应生成Mg和H2反应生成MgH2: Mg + H2= MgH2?△H=-74.6kJ/mol。MgH2理论氢含量可达7.6% , 具有金红石结构, 性能较稳定, 在287 ℃时分解压为101.3kPa。由于纯镁的吸放氢反应动力学性能差, 吸放氢温度高, 所以纯镁很少被直接用来储存氢气,为此人们又开始研究镁基储氢合金材料。到目前为止, 人们已对300多种重要的镁基储氢合金材料进行了研究。

二,液态有机物储氢材料

有机液体氢化物贮氢是借助不饱和液体有机物与氢的一对可逆反应, 即加氢和脱氢反应来实现的。加氢反应时贮氢,脱氢反应时放氢, 有机液体作为氢载体达到贮存和输送氢的目的。烯烃、炔烃、芳烃等不饱和有机液体均可作贮氢材料, 但从贮氢过程的能耗、贮氢量、贮氢剂、物理等方面考虑, 以芳烃特别是单环芳烃作贮氢剂为佳, 常用的有机物氢载体有苯、甲苯、甲基环己烷、萘等。用这些有机液体氢化物作为贮氢剂的贮氢技术, 是20 世纪80 年代开发的一种新型贮氢技术。1980年, Taube 等分析、论证了利用甲基环己烷作氢载体贮氢为汽车提供燃料的可能性。随后许多学者对为汽车提供燃料的技术开展了很多卓有成效的研究和开发工作, 对催化加氢脱氢的贮存输送进行了广泛的开发。有机液体氢化物贮氢作为一种新型贮氢材料, 其贮氢特点是: 有机液的贮存、运输安全方便, 可利用现有的贮存和运输设备,有利于长距离大量运输,贮氢量大, 苯和甲苯的理论贮氢量分别为7.19(wt)% 和6.18(wt)% ,比现有的金属贮氢量高得多,贮氢剂成本低且可多次循环使用,加氢反应要放出大量的热,可供利用,脱氢反应可利用废热。目前存在的主要问题是有机物氢载体的脱氢温度偏高, 实际释氢效率偏低。因此, 开发低温高效的有机物氢载体脱氢催化剂、采用膜催化脱氢技术对提高过程效能有重要意义 。

三,纳米储氢材料

纳米储氢材料分为两种方式,一种是将原有的储氢材料纳米化,还有一种就是开发新的纳米材料作为储氢材料。

储氢合金纳米化提高储氢特性主要表现在以下几个方面原因。(1)对于纳米尺寸的金属颗粒,连续的能带分裂为分立的能级,并且能级间的平均间距增大,使得氢原子容易获得解离所需的能量,表现为贮氢合金活化能降低和活化温度降低。(2)纳米颗粒具有巨大的比表面积,电子的输送将受到微粒表面的散射,颗粒之间的界面形成电子散射的高势垒,界面电荷的积累产生界面极化,而元素的电负性差越大,合金的生成焓越负,合金氢化物越稳定。金属氢化物能够大量生成,单位体积吸纳的氢的质量明显大于宏观颗粒。(3)纳米贮氢合金比表面积大,表面能高,氢原子有效吸附面积显著增多,氢扩散阻力下降,而且氢解反应在合金纳米晶的催化作用下反应速率增加,纳米晶具有高比例的表面活性原子,有利于反应物在其表面吸附,有效降低了电极表面氢原子的吸附活化能,因而具有高的电催化性能。另外,由于纳米晶粒相当细小,导致晶界和晶格缺陷增加,而晶体缺陷和位错处的原子具有较高的能量可视为反应的活性中心,从而降低析氢过电位。(4)晶粒的细化使其硬度增加,贮氢合金的整体强度随晶粒尺寸的增加而增强,这对于抗酸碱及抗循环充放粉化,以及抵抗充放电形成的氧压对贮氢基体的冲击大有裨益,并且显著提高了贮氢合金耐腐蚀性。

对储氢合金材料有哪些要求

储能材料不仅能存储能量,并且能使能量转化,以供需用。最常见的储能材料有储氢合金和用于一次电池(即原电池,放电后不能复原使用)、二次电池(即蓄电池,放电后可重新充电复原反复使用)的材料。常见的一次电池有锌–二氧化锰电池、锌–氧化汞电池、锌–氧化银电池和锂电池等。常见的二次电池为铅–酸电池、镍–镉电池、镍–锌电池和镍–氢化合物电池、钠–硫电池、锂离子电池等。

1、储氢合金

氢是自然界中储量最大的元素,也是一种非常清洁的能源。储氢合金所存储的氢的密度比液态氢大得多(液氢的密度为4.2×1022大气压/厘米3,而LaNi5的氢密度为6.2×1022大气压/厘米3),并且释放氢时所需的能量很小。

2、储氢合金应用要求

储氢合金的工作压力很低,操作简单安全可靠。研发中的储氢合金体系有AB5型混合稀土合金、AB2型Laves相合金、AB型钛铁系合金、A2B型Mg–Ni系合金和钒基固溶体合金等。储氢合金与气体氢发生反应时生成金属氢化合物,大量的氢以固态形式储存于储氢合金中。储氢合金的吸氢与放氢,实际上就是金属氢化物的形成与分解。

3、储氢合金的基本特征是:能可逆地大量吸氢和放氢,伴随着吸(放)氢过程出现放(吸)热效应,对氢能选择性地吸收,吸放氢的平衡压力随温度急剧变化。

4、储氢合金可用于镍–氢化合物电池、氢的储存和净化、氢同位素分离、氢气回收、热泵、制冷等。

请问"稀土'是什么东西?做什么用的?

1、军事方面

稀土有工业“黄金”之称,由于其具有优良的光电磁等物理特性,能与其他材料组成性能各异、品种繁多的新型材料,其最显著的功能就是大幅度提高其他产品的质量和性能。比如大幅度提高用于制造坦克、飞机、导弹的钢材、铝合金、镁合金、钛合金的战术性能。

而且,稀土同样是电子、激光、核工业、超导等诸多高科技的润滑剂。稀土科技一旦用于军事,必然带来军事科技的跃升。从一定意义上说,美军在冷战后几次局部战争中压倒性控制,正缘于稀土科技领域的超人一等。

2、冶金工业

稀土金属或氟化物、硅化物加入钢中,能起到精炼、脱硫、中和低熔点有害杂质的作用,并可以改善钢的加工性能;稀土硅铁合金、稀土硅镁合金作为球化剂生产稀土球墨铸铁,由于这种球墨铸铁特别适用于生产有特殊要求的复杂球铁件,被广泛用于汽车、拖拉机、柴油机等机械制造业;稀土金属添加至镁、铝、铜、锌、镍等有色合金中,可以改善合金的物理化学性能,并提高合金室温及高温机械性能。

3、石油化工

用稀土制成的分子筛催化剂,具有活性高、选择性好、抗重金属中毒能力强的优点,因而取代了硅酸铝催化剂用于石油催化裂化过程;

在合成氨生产过程中,用少量的硝酸稀土为助催化剂,其处理气量比镍铝催化剂大1.5倍;在合成顺丁橡胶和异戊橡胶过程中,采用环烷酸稀土-三异丁基铝型催化剂,所获得的产品性能优良,具有设备挂胶少,运转稳定,后处理工序短等优点;复合稀土氧化物还可以用作内燃机尾气净化催化剂,环烷酸铈还可用作油漆催干剂等。

4、玻璃陶瓷

主要包括一下几个方面:超导陶瓷、压电陶瓷、导电陶瓷、介电陶瓷及敏感陶瓷等。

稀土氧化物或经过加工处理的稀土精矿,可作为抛光粉广泛用于光学玻璃、眼镜片、显像管、示波管、平板玻璃、塑料及金属餐具的抛光;在熔制玻璃过程中,可利用二氧化铈对铁有很强的氧化作用,降低玻璃中的铁含量,以达到脱除玻璃中绿色的目的;

添加稀土氧化物可以制得不同用途的光学玻璃和特种玻璃,其中包括能通过红外线、吸收紫外线的玻璃、耐酸及耐热的玻璃、防X-射线的玻璃等;在陶釉和瓷釉中添加稀土,可以减轻釉的碎裂性,并能使制品呈现不同的颜色和光泽,被广泛用于陶瓷工业。

随着材料科学的发展,近年来功能复合陶瓷备受关注,稀土掺杂在功能复合陶瓷的开发研究方面也取得了较大进展。浙江大学陈昂等,采用常规功能陶瓷的制备方法,YBa2Cu3O7-x和铁电陶瓷BaTiO3复合,获得了铁电性与超导性共存的YBa2Cu3O7-x-BaTiO3系复合功能陶瓷,其电导特性符合三维导电行为,并当YBa2Cu3O7-x含量较高时呈超导性。

华中理工大学周东祥等的研究指出,LaCoO3-SrCoO3系和LaCrO3-SrCrO3系复合功能陶瓷,可用作磁流体电机的电极材料和气敏材料;而在NTC热敏复合材料NiMn2O4-LaCrO3陶瓷中,新化合物LaMnO3导电相决定着陶瓷的主要性质。

智能陶瓷是指具有自诊断、自调整、自恢复、自转换等特点的一类功能陶瓷。如前所述在锆钛酸铅(PZT)陶瓷中添加稀土镧而获得的锆钛酸铅镧(PLZT)陶瓷,不但是一种优良的电光陶瓷,而且因其具有形状记忆功能,即体现出形状自我恢复的自调谐机制,故也是一种智能陶瓷。

智能陶瓷材料概念的提出,倡导了一种研制和设计陶瓷材料的新理念,对拓宽稀土在近代功能陶瓷中应用极为有利。近年的研究还表明,稀土在生物陶瓷、抗菌陶瓷等新型陶瓷材料中也有着独特的作用。由于稀土元素可与银、锌、铜等过渡元素协同增效,开发的稀土复合磷酸盐抗菌可使陶瓷表面产生大量的羟基自由基,从而增强了陶瓷的抗菌性能。

稀土陶瓷颜料主要是指五种色相的组合着色锆英石基稀土陶瓷颜料。

它可用作彩釉砖、外墙砖、地砖等建筑陶瓷的装饰材料,尤其适用于卫生洁具陶瓷制品的彩饰,还可用作瓷器釉上彩、釉中彩和釉下彩的色基。组合着色锆英石基稀土陶瓷颜料,是以二氧化锆、二氧化硅为基质材料,以过渡元素和稀土元素为组合着色剂,添加少量矿化剂,经高温900~1150℃固相反应合成。其主要技术指标如下:色相有红、黄、蓝、绿和灰,稳定性小于或等于1280℃最高可达1300℃),适应气氛为氧化焰,颗粒直径小于15μm的不少于92%,大于30μm者为零新材料

稀土钴及钕铁硼永磁材料,具有高剩磁、高矫顽力和高磁能积,被广泛用于电子及航天工业;纯稀土氧化物和三氧化二铁化合而成的石榴石型铁氧体单晶及多晶,可用于微波与电子工业;用高纯氧化钕制作的钇铝石榴石和钕玻璃,可作为固体激光材料;稀土六硼化物可用于制作电子发射的阴极材料;镧镍金属是70年代新发展起来的贮氢材料;

铬酸镧是高温热电材料;当前世界各国采用钡钇铜氧元素改进的钡基氧化物制作的超导材料,可在液氮温区获得超导体,使超导材料的研制取得了突破性进展。此外,稀土还广泛用于照明光源,投影电视荧光粉、增感屏荧光粉、三基色荧光粉、复印灯粉;在农业方面,向田间作物施用微量的硝酸稀土,可使其产量增加5~10%;在轻纺工业中,稀土氯化物还广泛用于鞣制毛皮、皮毛染色、毛线染色及地毯染色等方面。

5、农业方面

研究结果表明,稀土元素可以提高植物的叶绿素含量,增强光合作用,促进根系发育,增加根系对养分吸收。稀土还能促进种子萌发,提高种子发芽率,促进幼苗生长。除了以上主要作用外,还具有使某些作物增强抗病、抗寒、抗旱的能力。

大量的研究还表明,使用适当浓度稀土元素能促进植物对养分的吸收、转化和利用。玉米用稀土拌种,出苗、拔节比对照早1~2天,株高增加0.2米,早熟3~5天,而且籽粒饱满,增产14%。大豆用稀土拌种,出苗提早1天,单株结荚数增加14.8~26.6个,3粒荚数增多,增产14.5%~20.0%。喷施稀土可使苹果和柑橘果实的Vc含量、总糖含量、糖酸比均有所提高,促进果实着色和早熟。并可抑制贮藏过程中呼吸强度,降低腐烂率。

扩展资料:

稀土(Rare Earth),是化学周期表中镧系元素和钪、钇共十七种金属元素的总称。自然界中有250 种稀土矿。最早发现稀土的是芬兰化学家加多林(John Gadolin)。于1794 年从一块形似沥青的重质矿石中分离出第一种稀土“元素”(钇土,即Y2O3),因为18 世纪发现的稀土矿物较少,当时只能用化学法制得少量不溶于水的氧化物,历史上习惯地把这种氧化物称为“土”,因而得名稀土。

根据稀土元素原子电子层结构和物理化学性质,以及它们在矿物中共生情况和不同的离子半径可产生不同性质的特征

轻稀土包括:镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、。

重稀土包括:钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇。

按矿物特点分类:

铈组(轻稀土)—镧、铈、镨、钕、钷、钐和铕;

钇组(重稀土)—钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥和钪。

按萃取分离分类:

轻稀土(P204弱酸度萃取)—镧、铈、镨、钕;

中稀土(P204低酸度萃取)—钐、铕、钆、铽和镝;

重稀土(P204中酸度萃取)—钬、铒、铥、镱、镥、钇。

中国的稀土储量最多时占世界的71.1%,目前占比在23%以下。

中国稀土储量在1996至2009年间大跌37%,只剩2700万吨。按现有生产速度,中国的中、重类稀土储备仅能维持15至20年,在2040-2050年前后必须从国外进口才能满足国内需求。

中国并非世界上唯一拥有稀土的国家,却在过去几十年承担了世界稀土供应的角色,结果付出了破坏自身天然环境与消耗自身资源的代价。

日本开始在全球范围内四处寻找能够替代中国的稀土供应源。东京计划投资12亿美元用来改善稀土供应状况。日本已经与蒙古闪电达成协议,从本月起开发该国的稀土资源。另一稀土消耗大国韩国也有类似的计划。本月初,韩国宣布将投资1500万美元,在2016年前储备1200吨稀土。

参考资料:

百度百科-稀土

中国三张王牌之一,稀土永磁材料为何能垄断全球?

稀土素有?工业味精?新材料之母?之称,是 17 种金属元素的统称,由于其具有优良的光电磁等物理特性,能与其他材料组成性能各异、品种繁多的新型材料,其最显著的功能就是大幅度提高其他产品的质量和性能。比如大幅度提高用于制造坦克、飞机、导弹的钢材、铝合金、镁合金、钛合金的战术性能。而且,稀土同样是电子、激光、核工业、超导等诸多高科技的润滑剂。稀土科技一旦用于军事,必然带来军事科技的跃升。从一定意义上说,美军在冷战后几次局部战争中压倒性控制,得益于稀土科技领域的技术。

稀有轻稀土和中重稀土两大类,轻稀土其中多用于制作屏幕、防晒剂、玻璃制品等民用领域,而中重稀土储量丰富被广泛应用于军事、航空领域。

稀土尤其在荧光、磁性、光纤通信、冶金、储氢、激光等几个领域具有不可替代的作用,中国稀土矿藏丰富,垄断全球,是唯一能够提供 17 种稀土的国家,中国已经探明的稀土储量占据全球近 4 成。

中国更拥有全球领先的稀土开采和冶炼分离技术,从而成为全球惟一拥有稀土全产业链的国家。江西省稀土学会常务副秘书长孟庆江说:?国外开采了稀土也只能送到中国来。?

所以,其他各国的稀土绝大部分都是运到中国进行冶炼分离,中国的相当部分稀土都是外国进口稀土矿,然后进行提炼,最后出口稀土产品。

中国2018年从美国进口了大概25000吨稀土及氧化物,一跃成为最大的稀土进口国。这样,既保证了中国的稀土储存量不至于被过度消耗,也防止了欧美稀土企业卷土重来。

很多人说,中国对美的三张王牌之一,便是控制稀土的对美出口。

在用稀土制造的材料和设备之中,稀土永磁材料中国占据了垄断地位,稀土永磁材料顾名思义就是永磁材料中含有作为合金元素的稀土金属。

稀土永磁材料是电子技术通讯中的重要材料,主要用在人造卫星,雷达等方面的行波管、环行器中以及微型电机、微型录音机、航空仪器、电子手表、地震仪和其它一些电子仪器上。

除此之外,稀土永磁应用已渗透到汽车、家用电器、电子仪表、核磁共振成像仪、音响设备、微特电机、移动电话等方面。

中国大陆去年的磁铁出口总额高达17亿美元(约117.8亿元人民币),其中,美国进口总额约3.95亿美元中有2.57亿美元来自中国大陆。

值得一提的是,中国以外的稀土磁铁加工厂主要是在日本和德国,但是这两国的稀土也仰赖中国进口,而就算是其他国家也拥有稀土矿,它们稀土的加工依然与中国密不可分。

花旗集团报告称:若中国只是对输美稀土金属和稀土合金作出限制,而中国以外加工产能迅速建成的话,美国尚可应付。不过,如果限制范围扩大到磁铁、永磁电机等制成品,则情况将会严重得多,美国某些特种行业可能将会因此陷入供货中断的困境。

为了获得中国的稀土永磁材料,美国甚至不惜用铼来换取,铼是一种稀有难熔金属,它在地壳中的含量仅十亿分之一,熔点3180℃,沸点5627℃,纯铼质软,外表与铂相同,它不仅具有良好的塑性、机械性和抗蠕变性能,还具有良好的耐磨损、抗腐蚀性能,对除氧气之外的大部分燃气能保持比较好的化学惰性。

铼及其合金被广泛应用到航空航天、电子工业、石油化工等领域。尤其铼在喷气式发动机和火箭发动机具有重要作用,铼可以让发动机的寿命得到成倍的提升,它能够提高发动机涡扇叶片的耐高温性,铼的熔点高达3100度,而且强度极高。把它运用到空心单晶涡轮叶片中,可以让发动机加力燃烧室,工作时间更长,而且不容易损坏,对提升发动机的推力有着巨大的作用。

所以全球约80%的铼用于生产航空发动机,在军事战略上有重要意义,是各国战略储备的必选之一。

但它比钻石更难以获取。根据美国地质调查局报告,全球探明的铼储量仅为2500吨左右,其中美国的铼储量占据全球第一,为了维持在航空工业的优势地位,美国和其它一些西方国家常年针对中国进行材料和技术封锁。英国的航空发动机巨头罗尔斯罗伊斯虽然在中国投资建厂,但是对中国员工层层设防。

在2010年,华山南麓矿山,工作人员意外勘探到稀有金属铼,储量达到了176吨,约占全球储量的7%,成都航宇实现了铼的提纯,生产出合格的单晶叶片,但是中国铼产量远远不够。

这个时候中国就利用了自己的稀土优势,通过禁运稀土永磁材料,让美国用铼来换取稀土永磁材料。目前,中国的歼-20发动机据说就使用了铼材料。

不过我们也不要高兴地太早,在许多的核心技术和材料上,中国依然落后于美国。中国还需要继续努力。

稀土是做什么用的

最重要的是武器系统?电子?夜视仪?很多举个例子吧如果高端武器系统里没有稀土成分的话就像咱们炒菜没放盐或者作料是一样的?再好的菜没有盐和作料都不好吃?以下是参考资料稀土的英文是Rare?Earth,意即“稀少的土”。其实这不过是18世纪遗留给人们的误会。1787年后人们相继发现了若干种稀土元素,但相应的矿物发现却很少。由于当时科学技术水平的限制,人们只能制得一些不纯净的、像土一样的氧化物,故人们便给这组元素留下了这么一个别致有趣的名字。

根据国际纯粹与应用化学联合会对稀土元素的定义,稀土类元素是门捷列夫元素周期表第三副族中原子序数从57至71的15个镧系元素,即镧(57)、铈(58)、镨(59)、钕(60)、钷(61)、钐(62)、铕(63)、钆(64)、铽(65)、镝(66)、钬(67)、铒(68)、铥(69)、镱(70)、镥(71),再加上与其电子结构和化学性质相近的钪(21)和钇(39),共计17个元素。除钪与钷外,其余15个元素往往共生。

根据稀土元素间物理化学性质和地球化学性质的某些差异和分离工艺的要求,学者们往往把稀土类元素分为轻、重两组或者轻、中、重三组。两组的分法以钆为界,钆以前的镧、镝、铈、镨、钕、钷、钐、铕7个元素为轻稀土元素,亦称铈组稀土元素;钆及钆以后的铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥和钇等9个元素称为重稀土元素,亦称钇组稀土元素。尽管钇的原子量仅为89,但由于其离子半径在其它重稀土元素的离子半径链环之中,其化学性质更接近重稀土元素。在自然界也与其它重稀土元素共生。故它被归为重稀土组。轻中重三组稀土的分类法没有一定之规,如按稀土硫酸复盐溶解度大小可分为:难溶性铈组即轻稀土组,包括镧、铈、镨、钕、钐;微溶性铽组即中稀土组,包括铕、钆、铽、镝;较易溶性的钇组即重稀土组,包括钇、钬、铒、铥、镱、镥。然而各组之间相邻元素间的溶解度差别很小,用这种方法是分不净的。现在多用萃取法分组,例如用二(2)乙基已基(磷酸)即P204可在钕/钐间分组,然后再在钆/铽间分组等。这们,镧、铈、镨、钕称为轻稀土,钐、铕、钆称为中稀土,铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥再加上钇称为重稀土。

稀土在地壳中的含量并不稀少,这组元素的克拉克值达0.0236%,其中铈组元素为0.01592%,钇组元素为0.0077%;比常见元素铜(0.01%),锌(0.005%),锡(0.004%),铅(0.0016%),镍(0.008%),钴(0.003%)等都多。这组元素更不是土,而是一组典型的金属元素,其活泼性仅次于碱金属和碱土金属。

表1-1?稀土元素在地壳中的丰度

元?素?名?称

Sc

Y

La

Ce

Pr

Nd

Pm

Sm

地壳丰度,ppm

25

31

35

66

9.1

40

4.5*10-1

7.06

元?素?名?称

Eu

Gd

Tb

Dy

Ho

Er

Tm

Yb

Lu

地壳丰度,ppm

2.1

6.1

1.2

4.5

1.3

1.3

0.5

3.1

0.8

稀土元素在元素周期表中的位置十分特殊,17个元素同处在第ⅢB族,钪、钇、镧、分别为第四、五、六、长周期中过渡元素系列的第一个元素。镧与其后的14个元素性质十分相似,化学家们只能把它们放入一个格子内,难怪有人把它们当成“同位素”对待,然而由于其原子序数不同,还不能算作真正的同位素。就是说,它们性质十分相似,又不完全一样,这就造成了这组元素分离的困难,但也表明只要利用其微小的差别,分离又是可能的;另一方面,它们的电子结构有一个没有完全充满的内电子层,即4f电子层。由于4f层电子数的不同,这组元素的每一个元素又具有很特别的个性,特别是光学和磁学性质,就像是一架键盘齐全、音域宽广的钢琴一样。

信息、生物、新材料、新能源、空间和海洋被当代科学家推为六大新科技群,人们之所以重视稀土、研究稀土、开发稀土、就是为稀土元素在这六大科技群中都有其施展本领的天地。然而稀土元素毕竟还是一组尚不被人们完全认识的元素,这就需要下大力气去研究、认识它们,从而去撑握它们,使它们对人类有更大的贡献

稀土不是指的某一种矿物,而是一类稀有的矿物。稀土元素包括17种,它们分别是镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇,其中只有钷是放射性元素。早在1787年,化学家就相继发现了若干种稀土元素,但相应的矿物发现却很少,因此化学家把这些物质叫稀土。当然,稀土元素的稀有性是相对的。近年来的地质勘察结果表明,稀土元素在地壳中储量相当丰富,例如铈的储量高于钴,钇的储量高于铅,镥和铥的储量与锑、汞、银相当。

但是,由于稀土元素通常在地壳中聚集出现,而它们的物理性质、化学性质比较接近,这使得对这些稀土元素的分离非常困难。因此,稀土元素的提纯是化学研究中一个巨大的难点。从1794年芬兰人加多林分离出钇,到1947年美国人马林斯基等人制得钷,17种稀土元素的完全提纯经历了150多年。徐光宪院士的重要贡献也是在稀土提取领域,他提出了串级萃取理论,把我国稀土萃取分离工艺提高到国际先进水平。

我国稀土资源世界第一

我国拥有丰富的稀土矿产资源,成矿条件优越,堪称得天独厚,探明的储量居世界之首,为发展我国稀土工业提供了坚实的基础。世界上已经发现的稀土矿物约有250种,但是具有工业价值的稀土矿物只有50~60种,目前具有开采价值的只有10种左右。世界稀土资源拥有国除中国外,还有美国、俄罗斯、加拿大、澳大利亚等国。

中国的稀土资源占世界的41.36%,分布也极其合理,是一个名副其实的稀土资源大国。我国的主要稀土矿有白云鄂博稀土矿、山东微山稀土矿、冕宁稀土矿、江西风化壳淋积型稀土矿、湖南褐钇铌矿和漫长海岸线上的海滨砂矿等等。现在,中国生产的高纯度稀土已占世界产量的80%以上。

稀土在生活中用途广泛

我们每天都会与稀土材料打交道,因为我们经常使用的电脑和电视机就含有稀土材料。由于稀土元素具有特殊的电子层结构,可以将吸收到的能量转换为光的形式发出,因此可用稀土元素来制造电器显像管中的荧光粉。显像管荧光粉含稀土元素钇和铕,这种荧光粉的使用效果,远远比以前使用的非稀土硫化物红色荧光粉要好。目前,各种稀土荧光粉的用途颇广,如雷达显像管、荧光灯、高压水银灯等。

稀土氧化物还可以用于制造特种玻璃。比如,含稀土元素镧的玻璃是一种具有优良光学性质的玻璃,这种玻璃具有高的折射率、低的色散和良好的化学稳定性,可用于制造高级照相机的镜头和潜望镜的镜头。稀土氧化物还可以用于制造彩色玻璃,加入稀土元素钕可使玻璃变成酒红色,加入稀土元素镨可使玻璃变成绿色,加入稀土元素铒可使玻璃变成粉红色。这些彩色玻璃色泽变幻莫测,可以用来制造装饰品。

稀土元素在保障我们的健康方面也能起到重要作用。稀土化合物可以用于止血,而且止血作用迅速,并且可持续一天左右。使用稀土药物对皮肤炎、过敏性皮肤炎、牙龈炎、鼻炎和静脉炎等多种炎症都有不错的疗效,比如使用含铈盐的稀土药物能使烧伤患者创面炎症减轻,加速愈合。稀土元素的抗癌作用更是引起了人们的普遍关注,稀土元素除了可以清除机体内的有害自由基外,还可使癌细胞内的钙调素水平下降,抑癌基因的水平上升。

除了以上三种用途外,稀土元素在我们生活中的用途还十分广泛。只要在一些传统产品中加入适量的稀土元素,就会产生一些神奇的效果。目前,稀土已广泛应用于冶金、石油、化工、轻纺、医药、农业等数十个行业。比如,稀土钢能显著提高钢的耐磨性、耐磨蚀性和韧性;稀土铝盘条在缩小铝线细度的同时可提高强度和导电率;将稀土农药喷洒在果树上,既能消灭病虫害,又能提高挂果率;稀土复合肥既能改善土壤结构,又能提高农产品产量;稀土石油裂化催化剂用于我国炼油业,成本不足1亿元,却可使汽油等轻质油的产出效率提高许多倍。

而且就是大家可能都知道是液晶和弹头,以及中国储量最多。?

其实美国和**没有把他们真正的用途告诉大家:新兴能源!?

稀土和能源根本不可能?不信,那你就看我说的。?

我猜测:稀土的稀有金属合金材料是耐高温高压的不变形超硬度材料,是制造半固体能源发动机缸体及配件的重要原料。这是美国的秘密,他们把这种发动机叫“爆震发动机,是美国的最高机密技术,大家都羡慕飞碟的高速度,它就是瞬间高动力的保障。飞机在被导弹追上的刹那间,可以启动薄喷发动机瞬间加速脱离导弹杀伤范围,在超高空缺氧环境下,是近太空技术的近地应用技术,无氧非火箭飞行技术,而稀土就是这个技术的关键原材料。?

相生相办在稀土中体现的淋漓尽致,稀土中的某些稀有元素合金,除了永恒不变的还有敏感善变的东西伴生,对温度的敏感超过想象,细微的温差都能改变他物理性能和化学性质,这是**的发现,**现在已经公开一部分温差技术,实际最核心的温差技术根本没有提,那就是温差发电机技术:1.液体技术,就是把含有稀有金属的液体介质作为温差发电机的主要载体,通俗的讲,就是实现冰箱制冷机的反操作机理。2.将这种技术固化,和温度记忆技术想结合,利用温差产生变形,产生动力。使发电机做工发电或发动机运转。这样只要太阳升降,**就永远不会缺乏动力能源,不是永动机不是核裂变却是真正的未来新能源技术,可惜这个原材料只有中国大量拥有,还叫”土“。所以不能告诉你稀土的真正用途。其实它的战略价值不下于核矿!?

中国拥有自然资源却浪费资源,没有人力资源的浪费哪来技术资源的浪费,没有技术资源的浪费拿来祖先遗留资源的浪费!?

“中东有石油,中国有稀土。”这是**1992年南巡到达江西时的“名言”。然而,从1990年到2005年,中国稀土的出口量增长了近10倍,平均价却被压低到当初6成。?2010年国家狂减稀土出口

以下是稀土的军事用途:为什么“爱国者”导弹能比较轻易地击落“飞毛腿”?为什么尽管美制M1和苏制T-72坦克的主炮直射距离差距并不大,但前者却总是能更早开火,而且打得更准?为什么F-22战斗机可以超音速巡航?……

这些“为什么”勾勒出当今军事科技的巨大进步,也同时勾勒出了近20年世界的动荡与冲突。针对每一个“为什么”,都有其具体而明确的答案。不过,从材料科学的角度,“稀土”能够一次性解决上述所有问题。

稀土的开发应用近几十年来为军事科技提供了推力强劲的引擎。

海湾战争中那些匪夷所思的军事奇迹,美军在冷战后局部战争中所表现出的对战争进程的非对称性控制能力,从一定意义上说,正是稀土成就了这一切。

正因如此,稀土的开发利用也孕育了巨大的危险。一方面,越来越多的国家、军事势力为了获得对对手的非对称性控制能力,而参与稀土争夺与研发,孕育了军备竞赛的风险;另一方面,获得这种能力的国家更倾向于以威胁或战争解决争端。对此,中国作为稀土储量世界第一的大国,有必要从源头上为这种军备竞赛降温,严格限制稀土开采,立刻禁止稀土出口。

事实上,中国政府对稀土开发不可谓不重视。早在上世纪50年代,总理就把稀土开发列入中国第一个科技发展规划。1975年,中国便成立了稀土领导小组,即便机构几多调整,但专门的稀土行业管理机构却一直得以保留。1991年,稀土被列入国家保护矿种。从稀土保护的政策面来看,专门的机构,稳定的行业政策,国家一以贯之的总体控制,即便中国石油也没有这样的待遇。但是,稀土产业几十年发展的成果,基本上还停留在低水平的水平。对于稀土生产的现状,国土资源部从1999年以来进行过无数次的清理工作,针对的问题包括滥挖滥采、产能过剩、秩序混乱,采取的措施包括总量控制、炸毁非法矿井、没收生产设备、司法介入、许可证、与基层政府签订责任状、与矿山签订合同书……2005年,商务部开始用税收控制稀土出口。这些措施力度之强,持续时间之长,几乎达到了管理部门的权力极限。

然而乱象依旧。有人曾总结中国稀土有七大难解之谜:1.以产业政策为导向的宏观调控始终难以奏效;2.调整产业结构和控制生产总量的政策一败再败;3.可持续发展开采无法实行;4.以统一规划为方针的加强管理措施难以实施;5.通过技术创新促进产业升级的愿望永远只是愿望;6.依靠联合重组实现行业自律的对策无从下手;7.强化推广应用从而提高产品附加值的目标至今达不到。

就在这样的乱象之中,中国稀土可开采储量从十多年前的占世界80%,降到了如今的52%。若继续现有的生产经营模式,也许20到50年后,中国就将变成稀土小国。如果有一天,中国认识到稀土的价值,而希望从世界购买,那么等待中国的就将是天价。

稀土

令武器更冷血

稀土是关系到世界和平与国家安全的战略性金属。为什么“爱国者”导弹能比较轻易击毁“飞毛腿”导弹?这得益于前者精确制导系统的出色工作。其制导系统中使用了大约4公斤的钐钴磁体和钕铁硼磁体用于电子束聚焦,钐、钕是稀土元素。为什么M1坦克能做到先敌发现?因为该坦克所装备掺钕钇铝石榴石激光测距机,在晴朗的白天可以达到近4000米的观瞄距离,而T-72的激光测距机能看到2000米就算不错。而在夜间,加入稀土元素镧的夜视仪又成为伊拉克军队的梦魇。

至于F-22超音速巡航的功能,则拜其强大的发动机以及轻而坚固的机身所赐,它们都大量使用稀土科技造就的特种材料。比如F119发动机叶片以及燃烧室使用了阻燃钛合金,这种钛合金的制造据说是使用了铼;而F-22的机身就更加是用稀土强化的镁钛合金武装。否则,超音速巡航中,F119强大的动力足以摧毁它自己。

上述种种还只是窥豹一斑。事实上,凡称得上高技术的兵器几乎无一没有稀土的身影;更致命的是,稀土往往集中在使这些武器化腐朽为神奇的最关键部位。比如?“爱国者”除了制导系统,弹体控制翼面等关键部位也是用稀土合金;一些先进坦克的装甲用稀土材料后,防弹性能更好;还有美国那些掌控战场形势的“千里眼”、“顺风耳”中用稀土科技造就的大功率行波管,这使得其工作更可靠,抗干扰性更强……

简单说,相比传统兵器,高技术兵器的优点在于其更方便、更灵敏、更准确、更容易操纵。这些提起来容易,但却集中体现了当今材料科学、电子科学以及工程制造的诸多最高成就。而这些成就的获得,往往是源于稀土的某些特殊功能的发现和应用。

稀土有工业“维生素”之称,由于其具有优良的光电磁等物理特性,能与其他材料组成性能各异、品种繁多的新型材料,其最显著的功能就是大幅度提高其他产品的质量和性能。比如大幅度提高用于制造坦克、飞机、导弹的钢材、铝合金、镁合金、钛合金的战术性能。而且,稀土同样是电子、激光、核工业、超导等诸多高科技的润滑剂。稀土科技一旦用于军事,必然带来军事科技的跃升。从一定意义上说,美军在冷战后几次局部战争中压倒性控制,以及能够对敌人肆无忌惮地公开杀戮,正缘于稀土科技领域的超人一等。