近期,美国与乌克兰关于矿产资源的合作协议引发关注,其中稀土元素成为焦点。稀土并非普通意义上的“土”,而是由15种镧系元素以及钪和钇组成的17种金属元素的统称。
由于独特的电子层结构,稀土在现代经济与国防科技中占据重要战略地位。它们是高科技产业的核心材料,广泛应用于磁性材料、催化剂、光学材料、中子吸收材料、储氢材料及航空航天合金等领域。
稀土永磁材料约占稀土总量的60%,中国2024年产量占全球90%左右。钕铁硼磁体性能优异,在电动汽车驱动电机、风力发电机等现代工业领域不可或缺。钐钴磁体则适用于高温和腐蚀环境下的航空航天发动机及精密测量仪器。
催化领域中,稀土消费占比达20%-25%,仅次于永磁材料。镧和铈用于石油裂化催化剂,可提高活性并减少污染;铈基储氧材料使汽车尾气净化效率显著提升,满足高排放标准。
在光学材料方面,稀土元素如La、Nd、Yb和Er优化了相机镜头、望远镜及其他精密光学玻璃的性能,同时在固态激光器和光纤放大器中不可或缺。此外,稀土也是节能灯、LED显示屏等荧光粉的核心成分。
中子吸收材料中,钆和钐凭借卓越性能在核反应堆控制棒中发挥关键作用,确保核电站安全运行。稀土储氢合金作为镍氢电池负极材料,提升了电池充放电效率和寿命。
在结构材料领域,稀土改善了高温合金的抗蠕变性能,适用于航空发动机热端部件。稀土镁合金因其低密度、高比强度特性,成为制造卫星和航天器的理想选择。
稀土不仅推动传统工业发展,还在清洁能源、信息技术和前沿科学研究中扮演重要角色。然而,其开采、提纯过程技术复杂且环保要求高,仍是制约产业发展的关键因素。
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