稀土問(wèn)題?。?！

【專家解說(shuō)】：1:我們中國(guó)占世界稀土資源的41.36%，是一個(gè)名符其實(shí)的稀土資源大國(guó)。稀土是關(guān)系到世界和平與國(guó)家安全的戰(zhàn)略性金屬。若繼續(xù)現(xiàn)有的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)模式，也許20到50年后，中國(guó)就將變成稀土小國(guó)。為什么“愛(ài)國(guó)者”導(dǎo)彈能比較輕易地?fù)袈洹帮w毛腿”？為什么盡管美制M1和蘇制T-72坦克的主炮直射距離差距并不大，但前者卻總是能更早開火，而且打得更準(zhǔn)？為什么F-22戰(zhàn)斗機(jī)可以超音速巡航？…… 這些“為什么”勾勒出當(dāng)今軍事科技的巨大進(jìn)步，也同時(shí)勾勒出了近20年世界的動(dòng)蕩與沖突。針對(duì)每一個(gè)“為什么”，都有其具體而明確的答案。不過(guò)，從材料科學(xué)的角度,“稀土”能夠一次性解決上述所有問(wèn)題。稀土的開發(fā)應(yīng)用近幾十年來(lái)為軍事科技提供了推力強(qiáng)勁的引擎。海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中那些匪夷所思的軍事奇跡，美軍在冷戰(zhàn)后局部戰(zhàn)爭(zhēng)中所表現(xiàn)出的對(duì)戰(zhàn)爭(zhēng)進(jìn)程的非對(duì)稱性控制能力，從一定意義上說(shuō)，正是稀土成就了這一切。 正因如此，稀土的開發(fā)利用也孕育了巨大的危險(xiǎn)。一方面，越來(lái)越多的國(guó)家、軍事勢(shì)力為了獲得對(duì)對(duì)手的非對(duì)稱性控制能力，而參與稀土爭(zhēng)奪與研發(fā)，孕育了軍備競(jìng)賽的風(fēng)險(xiǎn)；另一方面，獲得這種能力的國(guó)家更傾向于以威脅或戰(zhàn)爭(zhēng)解決爭(zhēng)端。對(duì)此，中國(guó)作為稀土儲(chǔ)量世界第一的大國(guó)，有必要從源頭上為這種軍備競(jìng)賽降溫，嚴(yán)格限制稀土開采，立刻禁止稀土出口。 事實(shí)上，中國(guó)政府對(duì)稀土開發(fā)不可謂不重視。早在上世紀(jì)50年代，周恩來(lái)總理就把稀土開發(fā)列入中國(guó)第一個(gè)科技發(fā)展規(guī)劃。1975年,中國(guó)便成立了稀土領(lǐng)導(dǎo)小組，即便國(guó)務(wù)院機(jī)構(gòu)幾多調(diào)整，但專門的稀土行業(yè)管理機(jī)構(gòu)卻一直得以保留。1991年，稀土被列入國(guó)家保護(hù)礦種。從稀土保護(hù)的政策面來(lái)看，專門的機(jī)構(gòu)，穩(wěn)定的行業(yè)政策，國(guó)家一以貫之的總體控制，即便中國(guó)石油也沒(méi)有這樣的待遇。但是，稀土產(chǎn)業(yè)幾十年發(fā)展的成果，基本上還停留在低水平賣資源的水平。 對(duì)于稀土生產(chǎn)的現(xiàn)狀，國(guó)土資源部從1999年以來(lái)進(jìn)行過(guò)無(wú)數(shù)次的清理工作，針對(duì)的問(wèn)題包括濫挖濫采、產(chǎn)能過(guò)剩、秩序混亂，采取的措施包括總量控制、炸毀非法礦井、沒(méi)收生產(chǎn)設(shè)備、司法介入、許可證、與基層政府簽訂責(zé)任狀、與礦山簽訂合同書……2005年，商務(wù)部開始用稅收控制稀土出口。這些措施力度之強(qiáng)，持續(xù)時(shí)間之長(zhǎng)，幾乎達(dá)到了管理部門的權(quán)力極限。 然而亂象依舊。有人曾總結(jié)中國(guó)稀土有七大難解之謎：1.以產(chǎn)業(yè)政策為導(dǎo)向的宏觀調(diào)控始終難以奏效；2.調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和控制生產(chǎn)總量的政策一敗再敗；3.可持續(xù)發(fā)展開采無(wú)法實(shí)行；4.以統(tǒng)一規(guī)劃為方針的加強(qiáng)管理措施難以實(shí)施；5.通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的愿望永遠(yuǎn)只是愿望；6.依靠聯(lián)合重組實(shí)現(xiàn)行業(yè)自律的對(duì)策無(wú)從下手；7.強(qiáng)化推廣應(yīng)用從而提高產(chǎn)品附加值的目標(biāo)至今達(dá)不到。 就在這樣的亂象之中，中國(guó)稀土可開采儲(chǔ)量從十多年前的占世界80%，降到了如今的52%。若繼續(xù)現(xiàn)有的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)模式，也許20到50年后，中國(guó)就將變成稀土小國(guó)。如果有一天，中國(guó)認(rèn)識(shí)到稀土的價(jià)值，而希望從世界購(gòu)買，那么等待中國(guó)的就將是天價(jià)。 目前，中國(guó)稀土的主要購(gòu)買國(guó)日本、韓國(guó)、美國(guó),前二者與中國(guó)存在種種糾紛，后者則在臺(tái)灣問(wèn)題上構(gòu)成對(duì)中國(guó)最大的現(xiàn)實(shí)威脅，而且是近些年世界局部戰(zhàn)爭(zhēng)主要參與者。事實(shí)上有些對(duì)抗已經(jīng)在中國(guó)東海、黃海上演。但是，在這些對(duì)抗發(fā)生時(shí)，很少有人想到那些真正能威脅中國(guó)的戰(zhàn)機(jī)、艦艇與導(dǎo)彈，監(jiān)視中國(guó)的雷達(dá)上的關(guān)鍵部件可能就是中國(guó)不計(jì)后果出口的稀土造就的。美日韓都是稀土科技大國(guó)。以日本為例，日本在有關(guān)稀土應(yīng)用的材料科學(xué)、雷達(dá)、微電子產(chǎn)業(yè)上甚至擁有比美國(guó)更強(qiáng)的技術(shù)制造能力。美軍現(xiàn)役武器中，潛艇用高強(qiáng)度鋼，導(dǎo)彈微電子芯片的80%由日本制造，戰(zhàn)機(jī)引擎的特種陶瓷也是日本研發(fā)……日本科學(xué)家曾夸口說(shuō)，如果不用日本芯片，美國(guó)巡航導(dǎo)彈的精度就不是10米，而是50米。不過(guò)，我們可以想象，這些微電子芯片、高強(qiáng)度鋼如果缺少了稀土，可能根本就無(wú)法被制造出來(lái)。 2:稀土一詞是歷史遺留下來(lái)的名稱。稀土元素是從18世紀(jì)末葉開始陸續(xù)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)時(shí)人們常把不溶于水的固體氧化物稱為土。稀土一般是以氧化物狀態(tài)分離出來(lái)的，又很稀少，因而得名為稀土。稀土是化學(xué)元素周期表中鑭系元素—鑭（La）、鈰（Ce）、鐠(Pr)、釹(Nd)、钷(Pm)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)、镥(Lu)，以及與鑭系的15個(gè)元素密切相關(guān)的兩個(gè)元素—鈧（Sc）和釔（Y）共17種元素，稱為稀土元素（Rare Earth）。簡(jiǎn)稱稀土（RE或R）。 鑭(La) ? ?"鑭"這個(gè)元素是1839年被命名的，當(dāng)時(shí)有個(gè)叫"莫桑德"的瑞典人發(fā)現(xiàn)鈰土中含有其它元素，他借用希臘語(yǔ)中"隱藏"一詞把這種元素取名為"鑭"。 鑭的應(yīng)用非常廣泛，如應(yīng)用于壓電材料、電熱材料、熱電材料、磁阻材料、發(fā)光材料（蘭粉）、貯氫材料、光學(xué)玻璃、激光材料、各種合金材料等。她也應(yīng)用到制備許多有機(jī)化工產(chǎn)品的催化劑中，光轉(zhuǎn)換農(nóng)用薄膜也用到鑭，在國(guó)外，科學(xué)家把鑭對(duì)作物的作用賦與"超級(jí)鈣"的美稱。 　　鈰（Ce） "鈰"這個(gè)元素是由德國(guó)人克勞普羅斯，瑞典人烏斯伯齊力、希生格爾于1803年發(fā)現(xiàn)并命名的，以紀(jì)念1801年發(fā)現(xiàn)的小行星--谷神星。 　　鈰的廣泛應(yīng)用: 　　（1）鈰作為玻璃添加劑，能吸收紫外線與紅外線，現(xiàn)已被大量應(yīng)用于汽車玻璃。不僅 　　能防紫外線，還可降低車內(nèi)溫度，從而節(jié)約空調(diào)用電。從1997年起，日本汽車玻 　　璃全加入氧化鈰，1996年用于汽車玻璃的氧化鈰至少有2000噸，美國(guó)約1000多噸. 　　（2）目前正將鈰應(yīng)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 　　美國(guó)在這方面的消費(fèi)量占稀土總消費(fèi)量的三分之一強(qiáng)。 　　（3）硫化鈰可以取代鉛、鎘等對(duì)環(huán)境和人類有害的金屬應(yīng)用到顏料中，可對(duì)塑料著色 　　，也可用于涂料、油墨和紙張等行業(yè)。目前領(lǐng)先的是法國(guó)羅納普朗克公司。 　　（4）Ce:LiSAF激光系統(tǒng)是美國(guó)研制出來(lái)的固體激光器，通過(guò)監(jiān)測(cè)色氨酸濃度可用 　　于探查生物武器，還可用于醫(yī)學(xué)。鈰應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，幾乎所有的稀土應(yīng)用領(lǐng) 　　域中都含有鈰。如拋光粉、儲(chǔ)氫材料、熱電材料、鈰鎢電極、陶瓷電容器、壓電 　　陶瓷、鈰碳化硅磨料、燃料電池原料、汽油催化劑、某些永磁材料、各種合金鋼 　　及有色金屬等。 　　鐠(Pr) ?? 大約160年前，瑞典人莫桑德從鑭中發(fā)現(xiàn)了一種新的元素，但它不是單一元素，莫桑德發(fā)現(xiàn)這種元素的性質(zhì)與鑭非常相似，便將其定名為"鐠釹"。"鐠釹"希臘語(yǔ)為"雙生子"之意。大約又過(guò)了40多年，也就是發(fā)明汽燈紗罩的1885年，奧地利人韋爾斯巴赫成功地從"鐠釹"中分離出了兩個(gè)元素，一個(gè)取名為"釹"，另一個(gè)則命名為"鐠"。這種"雙生子"被分隔開了，鐠元素也有了自己施展才華的廣闊天地。鐠是用量較大的稀土元素，其用于玻璃、陶瓷和磁性材料中。 　　鐠的廣泛應(yīng)用: 　?。?）鐠被廣泛應(yīng)用于建筑陶瓷和日用陶瓷中，其與陶瓷釉混合制成色釉，也可單獨(dú)作 　　釉下顏料，制成的顏料呈淡黃色，色調(diào)純正、淡雅。 　　（2）用于制造永磁體。選用廉價(jià)的鐠釹金屬代替純釹金屬制造永磁材料，其抗氧性能 　　和機(jī)械性能明顯提高，可加工成各種形狀的磁體。廣泛應(yīng)用于各類電子器件和馬 　　達(dá)上。 　　（3）用于石油催化裂化。以鐠釹富集物的形式加入Y型沸石分子篩中制備石油裂化催 　　化劑，可提高催化劑的活性、選擇性和穩(wěn)定性。我國(guó)70年代開始投入工業(yè)使用， 　　用量不斷增大。 　　(4)鐠還可用于磨料拋光。另外，鐠在光纖領(lǐng)域的用途也越來(lái)越廣。 　　釹(Nd) ? ?伴隨著鐠元素的誕生，釹元素也應(yīng)運(yùn)而生，釹元素的到來(lái)活躍了稀土領(lǐng)域，在稀土領(lǐng)域中扮演著重要角色，并且左右著稀土市場(chǎng)。 ? 　　釹元素憑借其在稀土領(lǐng)域中的獨(dú)特地位，多年來(lái)成為市場(chǎng)關(guān)注的熱點(diǎn)。金屬釹的最大用戶是釹鐵硼永磁材料。釹鐵硼永磁體的問(wèn)世，為稀土高科技領(lǐng)域注入了新的生機(jī)與活力。釹鐵硼磁體磁能積高，被稱作當(dāng)代"永磁之王"，以其優(yōu)異的性能廣泛用于電子、機(jī)械等行業(yè)。阿爾法磁譜儀的研制成功，標(biāo)志著我國(guó)釹鐵硼磁體的各項(xiàng)磁性能已跨入世界一流水平。釹還應(yīng)用于有色金屬材料。在鎂或鋁合金中添加1.5～2.5%釹，可提高合金的高溫性能、氣密性和耐腐蝕性，廣泛用作航空航天材料。另外，摻釹的釔鋁石榴石產(chǎn)生短波激光束，在工業(yè)上廣泛用于厚度在10mm以下薄型材料的焊接和切削。在醫(yī)療上，摻釹釔鋁石榴石激光器代替手術(shù)刀用于摘除手術(shù)或消毒創(chuàng)傷口。釹也用于玻璃和陶瓷材料的著色以及橡膠制品的添加劑。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，稀土科技領(lǐng)域的拓展和延伸，釹元素將會(huì)有更廣闊的利用空間。 　　钷(Pm) ??1947年，馬林斯基（J.A.Marinsky）、格倫丹寧（L.E.Glendenin）和科里爾（C.E.Coryell）從原子能反應(yīng)堆用過(guò)的鈾燃料中成功地分離出61號(hào)元素，用希臘神話中的神名普羅米修斯（Prometheus）命名為钷（Promethium）。钷為核反應(yīng)堆生產(chǎn)的人造放射性元素。 　　钷的主要用途有: 　?。?）可作熱源。為真空探測(cè)和人造衛(wèi)星提供輔助能量。 　?。?）Pm147放出能量低的β射線，用于制造钷電池。作為導(dǎo)彈制導(dǎo)儀器及鐘表的電 　　源。此種電池體積小，能連續(xù)使用數(shù)年之久。此外，钷還用于便攜式X-射線儀、 　　制備熒光粉、度量厚度以及航標(biāo)燈中。 　　釤（Sm） ??1879年，波依斯包德萊從鈮釔礦得到的"鐠釹"中發(fā)現(xiàn)了新的稀土元素，并根據(jù)這種礦石的名稱命名為釤。 ??釤呈淺黃色，是做釤鈷系永磁體的原料，釤鈷磁體是最早得到工業(yè)應(yīng)用的稀土磁體。這種永磁體有SmCo5系和Sm2Co17系兩類。70年代前期發(fā)明了SmCo5系，后期發(fā)明了Sm2Co17系?，F(xiàn)在是以后者的需求為主。釤鈷磁體所用的氧化釤的純度不需太高，從成本方面考慮，主要使用95%左右的產(chǎn)品。此外，氧化釤還用于陶瓷電容器和催化劑方面。另外，釤還具有核性質(zhì)，可用作原子能反應(yīng)堆的結(jié)構(gòu)材料，屏敝材料和控制材料，使核裂變產(chǎn)生巨大的能量得以安全利用。 　　銪（Eu） ??1901年，德馬凱（Eugene-Antole Demarcay）從"釤"中發(fā)現(xiàn)了新元素，取名為銪（Europium）。這大概是根據(jù)歐洲（Europe）一詞命名的。氧化銪大部分用于熒光粉。Eu3+用于紅色熒光粉的激活劑，Eu2+用于藍(lán)色熒光粉?，F(xiàn)在Y2O2S:Eu3+是發(fā)光效率、涂敷穩(wěn)定性、回收成本等最好的熒光粉。再加上對(duì)提高發(fā)光效率和對(duì)比度等技術(shù)的改進(jìn)，故正在被廣泛應(yīng)用。近年氧化銪還用于新型X射線醫(yī)療診斷系統(tǒng)的受激發(fā)射熒光粉。氧化銪還可用于制造有色鏡片和光學(xué)濾光片，用于磁泡貯存器件，在原子反應(yīng)堆的控制材料、屏敝材料和結(jié)構(gòu)材料中也能一展身手。 　　釓(Gd) ? ?1880年，瑞士的馬里格納克（G.de Marignac）將"釤"分離成兩個(gè)元素，其中一個(gè)由索里特證實(shí)是釤元素，另一個(gè)元素得到波依斯包德萊的研究確認(rèn)，1886年，馬里格納克為了紀(jì)念釔元素的發(fā)現(xiàn)者 研究稀土的先驅(qū)荷蘭化學(xué)家加多林（Gado Linium），將這個(gè)新元素命名為釓。 ??釓在現(xiàn)代技革新中將起重要作用。 　　它的主要用途有： 　　（1）其水溶性順磁絡(luò)合物在醫(yī)療上可提高人體的核磁共振（NMR）成像信號(hào)。 　　（2）其硫氧化物可用作特殊亮度的示波管和x射線熒光屏的基質(zhì)柵網(wǎng)。 　　（3）在釓鎵石榴石中的釓對(duì)于磁泡記憶存儲(chǔ)器是理想的單基片。 　　（4）在無(wú)Camot循環(huán)限制時(shí)，可用作固態(tài)磁致冷介質(zhì)。 　?。?）用作控制核電站的連鎖反應(yīng)級(jí)別的抑制劑，以保證核反應(yīng)的安全。 　?。?）用作釤鈷磁體的添加劑，以保證性能不隨溫度而變化。 　　另外，氧化釓與鑭一起使用，有助于玻璃化區(qū)域的變化和提高玻璃的熱穩(wěn)定性。氧化釓還可用于制造電容器、x射線增感屏。 在世界上目前正在努力開發(fā)釓及其合金在磁致冷方面的應(yīng)用，現(xiàn)已取得突破性進(jìn)展，室溫下采用超導(dǎo)磁體、金屬釓或其合金為致冷介質(zhì)的磁冰箱已經(jīng)問(wèn)世。 　　鋱(Tb) ??1843年瑞典的莫桑德（Karl G.Mosander）通過(guò)對(duì)釔土的研究，發(fā)現(xiàn)鋱?jiān)兀═erbium）。鋱的應(yīng)用大多涉及高技術(shù)領(lǐng)域，是技術(shù)密集、知識(shí)密集型的尖端項(xiàng)目，又是具有顯著經(jīng)濟(jì)效益的項(xiàng)目，有著誘人的發(fā)展前景。 　　主要應(yīng)用領(lǐng)域有： 　　（1）熒光粉用于三基色熒光粉中的綠粉的激活劑，如鋱激活的磷酸鹽基質(zhì)、鋱激活 　　的硅酸鹽基質(zhì)、鋱激活的鈰鎂鋁酸鹽基質(zhì)，在激發(fā)狀態(tài)下均發(fā)出綠色光。 　　（2）磁光貯存材料，近年來(lái)鋱系磁光材料已達(dá)到大量生產(chǎn)的規(guī)模，用Tb-Fe非晶態(tài) 　　薄膜研制的磁光光盤，作計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)元件，存儲(chǔ)能力提高10～15倍。 　　(3）磁光玻璃，含鋱的法拉第旋光玻璃是制造在激光技術(shù)中廣泛應(yīng)用的旋轉(zhuǎn)器、隔離 　　器和環(huán)形器的關(guān)鍵材料。特別是鋱鏑鐵磁致伸縮合金（TerFenol）的開發(fā)研制， 　　更是開辟了鋱的新用途，Terfenol是70年代才發(fā)現(xiàn)的新型材料，該合金中有一半 　　成份為鋱和鏑，有時(shí)加入鈥，其余為鐵，該合金由美國(guó)依阿華州阿姆斯實(shí)驗(yàn)室首 　　先研制，當(dāng)Terfenol置于一個(gè)磁場(chǎng)中時(shí)，其尺寸的變化比一般磁性材料變化大這 　　種變化可以使一些精密機(jī)械運(yùn)動(dòng)得以實(shí)現(xiàn)。鋱鏑鐵開始主要用于聲納，目前已廣 　　泛應(yīng)用于多種領(lǐng)域，從燃料噴射系統(tǒng)、液體閥門控制、微定位到機(jī)械致動(dòng)器、機(jī) 　　構(gòu)和飛機(jī)太空望遠(yuǎn)鏡的調(diào)節(jié) 機(jī)翼調(diào)節(jié)器等領(lǐng)域。 　　鏑（Dy） ?? 1886年，法國(guó)人波依斯包德萊成功地將鈥分離成兩個(gè)元素，一個(gè)仍稱為鈥，而另一個(gè)根據(jù)從鈥中"難以得到"的意思取名為鏑（dysprosium）。鏑目前在許多高技術(shù)領(lǐng)域起著越來(lái)越重要的作用. 　　鏑的最主要用途是: 　?。?）作為釹鐵硼系永磁體的添加劑使用，在這種磁體中添加2~3%左右的鏑，可提 　　高其矯頑力，過(guò)去鏑的需求量不大，但隨著釹鐵硼磁體需求的增加，它成為 　　必要的添加元素，品位必須在95～99.9%左右，需求也在迅速增加。 　　（2）鏑用作熒光粉激活劑，三價(jià)鏑是一種有前途的單發(fā)光中心三基色發(fā)光材料的 　　激活離子，它主要由兩個(gè)發(fā)射帶組成，一為黃光發(fā)射，另一為藍(lán)光發(fā)射，摻 　　鏑的發(fā)光材料可作為三基色熒光粉。 　?。?）鏑是制備大磁致伸縮合金鋱鏑鐵（Terfenol）合金的必要的金屬原料，能使 　　一些機(jī)械運(yùn)動(dòng)的精密活動(dòng)得以實(shí)現(xiàn)。 　　(4）鏑金屬可用做磁光存貯材料，具有較高的記錄速度和讀數(shù)敏感度。 　?。?）用于鏑燈的制備，在鏑燈中采用的工作物質(zhì)是碘化鏑，這種燈具有亮度大、 　　顏色好、色溫高、體積小、電弧穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，已用于電影、印刷等照明光源。 　?。?）由于鏑元素具有中子俘獲截面積大的特性，在原子能工業(yè)中用來(lái)測(cè)定中子能 　　譜或做中子吸收劑。 　　（7）Dy3Al5O12還可用作磁致冷用磁性工作物質(zhì)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，鏑的應(yīng) 　　用領(lǐng)域?qū)?huì)不斷的拓展和延伸。 　　鈥(Ho) ? ?十九世紀(jì)后半葉，由于光譜分析法的發(fā)現(xiàn)和元素周期表的發(fā)表，再加上稀土元素電化學(xué)分離工藝的進(jìn)展，更加促進(jìn)了新的稀土元素的發(fā)現(xiàn)。1879年，瑞典人克利夫發(fā)現(xiàn)了鈥元素并以瑞典首都斯德哥爾摩地名命名為鈥（holmium）。 ? 　　?鈥的應(yīng)用領(lǐng)域目前還有待于進(jìn)一步開發(fā)，用量不是很大，最近，包鋼稀土研究院采用高溫高真空蒸餾提純技術(shù)，研制出非稀土雜質(zhì)含量很低的高純金屬鈥Ho/ΣRE>99.9%。 　　目前鈥的主要用途有： 　　(1)用作金屬鹵素?zé)籼砑觿饘冫u素?zé)羰且环N氣體放電燈，它是在高壓汞燈基礎(chǔ)上 　　發(fā)展起來(lái)的，其特點(diǎn)是在燈泡里充有各種不同的稀土鹵化物。目前主要使用的 　　是稀土碘化物，在氣體放電時(shí)發(fā)出不同的譜線光色。在鈥燈中采用的工作物質(zhì) 　　是碘化鈥，在電弧區(qū)可以獲得較高的金屬原子濃度，從而大大提高了輻射效能。 　　(2)鈥可以用作釔鐵或釔鋁石榴石的添加劑； 　　(3)摻鈥的釔鋁石榴石（Ho:YAG）可發(fā)射2μm激光，人體組織對(duì)2μm激光吸收率高， 　　幾乎比Hd:YAG高3個(gè)數(shù)量級(jí)。所以用Ho:YAG激光器進(jìn)行醫(yī)療手術(shù)時(shí)，不但可以 　　提高手術(shù)效率和精度，而且可使熱損傷區(qū)域減至更小。鈥晶體產(chǎn)生的自由光 　　束可消除脂肪而不會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的熱量，從而減少對(duì)健康組織產(chǎn)生的熱損傷，據(jù) 　　報(bào)道美國(guó)用鈥激光治療青光眼，可以減少患者手術(shù)的痛苦。我國(guó)2μm激光晶體 　　的水平已達(dá)到國(guó)際水平，應(yīng)大力開發(fā)生產(chǎn)這種激光晶體。 　　(4)在磁致伸縮合金Terfenol-D中，也可以加入少量的鈥，從而降低合金飽和磁化 　　所需的外場(chǎng)。 　　(5)另外用摻鈥的光纖可以制作光纖激光器、光纖放大器、光纖傳感器等等光通訊器 　　件在光纖通信迅猛的今天將發(fā)揮更重要的作用。 　　鉺（Er） ??1843年，瑞典的莫桑德發(fā)現(xiàn)了鉺元素（Erbium）。鉺的光學(xué)性質(zhì)非常突出，一直是人們關(guān)注的問(wèn)題： 　　（1）Er3+在1550nm處的光發(fā)射具有特殊意義，因?yàn)樵摬ㄩL(zhǎng)正好位于光纖通訊的光學(xué) 　　纖維的最低損失，鉺離子（Er3+）受到波長(zhǎng)980nm、1480nm的光激發(fā)后，從基態(tài) 　　4I15/2躍遷至高能態(tài)4I13/2，當(dāng)處于高能態(tài)的Er3+再躍遷回至基態(tài)時(shí)發(fā)射出 　　1550nm波長(zhǎng)的光，石英光纖可傳送各種不同波長(zhǎng)的光，但不同的光光衰率不同， 　　1550nm頻帶的光在石英光纖中傳輸時(shí)光衰減率最低（0.15分貝/公里），幾乎為 　　下限極限衰減率。因此，光纖通信在1550nm處作信號(hào)光時(shí)，光損失最小。這樣， 　　如果把適當(dāng)濃度的鉺摻入合適的基質(zhì)中，可依據(jù)激光原理作用，放大器能夠補(bǔ) 　　償通訊系統(tǒng)中的損耗，因此在需要放大波長(zhǎng)1550nm光信號(hào)的電訊網(wǎng)絡(luò)中，摻鉺 　　光纖放大器是必不可少的光學(xué)器件，目前摻鉺的二氧化硅纖維放大器已實(shí)現(xiàn)商業(yè) 　　化。據(jù)報(bào)道，為避免無(wú)用的吸收，光纖中鉺的摻雜量幾十至幾百ppm。光纖通信的 　　迅猛發(fā)展，將開辟鉺的應(yīng)用新領(lǐng)域。 　?。?）另外摻鉺的激光晶體及其輸出的1730nm激光和1550nm激光對(duì)人的眼睛安全，大 　　氣傳輸性能較好，對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)的硝煙穿透能力較強(qiáng)，保密性好，不易被敵人探測(cè)，照 　　射軍事目標(biāo)的對(duì)比度較大，已制成軍事上用的對(duì)人眼安全的便攜式激光測(cè)距儀。 　?。?）Er3+加入到玻璃中可制成稀土玻璃激光材料，是目前輸出脈沖能量最大，輸出 　　功率最高的固體激光材料。 　?。?）Er3+還可做稀土上轉(zhuǎn)換激光材料的激活離子。 　　(5）另外鉺也可應(yīng)用于眼鏡片玻璃、結(jié)晶玻璃的脫色和著色等。 　　銩（Tm） ??銩元素是1879年瑞典的克利夫發(fā)現(xiàn)的，并以斯堪迪那維亞（Scandinavia）的舊名Thule命名為銩（Thulium）。 ? 　　?銩的主要用途有以下幾個(gè)方面： 　?。?）銩用作醫(yī)用輕便X光機(jī)射線源，銩在核反應(yīng)堆內(nèi)輻照后產(chǎn)生一種能發(fā)射X射線的同位素，可用來(lái)制造便攜式血液輻照儀上，這種輻射儀能使銩-169受到高中子束的作用轉(zhuǎn)變?yōu)殇A-170，放射出X射線照射血液并使白血細(xì)胞下降，而正是這些白細(xì)胞引起器官移植排異反應(yīng)的，從而減少器官的早期排異反應(yīng)。 　?。?）銩元素還可以應(yīng)用于臨床診斷和治療腫瘤，因?yàn)樗鼘?duì)腫瘤組織具有較高親合性，重稀土比輕稀土親合性更大，尤其以銩元素的親合力最大。 　　（3）銩在X射線增感屏用熒光粉中做激活劑LaOBr:Br（藍(lán)色），達(dá)到增強(qiáng)光學(xué)靈敏度，因而降低了X射線對(duì)人的照射和危害，與以前鎢酸鈣增感屏相比可降低X射線劑量50%，這在醫(yī)學(xué)應(yīng)用具有重要現(xiàn)實(shí)的意義。 　　（4）銩還可在新型照明光源 金屬鹵素?zé)糇鎏砑觿? 　?。?）Tm3+加入到玻璃中可制成稀土玻璃激光材料，這是目前輸出脈沖量最大，輸出功率最高的固體激光材料。Tm3+也可做稀土上轉(zhuǎn)換激光材料的激活離子。 　　鐿（Yb） ??1878年，查爾斯（Jean Charles）和馬利格納克（G.de Marignac）在"鉺"中發(fā)現(xiàn)了新的稀土元素，這個(gè)元素由伊特必（Ytterby）命名為鐿（Ytterbium）。 ? 　　?鐿的主要用途有（1）作熱屏蔽涂層材料。鐿能明顯地改善電沉積鋅層的耐蝕性，而且含鐿鍍層比不含鐿鍍層晶粒細(xì)小，均勻致密。（2）作磁致伸縮材料。這種材料具有超磁致伸縮性即在磁場(chǎng)中膨脹的特性。該合金主要由鐿/鐵氧體合金及鏑/鐵氧體合金構(gòu)成，并加入一定比例的錳，以便產(chǎn)生超磁致伸縮性。（3）用于測(cè)定壓力的鐿元件，試驗(yàn)證明，鐿元件在標(biāo)定的壓力范圍內(nèi)靈敏度高，同時(shí)為鐿在壓力測(cè)定應(yīng)用方面開辟了一個(gè)新途徑。（4）磨牙空洞的樹脂基填料，以替換過(guò)去普遍使用銀汞合金。（5）日本學(xué)者成功地完成了摻鐿釓鎵石榴石埋置線路波導(dǎo)激光器的制備工作，這一工作的完成對(duì)激光技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展很有意義。另外，鐿還用于熒光粉激活劑、無(wú)線電陶瓷、電子計(jì)算機(jī)記憶元件（磁泡）添加劑、和玻璃纖維助熔劑以及光學(xué)玻璃添加劑等。 　　镥（Lu） ??1907年，韋爾斯巴赫和尤貝恩（G.Urbain）各自進(jìn)行研究，用不同的分離方法從"鐿"中又發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新元素，韋爾斯巴赫把這個(gè)元素取名為Cp(Cassiopeium)，尤貝恩根據(jù)巴黎的舊名lutece將其命名為L(zhǎng)u(Lutetium)。后來(lái)發(fā)現(xiàn)Cp和Lu是同一元素，便統(tǒng)一稱為镥。 ? 　　?镥的主要用途有（1）制造某些特殊合金。例如镥鋁合金可用于中子活化分析。（2）穩(wěn)定的镥核素在石油裂化、烷基化、氫化和聚合反應(yīng)中起催化作用。（3）釔鐵或釔鋁石榴石的添加元素，改善某些性能。（4）磁泡貯存器的原料。（5）一種復(fù)合功能晶體摻镥四硼酸鋁釔釹，屬于鹽溶液冷卻生長(zhǎng)晶體的技術(shù)領(lǐng)域，實(shí)驗(yàn)證明，摻镥NYAB晶體在光學(xué)均勻性和激光性能方面均優(yōu)于NYAB晶體。（6）經(jīng)國(guó)外有關(guān)部門研究發(fā)現(xiàn)，镥在電致變色顯示和低維分子半導(dǎo)體中具有潛在的用途。此外，镥還用于能源電池技術(shù)以及熒光粉的激活劑等。 　　釔(Y) ?? 1788年，一位以研究化學(xué)和礦物學(xué)、收集礦石的業(yè)余愛(ài)好者瑞典軍官卡爾·阿雷尼烏斯（Karl Arrhenius）在斯德哥爾摩灣外的伊特必村（Ytterby），發(fā)現(xiàn)了外觀象瀝青和煤一樣的黑色礦物，按當(dāng)?shù)氐牡孛麨橐撂乇氐V（Ytterbite）。1794年芬蘭化學(xué)家約翰·加多林分析了這種伊特必礦樣品。發(fā)現(xiàn)其中除鈹、硅、鐵的氧化物外，還含有38%的未知元素的氧化物棗"新土"。1797年，瑞典化學(xué)家埃克貝格（Anders Gustaf Ekeberg）確認(rèn)了這種"新土"，命名為釔土（Yttria,釔的氧化物之意）。 ?? 　　釔是一種用途廣泛的金屬，主要用途有:（1）鋼鐵及有色合金的添加劑。FeCr合金通常含0.5-4%釔，釔能夠增強(qiáng)這些不銹鋼的抗氧化性和延展性；MB26合金中添加適量的富釔混合稀土后，合金的綜合性能得到明顯的改善，可以替代部分中強(qiáng)鋁合金用于飛機(jī)的受力構(gòu)件上；在Al-Zr合金中加入少量富釔稀土，可提高合金導(dǎo)電率；該合金已為國(guó)內(nèi)大多數(shù)電線廠采用；在銅合金中加入釔，提高了導(dǎo)電性和機(jī)械強(qiáng)度。 　　（2）含釔6%和鋁2%的氮化硅陶瓷材料，可用來(lái)研制發(fā)動(dòng)機(jī)部件。（3）用功率400瓦的釹釔鋁石榴石激光束來(lái)對(duì)大型構(gòu)件進(jìn)行鉆孔、切削和焊接等機(jī)械加工。（4）由Y-Al石榴石單晶片構(gòu)成的電子顯微鏡熒光屏，熒光亮度高，對(duì)散射光的吸收低，抗高溫和抗機(jī)械磨損性能好。（5）含釔達(dá)90%的高釔結(jié)構(gòu)合金，可以應(yīng)用于航空和其它要求低密度和高熔點(diǎn)的場(chǎng)合。 　?。?）目前倍受人們關(guān)注的摻釔SrZrO3高溫質(zhì)子傳導(dǎo)材料，對(duì)燃料電池、電解池和要求氫溶解度高的氣敏元件的生產(chǎn)具有重要的意義。此外，釔還用于耐高溫噴涂材料、原子能反應(yīng)堆燃料的稀釋劑、永磁材料添加劑以及電子工業(yè)中作吸氣劑等。 　　鈧(Sc) ? ?1879年，瑞典的化學(xué)教授尼爾森（L.F.Nilson, 1840~1899）和克萊夫（P.T.Cleve, 1840~1905）差不多同時(shí)在稀有的礦物硅鈹釔礦和黑稀金礦中找到了一種新元素。他們給這一元素定名為"Scandium"（鈧），鈧就是門捷列夫當(dāng)初所預(yù)言的"類硼"元素。他們的發(fā)現(xiàn)再次證明了元素周期律的正確性和門捷列夫的遠(yuǎn)見(jiàn)卓識(shí)。 ??鈧比起釔和鑭系元素來(lái)，由于離子半徑特別小，氫氧化物的堿性也特別弱，因此，鈧和稀土元素混在一起時(shí)，用氨（或極稀的堿）處理，鈧將首先析出，故應(yīng)用"分級(jí)沉淀"法可比較容易地把它從稀土元素中分離出來(lái)。另一種方法是利用硝酸鹽的分極分解進(jìn)行分離，由于硝酸鈧最容易分解，從而達(dá)到分離的目的。 ? 　　?用電解的方法可制得金屬鈧，在煉鈧時(shí)將ScCl3、KCl、LiCl共熔，以熔融的鋅為陰極電解之，使鈧在鋅極上析出，然后將鋅蒸去可得金屬鈧。另外，在加工礦石生產(chǎn)鈾、釷和鑭系元素時(shí)易回收鈧。鎢、錫礦中綜合回收伴生的鈧也是鈧的重要來(lái)源之一。 鈧在化合物中主要呈3價(jià)態(tài)，在空氣中容易氧化成Sc2O3而失去金屬光澤變成暗灰色。 ?? 　　鈧能與熱水作用放出氫，也易溶于酸，是一種強(qiáng)還原劑。 ? ?鈧的氧化物及氫氧化物只顯堿性，但其鹽灰?guī)缀醪荒芩?。鈧的氯化物為白色結(jié)晶，易溶于水并能在空氣中潮解。 ??在冶金工業(yè)中，鈧常用于制造合金（合金的添加劑），以改善合金的強(qiáng)度、硬度和耐熱和性能。如，在鐵水中加入少量的鈧，可顯著改善鑄鐵的性能，少量的鈧加入鋁中，可改善其強(qiáng)度和耐熱性。 ??在電子工業(yè)中，鈧可用作各種半導(dǎo)體器件，如鈧的亞硫酸鹽在半導(dǎo)體中的應(yīng)用已引起了國(guó)內(nèi)外的注意，含鈧的鐵氧體在計(jì)算機(jī)磁芯中也頗有前途。 ??在化學(xué)工業(yè)上，用鈧化合物作酒精脫氫及脫水劑，生產(chǎn)乙烯和用廢鹽酸生產(chǎn)氯時(shí)的高效催化劑。 ? ?在玻璃工業(yè)中，可以制造含鈧的特種玻璃。 ??在電光源工業(yè)中，含鈧和鈉制成的鈧鈉燈，具有效率高和光色正的優(yōu)點(diǎn)。 ?? 　　自然界中鈧均以45Sc形式存在，另外，鈧還有9種放射性同位素，即40～44Sc和46～49Sc。其中，46Sc作為示蹤劑，已在化工、冶金及海洋學(xué)等方面使用。在醫(yī)學(xué)上，國(guó)外還有人研究用46Sc來(lái)醫(yī)治癌癥。