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稀土为何被称为“稀”却在现代科技和工业中不可或缺?

  稀土是指一组化学元素,包括元素周期表中的17种金属元素,具体为:

  1. 镧系元素(15种):镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)。
  2. 钪(Sc)和钇(Y):因化学性质与镧系相似,也被归类为稀土元素。

为什么叫“稀土”?

  • 历史误解:18-19世纪发现时,人们误以为这些元素在地壳中含量稀少(实际某些稀土丰度高于铅、金)。
  • 提取难度:它们常以氧化物形态共生,分离提纯技术复杂,早期难以获取,故称“稀土”(英文:Rare Earth)。

稀土的特性

稀土为何被称为“稀”却在现代科技和工业中不可或缺?

  • 化学性质相似:导致分离困难,需复杂工艺(如溶剂萃取)。
  • 特殊物理性质
    • 强磁性(如钕铁硼永磁体用于电机、硬盘)。
    • 发光特性(铕、铽用于LED、屏幕)。
    • 催化性能(铈用于汽车尾气净化)。
    • 高温稳定性(用于航空航天材料)。

应用领域

  1. 高科技产业:手机、电脑、电池、光纤、激光器。
  2. 清洁能源:风力发电机、电动汽车电机(依赖钕、镝)。
  3. 军事科技:导弹制导、雷达、隐形涂层。
  4. 工业催化:石油精炼、化工生产。
  5. 医疗设备:MRI造影剂(钆)、X射线增感屏。

资源分布与生产

  • 全球储量:中国(约37%)、越南、巴西、俄罗斯等,但分布不均。
  • 生产主导:中国曾占全球90%以上产量,近年因环保和技术限制,其他国家(如澳大利亚、美国)逐步增加开采。
  • 环境挑战:开采易造成放射性污染(伴生铀、钍),需严格管理。

为什么稀土重要?

  • 不可替代性:许多应用依赖稀土的特殊性能,缺乏经济替代品。
  • 战略资源:涉及国家安全和科技竞争力,各国将其列为关键矿产。

  总结:稀土虽名“稀”,实为现代工业的“维生素”,支撑从日常生活到尖端科技的广泛需求。其供应链稳定性对全球经济和科技发展至关重要。

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