摘要:本文以綜述的形式介紹了稀土冶金材料，稀土發光材料，石油化工，玻璃陶瓷等方面的應用情況和發展前景。

　　關鍵詞:稀土材料;發展;應用

　　稀土元素是元素周期表中鑭系元素系稀土類元素群的總稱[1～2]，包含鈧(Sc)、釔(Y)及鑭系中的鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)等共17個元素。由于17個元素位于元素周期表同一族———ⅢB，造成物化性質有一定相似性。特別是鑭系的15個元素(La—Lu)均位于周期表的同一格內，它們的性質更為接近，分離成單一元素時十分困難。

　　但是它們本身是17個不同的元素，尤其在電子結構，原子及離子半徑等方面又有顯著的不同，其特異性能來源于稀土元素具有特異的4f電子構型，大的原子磁矩，非常強的自旋軌道耦合等因素，稀土元素與其他元素形成稀土配合物時，配位數可在3～12之間變化，稀土化合物的晶體結構也是多元化的。在各種材料的制備加工過程中，添加稀土元素可以明顯提高產品的性能和制備工藝，目前稀土永磁材料是已知的綜合性能最好的一種永磁材料。另外，稀土材料在發光、貯氫、超導材料及軍事和農業等領域也有著廣泛的應用。

　　1冶金工業

　　稀土永磁材料是目前綜合性能最高的一種永磁材料，它比鐵氧體和鋁鎳鈷性能都要優越。在熔煉的鋼中加入稀土元素，可以改善鋼鐵在加工過程中的性能，同時也可以去除一些有害雜質，因為他們的熔點低，在熔煉過程中易去除。還有一些鑄鐵被廣泛的應用在汽車，柴油機等機械制造業中，這是由于這種鑄鐵在加工的過程中利用稀土硅鐵合金等作為球化劑，使其具有被生產復雜器件的性能。為了提高合金不同溫度下的性能，在加工鋁、銅、鋅等合金的過程中可以添加稀土元素。

　　2發光材料

　　稀土的發光和激光性能是由于稀土的4f電子在不同能級之間的躍遷產生的。由于稀土例子具有豐富的能級和4f電子活躍的特性，這就為多個領域提供了高性能的發光材料。比如現階段電視機和之前的老一代電視機相比，在畫面亮度和色彩鮮艷度方面都有明顯提高，[3]這是由于將稀土熒光粉加入到電視機顯像管中就能提高這些性能。現在醫學領域也將發光材料應用到醫學放射圖像中，使圖像更加清晰，鮮明。目前應用廣泛的節能燈也是由金屬鹵化物發光材料制成的。

　　3石油化工

　　催化技術在化工產業中起到至關重要的作用。而稀土元素被廣泛應用到制備催化劑的過程中，汽油、柴油等輕質油是在重油輕質化的二次加工的催化裂化過程中產生的，這就彌補了蒸餾方法得到輕質油比例低的缺點。在煉油過程中使用稀土分子篩裂化催化劑可使其成本降低20%，并使裂化裝置生產能力提高30%～50%。

　　4玻璃陶瓷

　　稀土元素作為著色劑生產出的有色玻璃具有顏色鮮明，著色穩定等特點。稀土元素也可作為玻璃的脫色劑使用，如為了去除玻璃中的綠色，就需要在熔制玻璃過程中加入二氧化鈰，因為二氧化鈰對鐵有氧化作用。稀土元素在生產特種陶瓷時也起到十分重要的作用，為了改變Al2O3的產品性能，可以將少量的Y2O3外加劑加入到Al2O3陶瓷中，可以有效的降低陶瓷的燒結溫度。[4]

　　西安交通大學的鄒秦等人制得了工藝性能良好陶瓷材料，其保持了電阻率低(ρ為10-2Ω/cm量級)、非線性高(非線性系數α>10)的介電-壓敏復合功能特性。他們采用的工藝是略去了Nb5+、Ta5+等離子的涂覆過程，直接在(Sr，Ca)TiO3中摻雜了Y3+、La3+進行熱擴散。

　　5農業方面

　　稀土元素可以促進農作物種子的萌發。在研究過程中發現，為了提高水稻、小麥等農作物的發芽率和成活率，可以將其種子浸泡在一定濃度的稀土溶液中已達到目的。稀土元素可以改變農作物的品質，提高農作物產量。色氨酸作為生長素物質的前體，為了增加它的含量，將農作物的種子經過稀土元素進行處理，從而促進了植物莖葉的生長。

　　稀土還能促進種子萌發，提高種子發芽率，促進幼苗生長。除了以上主要作用外，稀土元素還具有提高農作物抗病性能的作用。稀土元素可以促進農作物對土壤養分中鉀元素的吸收，鉀元素是保障農作物健壯生長的必要元素。為了有效的防止病菌對植株的傷害，就研究出一套植株互保的方法，這種方法就是利用稀土元素，提高了植株體內氧化酶的活性，增加了其內部酚類物質的含量。

　　6軍事方面

　　稀土有工業“黃金”之稱，由于其具有優良的光電磁等物理特性，能與其他材料組成性能各異、品種繁多的新型材料，其最顯著的功能就是大幅度提高其他產品的質量和性能。[5]比如鑭元素可以用于戰斗機的夜視裝備，它不光可以增加駕駛員的可視距離，同時可以讓駕駛員在黑暗的作戰條件下看清前方的物體。稀土元素同樣可以用來制作防輻射材料，被廣泛的用于坦克，裝甲車等軍事裝備中。稀土科技在軍事上的應用，先進的戰爭手段，在一定程度上影響了一些國家的戰略地位。

　　7結語

　　我國雖是稀土儲量大國，但與美國、日本等國家相比在材料的研究，開發及應用等方面還相差甚遠。國家加大力度研究稀土，重視對稀土材料的技術創新，將稀土資源優勢轉化為經濟優勢。稀土材料的種類眾多，用途范圍之廣，隨著科研的不斷進步，新的稀土材料必將不斷涌現，稀土材料產業將有著更深遠的發展前景。

　　參考文獻：

　　[1]劉光華.稀土材料學[M].化學工業出版社，2007.

　　[2]徐光憲.稀土(第二冊，下冊)[M].北京:冶金工業出版社，1995.

　　[3]李建宇.稀土發光材料及其應用[M].北京:化學工業出版社，2003.

　　[4]鄭子樵，李紅英.稀土功能材[M].北京:化學工業出版社，2003.

　　[5]梁小蕊，江炎蘭，等.稀土材料的應用及發展趨勢[J].化學工程師，2011.

　　化學方向刊物推薦：《化學工程師》(月刊)創刊于1970年，由原化工部科技情報所、黑龍江省化工學會和黑龍江省化工研究院聯合創辦的，現由黑龍江省化工研究院、黑龍江省化工學會聯合主辦的綜合性化工科技類月刊，是黑龍江省唯一的一本反映化工及與化工專業相關的科技類學術期刊。本刊主要面向各大中小型石油、化工、醫藥、農藥等行業的科研、企業、設計、貿易等單位發行。是科研及企業管理者的良師益友。