趣味科普丨“稀土”到底是什么?它为何如此重要?

趣味科普丨“稀土”到底是什么?它为何如此重要?

从化学角度看,稀土是指元素周期表中的镧系元素(从原子序数57的镧La到71的镥Lu)以及与它们性质相似的钪(Sc)和钇(Y),共计17种元素。尽管它们的名字并不常见,却各有“专长”:

钕(Nd):制造强力磁铁的核心材料,广泛用于风力发电机和电动汽车电机中;

铽(Tb)和镝(Dy):提高磁铁耐热性的“助攻”元素;

铕(Eu):能发出鲜艳的红光,是彩色电视和荧光灯的重要发光材料;

钆(Gd):具有优异的中子吸收能力,用于核反应堆;

钪(Sc):与铝合金配合,提高强度且减轻重量,适用于航空器材;

铈(Ce):用作抛光粉,也在汽车尾气净化器中发挥催化作用。

这些“冷门明星”,虽然不为大众熟知,却在现代工业中几乎无所不在。

用途广泛,稀土无处不在

稀土的神奇之处,在于它们虽然单一用途微小,却在高新技术中起到不可替代的作用。它们像是“工业维生素”,用量少,但缺了它就不行。

01

信息电子领域

手机、电脑、液晶显示器、摄像头、耳机……几乎所有电子产品的显示、发声、存储等核心部件中都有稀土材料的身影。例如,钕铁硼磁铁广泛应用于手机喇叭与振动马达;钇和铕则用于液晶屏的背光系统。

02

清洁能源与新能源汽车

风力发电的涡轮中需要高性能稀土永磁材料才能高效运转;电动车电机同样依赖钕、镝等稀土元素来提升能效比与稳定性。

03

航空航天与军工领域

稀土合金具备高温稳定性和高强度,适合用于战斗机、导弹、航天器等部件制造。此外,它们还用于激光武器、红外夜视仪、卫星通信系统等关键装备。

04

医疗与环保

稀土材料在磁共振成像(MRI)造影剂、癌症治疗药物、汽车尾气催化剂和污水处理催化剂中均发挥重要作用,帮助实现绿色发展与健康保障。

开采与提取的“绿色挑战”

虽然稀土广泛应用,但其开采与提取过程并不“环保”。稀土矿大多分散于矿石中,提炼过程涉及大量化学试剂,易产生酸性废水、放射性残渣和有毒气体,给环境带来巨大压力。

在过去,由于缺乏有效监管,部分地区的稀土产业发展牺牲了环境健康,出现“稀土污染村”等负面案例。这也促使全球逐渐重视稀土产业的绿色转型和循环利用。

目前,包括中国在内的多个国家正加强稀土冶炼分离技术的研发,推动“绿色稀土”发展,例如采用离子交换、膜分离、微生物辅助提取等新技术,以及提高废旧电子产品中的稀土回收率。

稀土与国家战略

稀土的重要性不仅体现在科技层面,更关系到国家安全和产业链控制权。

全球稀土储量分布较广,但提取与分离技术高度集中,其中中国在稀土生产、精炼与出口方面长期处于主导地位,尤其是在高纯度稀土氧化物和磁性材料制造领域,技术优势明显。

这也让稀土成为中美贸易摩擦、全球供应链重构中的焦点资源。为了减少依赖,多个国家开始推动稀土“本土化”战略,如美国重启稀土矿山、欧盟设立关键原材料法案、日本发展稀土回收系统等。与此同时,中国也在推动稀土产业的整合、环保升级和高附加值化,意在从“稀土大国”迈向“稀土强国”。返回搜狐,查看更多

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