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      一點也不“土”的稀土

      2024-05-16 08:50:44饒勇
      小星星·閱讀100分(低年級) 2024年3期
      關鍵詞:磁性材料學家種元素

      饒勇

      稀土的英文名稱為“rare earth”,為什么稱為稀土呢?稀土元素最初是從瑞典產(chǎn)的比較稀少的礦物中發(fā)現(xiàn)的,按當時人們的習慣,稱不溶于水的固體氧化物為“土”,故稱稀土。

      稀土元素是一個大家族,它們一點也不孤單。稀土元素包括17種元素, 其中鑭(lán)、鈰(shì)、鐠(pǔ)、釹(nǚ)、钷(pǒ)、釤(shān)、銪(yǒu)、釓(gá)、鋱(tè)、鏑(dī)、鈥(huǒ)、鉺(ěr)、銩(diū)、鐿(yì)、镥(lǔ)被稱為鑭系元素,還有和鑭系元素密切相關的元素釔(yǐ)和鈧(kàng)。17種元素的總量是不稀少的,但其中有一些元素如鏑、鋱、銩、镥,其儲量則是稀少的。

      大部分的稀土元素都是“相親相愛”的,在自然界中往往共同存在,只是在不同產(chǎn)地和不同類型的礦物中,它們的比例不同而已。

      稀土元素“相親相愛”可不是一件好事,因為稀土元素之間越親近,分離起來就越困難。在許多稀土功能材料中,不同稀土的表現(xiàn)并不一致,每一種稀土卻需要分離得很干凈,而且還要有很高的純度。除了對化學純度有要求外,對它們的存在狀態(tài)也有嚴格要求。

      之所以說稀土不“土”,不是說稀土的性質(zhì)沒有“土”性,而是指稀土的應用不“土”。事實上,稀土應用不僅不“土”,而且可以說是特別“高大上”。在日常生活中,人們常用的手機、燈、汽車、電視,還有給人們提供網(wǎng)絡的光纖,稀土在其中都起了關鍵作用。除此之外,在一些高精尖的領域,如激光制導的導彈、激光誘導的核聚變、潛艇的聲吶系統(tǒng)等,都需要稀土發(fā)揮巨大作用。

      稀土以其強大的功能為人們提供了極大的便利。它不僅應用于節(jié)能燈、LED燈、電視機等的生產(chǎn),還應用于尖端武器和醫(yī)療設備的制造,是目前發(fā)光材料與器件中用途最廣和性能最好的材料。稀土磁性材料的應用更廣,覆蓋手機、汽車、風力發(fā)電等領域,這也是因為稀土磁性材料是目前最好的磁性材料。稀土拋光材料用在光學鏡頭、激光玻璃、手機蓋板和集成電路拋光上,其效果也是所有拋光材料中最好的;還有稀土催化材料應用于石油重整、汽車尾氣凈化和工廠廢氣凈化,稀土儲氫材料應用于動力電池和高純氫制備等,稀土陶瓷應用于各種電子器件、工程陶瓷等。這些應用都能充分體現(xiàn)稀土應用“高大上”的特征。

      稀土應用研究一直是全球各國的重點發(fā)展領域,這不僅僅是化學家和冶金學家的事,也是物理學家、生物學家、材料學家、機械學家等科學家們的艱巨任務。當然,稀土一定還有很多沒有被發(fā)現(xiàn)的用途,需要我們不斷地探索和開發(fā)。

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