漫活稀土

“稀土”名稱的由來是歷史的誤會。18世紀時發現稀土工業原料的礦產不多，形成獨立的礦更少又很分散，造成稀少的假象。它們的氧化物和土壤的氧化物在性質和組成上很相似，而且不溶於水，因此取名“稀土”。其實稀土在地殼中含量並不稀少。表1列出稀土元素在地殼中豐度，有的比某些常見元素含量還多。例如鈰比錫高，釔與鉛高，即使少見的銩也比銀、汞還多。

顯赫的大家族

在元素周期表上鑭系元素（Ln）占有一格位置，卻擁擠著15個元素。其原子序數從57至71依次排列，它們是鑭（La）、鈰（Ce）、鐠（Pr）、釹（Nd）、鉕（Pm）、釤（Sm）、銪（Eu）、釓（Gd）、鋱（Tb）、鏑（Dy）、鈥（Ho）、鉺（Er）、銩（Tm,）、鐿（Yb）和鑥（Lu）。加上同屬ⅢB族的鈧（Sc）和釔（Y），原子序數分別為21和39，這17個元素通稱為稀土（RE）。通常將稀土分為兩組，從鑭至銪7個元素為輕稀土，從釓至鑥8個元素為重稀土。根據稀土分離工藝的需要，也可分為輕、中、重三組。

它們好像孿生的兄弟姐妹一樣“長相”相似。也就是稀土原子最外二層電子排列相同，因此許多化學性質非常相似，難以用簡單的化學方法將它們分開，以至於化學家和礦物學家尋尋覓覓化費153年才一一把它們辨認出來（1794年首先發現釔，1947年考耶爾和馬林斯基等人在處理鈾核裂變生成的放射性同位素時，用離子交換法從鑭系元素中發現了鉕）。又由於稀土各元素原子內層電子結構並不一樣，原子序數不一樣，它們是不同的元素，因此稀土每個成員又有不同的脾氣和特性。它們個個身手不凡，在國民經濟各領域各顯神通。特別是研究稀土元素特有的豐富的電子能級，利用其優異的光、磁、電、熱性能開發功能性新材料和器件，可預期在21世紀六大新技術領域——信息、生物、新材料、新能源、空間和海洋，稀土家族的貢獻將是顯赫的。

稀土不稀

中國是稀土大國，有豐富的稀土資源，輕、中、重稀土齊全。儲量、產量都是世界第一。用量僅少於美國。生產近千個規格400多種產品，是世界稀土產品主要供應國，占世界市場的70-80%。

神奇的稀土

稀土的神奇作用表現在兩方面：一、在國民經濟各領域都可找到稀土成員的蹤影，每年為國家創造巨大的經濟效益和社會效益。二、隨著科學技術的進步，越來越發揮神奇的作用。

工業“維生素”

稀土在鋼中有淨化鋼液、使夾雜物變性和微合金化作用。因此鋼中加微量稀土就可大幅度提高鋼的強度，韌性、耐磨性和抗氧化能力。譽為工業“維生素”。包鋼、鋼研總院、鐵科院聯合研製的稀土鈮重軌鋼鋪軌，使用壽命提高50%以上，而且經濟效益十分明顯。鋁合金中加微量鈧和鋯，具有高強度與韌性，良好的耐磨性和可焊性。是航天航空、艦船和核能領域新型鋁合金材料。稀土套用於鋁電線電纜，提高了導電性和強度。已成為國家級電網規範性產品，成功用於50萬伏超高壓輸電線。我國生產的加稀土鋁電線電纜，年產能力超過40萬噸，投入使用每年可節電40億度。

稀土催化劑

採用含稀土的矽鋁酸鹽分子作裂化催化劑，在我國煉油工業中普及率已達98%。提高催化裂化能力20-30%。每年多產300萬噸輕質油，直接經濟效益60億元以上。汽車排放的尾氣中含有大量CO、NOx等有害物。用貴金屬作催化劑轉化為無害的CO<sub>2<sub>、H<sub>2<sub>O及N<sub>2<sub>國外已有成功經驗及產業化生產。我國盛產稀土，開發含少量或不含貴金屬的稀土催化劑已成為研究的熱點。有的已通過鑑定向產業化邁進。

農業“維生素”與稀土農用新技術

我國科技工作者大量研究和示範表明，合理施用微量稀土（主要是La和Ce），可促進農作物生根發芽，增加葉綠素，促進作物對氮、磷、鉀、鈣的吸收，增加乾物質的積累，從而增加產量改善品質。經過30年曆程，稀土套用已擴展到農、牧、林業。

提高對太陽光的利用率，是農產品提高質與量的好途徑。曾報導用銪的多核有機配合物加入農用塑膠薄膜中作為太陽光的轉化劑。成功地將是光中對植物有害的紫外光轉化為植物光合作用所需紅光，促進了植物的生長。用人們愛吃的西瓜、西紅柿、草莓……作實驗，結果糖分增加，瓜果更甜了，維生素C含量也增加了。平均增產10%，經濟效益增長12%左右。特別是促進作物早熟，作物早期產量提高更顯著。

稀土在高新技術領域的套用

隨著科技進步與高新測試儀器和方法的發展，加速了稀土新材料與器件開發與套用的速度。稀土發光材料的研究與套用已成為信息顯示、照明光源、光電器件等領域支撐材料，並使我們的生活五光十色。如稀土節能燈光效高、光色好、壽命長。與常用白熾光比可節電75-80%。稀土是理想的彩色電視發光材料，我國產品已達國際水平，40%產品出口。將來可能進入尋常百姓家的高清晰度、壁掛式大禁止彩電，也可能選擇稀土的螢光粉作顯示材料。含稀土的螢光材料對太陽能的套用也顯示了神奇。近年研製的發射綠和藍光發光材料（俗稱夜光粉），吸收和貯存陽光（或燈光）後，在暗處不需外加電源可發光12小時以上，作為標誌物可軍用也可民用。近30年來由於信息、通訊、原子能、電子工業和空間技術發展，稀土氧化物已成為光學玻璃、雷射玻璃、光學纖維、紅外玻璃、耐輻射玻璃等光功能玻璃的重要成份。

含稀土的鎳氫電池已取作污染環境的鎳鎘電池，廣泛用於攜帶型電器如行動電話、音響設備、筆記本電腦等。將來的目標是電動汽車，徹底解決汽車尾氣污染問題。

釹鐵硼磁體

含稀土的永磁材料是最好的，我國已進入第三代稀土永磁體——釹鐵硼磁體。廣泛用於計算機通訊、自動化、音像、機電、儀器儀表、航天航空、醫療等。磁致冷是使用固體磁性材料，不使用氟利昂和壓縮機的一種全新製冷技術，具有高效節能無環境污染兩大優勢。稀土元素釓（Gd）是室溫磁致冷材料主要成份。與之配套的關鍵部件如永磁體及永磁電機都和稀土有關，因此室溫磁致冷技術是稀土高科技的典型套用，我國正處於技術攻關階段。其他如磁光存儲材料、磁致伸縮材料、巨磁阻材料，稀土高溫超導材料……也等待人們繼續努力探索稀土的神奇作用，以改變目前我國稀土在高新技術領域套用比重偏低的狀況。將資源優勢變為經濟優勢和技術優勢，我國將不僅是稀土大國，也是稀土強國！