建议收藏！详尽解析17种稀土元素的应用！
稀土就是化学元素周期表中镧系元素—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），以及与镧系的15个元素密切相关的两个元素——钪（Sc）和钇（Y），共17种元素，称为稀土元素。
稀土元素是17种特殊的元素的统称，它的得名是因为科学家在提取稀土元素时应用了稀土化合物，所以得名稀土元素。
（图片来源于网络）
这些稀土元素的发现，从1794年芬兰人加多林分离出钇到1947年美国人马林斯基等制得钷，历时150多年。其中大部分稀土元素是欧洲的一些矿物学家、化学家、冶金学家等发现制取的。钷是美国人马林斯基、格兰德宁和科列尔用离子交换分离，在铀裂变产物的稀土元素中获得的，过去认为自然界中不存在钷，直到1965年，芬兰一家磷酸盐工厂在处理磷灰石时发现了痕量的钷。
(图片来源：periodni.com/rare_earth_elements)
分类
通常把镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕称为轻稀土元素，钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇称为重稀土元素。也有的根据稀土元素物理化学性质的相似性和差异性，除钪之外（有的将钪划归稀散元素）划分成三组，即轻稀土组为镧、铈、镨、钕、钷，其中钷是人造放射性元素；中稀土组为钐、铕、钆、铽、镝；重稀土组为钬、铒、铥、镱、镥、钇。
性质
稀土元素都是很活泼的金属，性质极为相似，常见化合价为+3价，其水合离子大多有颜色，易形成稳定的配位化合物。溶剂萃取和离子交换是目前分离稀土的较好方法。镧、铈、镨、钕等轻稀土金属，由于熔点较低，电解时呈熔融状态在阴极上析出，故一般均采用电解法制取。可用氯化物和氟化物两种盐系，前者以稀土氯化物为原料加入电解槽，后者则以氧化物的形式加入。
稀土元素的种类和应用
01
轻稀土组元素
镧（La）
镧的应用非常广泛，如应用于压电材料、电热材料、热电材料、磁阻材料、发光材料（兰粉）、贮氢材料、光学玻璃、激光材料、各种合金材料等。镧也应用到制备许多有机化工产品的催化剂中，光转换农用薄膜也用到镧，在国外，科学家把镧对作物的作用赋与“超级钙”的美称。
铈（Ce）
（1）目前正将铈应用到汽车尾气净化催化剂中，可有效防止大量汽车废气排到空气中，美国在这方面的消费量占稀土总消费量的三分之一。
镨（Pr）
镨是用量较大的稀土元素，大量用于玻璃、陶瓷和磁性材料中。
（1）镨被广泛应用于建筑陶瓷和日用陶瓷中，其与陶瓷釉混合制成色釉，也可单独作釉下颜料，制成的颜料呈淡黄色，色调纯正、淡雅。
钕（Nd）
钕元素凭借其在稀土领域中的独特地位，多年来成为市场关注的热点。
（1）金属钕的最大用户是钕铁硼永磁材料，钕铁硼永磁体的问世，为稀土高科技领域注入了新的生机与活力。钕铁硼磁体磁能积高，被称作当代“永磁之王”，以其优异的性能广泛用于电子、机械等行业。阿尔法磁谱仪的研制成功，标志着我国钕铁硼磁体的各项磁性能已跨入世界一流水平。
钷（Pm）
钷为核反应堆生产的人造放射性元素，钷的主要用途有：
（1）可作热源，为真空探测和人造卫星提供辅助能量。
02
中稀土组元素
钐（Sm）
钐呈浅黄色，是做钐钴系永磁体的原料，钐钴磁体是最早得到工业应用的稀土磁体。这种永磁体有SmCo5系和Sm2Co17系两类。
钐钴磁体所用的氧化钐的纯度不需太高，从成本方面考虑，主要使用95%左右的产品。此外，氧化钐还用于陶瓷电容器和催化剂方面。另外，钐还具有核性质，可用作原子能反应堆的结构材料，屏敝材料和控制材料，使核裂变产生巨大的能量得以安全利用。
铕（Eu）
氧化铕大部分用于荧光粉。Eu3+用于红色荧光粉的激活剂，Eu2+用于蓝色荧光粉。现在Y2OS:Eu3+是发光效率、涂敷稳定性、回收成本等最好的荧光粉，再加上对提高发光效率和对比度等技术的改进，故正在被广泛应用。
钆（Gd）
钆的主要用途有：
（1）其水溶性顺磁络合物在医疗上可提高人体的核磁共振（NMR）成像信号。
铽（Tb）
铽的应用大多涉及高技术领域，是技术密集、知识密集型的尖端项目，其主要应用领域有：
（1）荧光粉用于三基色荧光粉中的绿粉的激活剂，如铽激活的磷酸盐基质、硅酸盐基质、铈镁铝酸盐基质，在激发状态下均发出绿色光。
镝（Dy）
镝最主要的用途是：
（1）作为钕铁硼系永磁体的添加剂使用，在这种磁体中添加2%~3%左右的镝，可提高其矫顽力。过去镝的需求量不大，但随着钕铁硼磁体需求的增加，它成为必要的添加元素。
03
重稀土组元素
钬（Ho）
目前钬的主要用途有：
（1）用作金属卤素灯添加剂。金属卤素灯是一种气体放电灯，它是在高压汞灯基础上发展起来的，其特点是在灯泡里充有各种不同的稀土卤化物。
铒（Er）
铒的光学性质非常突出，一直是人们关注的焦点：
（1）Er3+在1550nm处的光发射具有特殊意义，因为该波长正好位于光纤通讯的光学纤维的最低损失，铒离子（Er3+）受到波长980nm、1480nm的光激发后，从基态4I15/2跃迁至高能态4I13/2，当处于高能态的Er3+再跃迁回至基态时发射出1550nm波长的光，石英光纤可传送各种不同波长的光，但不同的光光衰率不同，1550nm频带的光在石英光纤中传输时光衰减率最低（0.15dB/km），几乎为下限极限衰减率。
铥（Tm）
铥的主要用途有以下几个方面：
（1）铥用作医用轻便X光机射线源，铥在核反应堆内辐照后产生一种能发射X射线的同位素，可用来制造便携式血液辐照仪。
镱(Yb)
镱的主要用途有：
（1）作热屏蔽涂层材料。
镥（Lu）
镥的主要用途有：
（1）制造某些特殊合金，例如镥铝合金可用于中子活化分析。
钇（Y）
钇是一种用途广泛的金属，主要用途有：
（1）钢铁及有色合金的添加剂。
04
稀散元素
钪（Sc）
（1）照明行业。比较有趣的是，钪的用途（作为主要工作物质，而不是用于掺杂的）都集中在很光明的方向，称他为光明之子也不为过。如钪钠灯、太阳能光电池、γ射线源等。
稀土元素已广泛应用于电子、石油化工、冶金、机械、能源、轻工、环境保护、农业等领域。我们国家拥有丰富的稀土矿产资源，成矿条件优越，堪称得天独厚，探明的储量居世界之首，为发展中国稀土工业提供了坚实的基础。目前较为紧迫的任务就是进一步提高稀土材料的加工合成技术，避免国外凭借领先我们的技术用我们的稀土材料赚我们的钱。
参考资料：
[1]秦威.浅谈稀土元素在陶瓷行业中的应用
[2]董世知.稀土氧化物在陶瓷涂层中的应用
[3]尹月.稀土氧化物在陶瓷材料中的应用硏究新进展
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