得天独厚的资源

在金属材料中，铁、铝、钛都是作为结构材料使用的，即作为构成机器、设备的骨架，利用的是它们的强度。其中，钛有时表现出一些独特的性质，是为了增强材料的某种功能。另外有一类材料，因能够表现出奇特的光、电、磁等性质而受到高度重视，那就是稀土金属。稀土金属共有十七个元素，它们是镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、钼、铥、镱、镥、钪、钇。

美国国防部公布了 35 种高技术元素，其中包括除钷以外的十六个稀土元

素。日本科技厅选出了 26 种高技术元素，十七种稀土元素全部入选。在我国，稀土金属一直受到高度重视并纳入国家高科技研究项目之中。

稀土元素受到如此重视，是因为它们稀缺吗？其实稀土并不稀少，地球上稀土的含量比铜和锡合起来还要多。稀土受到重视，主要还是由于它们独特的性质和在高技术领域中的用途所致。例如：

·稀土永磁材料稀土金属是最好的磁性材料。在电动机、扬声器、耳机⋯⋯等很多电器中都离不开磁体。自六十年代发现第一代稀土钐钴合金后，不到十年就有新一代稀土磁体问世。目前第三代稀土永磁体积体小、重量轻、比功率大、效率高。国内外正在开发第四代性能更好的永磁体。

·稀土光纤材料光纤通信是高技术造福人类的一个明显例证，光纤容量是同轴光缆的十倍，有利于电话普及，而且声音清晰，抗干扰强、不易串话。光纤以砂子（石英）为原料，而电缆要用昂贵的铜。在未来的信息现代化社会里，电脑网络联接千家万户，也得靠光纤来完成。

光纤在传输过程中因为吸收、散射而产生损耗，使得光越传得远，光就越弱，这样每过 30～70 公里距离，就得设立中继站，把光讯号放大再继续传输，所以光纤传输损耗越小越好。特别是越过大洋的超长距离，最好是不设中继站，一站就跨越太平洋或大西洋，这种光纤，必须是超低损耗的。

含稀土化合物氟化镧的光纤的传输损耗达到每公里 0.001 分贝。当然，稀土纯度必须很高，微量的杂质就会导致损耗提高。

·稀土超导材料在提高超导转变温度的艰难攀登过程中，是稀土元素帮助科学家们实现了突破，达到了液氮温度。1986 年瑞士苏黎世 IBM 实验室的贝特诺兹和缪勒用稀土金属镧与铜的氧化物，在超导转变温度上取得了突破。随后中国科学院赵忠贤等人用另一种稀土金属锶、镧和铜的氧化物，取

得了更高的超导转变温度，几天后，又用稀土金属镱和钡、铜的氧化物达到转变温度 100K 的记录。稀土是开发超导材料的沃土。

·稀土发光材料已经研制出近三百种激光晶体和一百多种稀土发光材料，广泛应用在医学、电视光源、信息传输显示上。例如广泛应用的 YAG 激光器上用的就是含稀土镱、钕的激光晶体。用于薄膜显示的发光材料重量轻、体积小，不产生对人体有害的 X 射线。用稀土发光材料制造的三基色节能灯节电显著，如果全国有三分之一的白炽灯采用这种节能灯，每年可以节省 18 亿度照明用电。

此外，稀土金属还是性能优良的储氢金属，这一点，后面还要谈到。

稀土金属既不稀，又非土，所以稀土这个名字实在是名不副实的。那么，这名字是怎样得来的呢？当然跟发现它的过程有关。

早期的化学家把不溶于水、受热不分解的物质称为“土”，按照这个定义，钙、铝、硅、铁、镁的氧化物都是土。其中钙、镁的氧化物被称为“碱土”，因为它们是碱性的。后来英国科学家戴维从碱土中电解出金属钙、镁，就称它们为“碱土金属”，这个名称沿用至今。

1794 年，芬兰化学家加多林研究了一种奇特的岩石，这种岩石是在瑞典的一个叫于特比的小村庄找到的，加多林认为这种岩石是一种新的“土”，并给这种“稀土”命名为镱。后来德国化学家克拉普罗特发现镱是由两种“土” 组成的，他把其中一种仍称为镱，另一种命名为铈。瑞典化学家莫桑德尔又把它们分成一系列不同的“土”。最后证实这些“土”全都是一系列新元素的氧化物，这些新元素被称为“稀土金属”。

现在已经弄清楚，稀土金属原子结构都具有相同的外层电子数，差别只在于内层电子数不同。其中元素周期表中的第 57 至 71 号元素，在周期表中只占一个位置，称“镧系 La-Lu”元素，在周期表下另外列出表来表示它们。镧系的十五个元素加上同族的钪、钇，统称为稀土元素。

我们知道，化学反应中，原子只有最外层电子发生变化，元素的化学性质是由它们的最外层电子决定的，稀土金属最外层电子相同，化学性质也几乎相同，难怪要分离它们是那样困难了。

稀土金属主要存在于一种名叫独居石的矿石中，世界上的独居石主要集中在我国。现已探明的稀土资源中，80％分布在中国，而且品种齐全。稀土是中国得天独厚的矿物资源。

从 1986 年起，我国的稀土生产跃居世界第一，在世界稀土市场上举足轻重。

稀土的提纯非常困难，而高技术领域对稀土金属的纯度要求非常高，我国的科学技术工作者在这方面做出了出色的工作，促进了我国稀土资源的开发和利用。高纯稀土和超纯稀土本身都是高技术产品，如果再用它们做成高技术高性能产品，还会大大增加它的经济价值。在稀土应用方面，我国有相当多的科技工作者也都在利用本国资源优势，进行高新技术产品的研制。