二 稀土固体化学是新材料的摇篮

稀土元素的原子具有未充满的受到外层屏蔽的 4f5d 电子组态,因此有丰富的电子能级和长寿命激发态,能级跃迁通道多达 20 余万个,可以产生多种多样的辐射吸收和发射,构成广泛的发光和激光材料。目前已有 270 多种稀土激光晶体和 100 多种稀土发光材料,应用于医学、电视、光源、信息传输和显示等。例如,用于薄膜显示的发光材料具有体积小、不产生危害人体的 X-射线及长期观察对人眼不产生疲劳等优点。目前日、美等国的科学家正集中研制掺稀土的双色或多色的电致发光薄膜显示材料,一旦该材料达到实用阶段,就可发展为多色平板显示器,用于坦克、战车、飞机座舱及各种微机显示终端的彩屏中。又如,三基色节能荧光灯粉的研制,是电光源的新发展,按我国每年生产两亿白炽灯泡计,如果其中有 1/10 被三基色节能灯所代替,即可节约 18 亿度照明用电,但目前在国内外这种荧光材料成本都太高,灯管寿命还有待提高, 以致影响推广使用。此外,还有上述的含稀土的第一代、第二代和正在研究开发的第三代高磁能积永磁体,以及超导材料等。

由此可见,在实验技术得到飞速发展的今天,制备超纯稀土、超纯稀土合金;开拓它们在新技术领域中的应用;应广泛研究稀土元素的本征性质及其化合物的合成及相图,特别是关于稀土价态浮动,在磁场中自旋涨落的猝灭;研究稀土离子变价、空位缺陷缔合等所形成的非整比化合物的结构和性质;研究稀土与过渡金属复合氧化物在高温、超高温以及静高压和冲击波条件下的反应及合成产物,研究它们的物相、结构、缺陷及物理化学性质,以期从中发现一些具有发光、激光、透光、介电、导电、催化等功能的新材料。