稀土金属的最新应用引言稀土金属材料可以分成稀土金属合金以及稀土金属间化合物两大类。

稀土金属合金有稀土铸铁、稀土钢铁合金、稀土有色金属合金等，多为结构材料。

稀土金属间化合物则是稀土金属与其他金属或类金属之间形成的具有一定化学成分、晶体结构和显著金属结合键的物质，原子遵循着某种有序化的排列。

这些金属间化合物在稀土合金相图中被称为稀土金属中间相。

稀土金属间化合物主要有稀土磁性材料、稀土储氢材料、稀土热电材料( YbAl3，CePd3，YbxCo4Sb12，CeNiSn) 、热电子发射材料( LaB6 单晶) 、超导材料( LaAl，LaAl2，LaSi3) 等，多为功能材料。

一、稀土金属在冶金及其结构材料上的应用稀土是活泼的,易与氧、氢、氮、硫和其他元素结合成化合物,但不易与碳结合。

在炼钢工艺中稀土用来生产较纯的、不含气体的钢,其含硫低,夹杂少。

硫化物夹杂呈球形,热轧时仍为球形,它均匀布于晶内,这就增加钢的热塑性和可弯曲性,使其韧性更加各向同性。

加稀土处理过的钢达到较高的屈服强度和冲击韧性,并具有较低的脆性转变温度。

它使低合金钢获致较高的硬度,很高的耐磨和抗蚀性能,使含高铬的铁素体不诱钢获得更高的抗氧化能力,在循环加热试验中结果良好,并可替代镍铬合金作发热体用。

稀土促进了铸铁中的石墨化和球化,细化了石墨体,铁素体和共晶体;从而提高了铸铁的延性、韧性和强度。

制延性铸铁时,加铈可减少镁的添加量,因而防止了镁的挥发和烧损。

随着稀土的添加,灰口铁成为较有延性的,白口铁更为耐磨,使可加工铸铁的热处理时间缩短,而合金铸铁可获得更好的抗蚀和抗氧化能力。

稀土在金属中添加的量虽然不多，但是应用领域非常广，而且带来的附加价值高，仍有很大的发展空间。

除了在铸铁、钢铁以及有色金属中的应用外，在稀土金属间化合物方面的应用也开始受到关注，如B2 型稀土金属间化合物由于具有良好的室温塑性而受到人们的关注，在这种稀土金属间化合物中发现应力诱导相变有助于提高材料的塑性。

美国Ames 实验室的KarlA Gschneidner 博士在探索室温下具有较好韧性的稀土金属间化合物，在Nature Materials 杂志上报道了一系列晶体结构为CsCl 型( B2) 、化学成分为RM( R: 表示稀土金属，M: 2，8 - 13 族金属) 的稀土金属间化合物都具有良好的室温塑性。

二、稀土金属催化剂催化剂降低反应活性能，促进化学反应，是化学化工上的一个核心技术，影响到很多产业领域。

稀土元素及其化合物具有很好的催化性质，在石油化工、橡胶合成、氨的合成、尾气净化、塑料降解、污水处理一些涉及到节能和环境保护等领域得到重要应用。

下面是几例最新发现：1.稀土硅氨化物在催化制备螺[环丙烷-1,3′-吲哚]化合物中的应用硅氨基稀土化合物化学式为[(MeSi)N]Ln(-Cl)Li(THF)，可作为催化剂催化取代靛红、亚磷酸酯和烯烃，锅化反应制备螺[环丙烷-1,3′-吲哚]化合物；催化剂中，(MeSi)N表示三甲基硅氨基，Ln表示正三价的稀土金属离子，选自镧、钐、钆、铒或镱中的种；-代表桥键；THF代表四氢呋喃。

此方法中，催化剂合成方法简单，反应原料简单易得，底物适用范围广，锅化反应方法效率高，反应条件温和，大部分目标产物的收率均达85%以上。

2.稀土咪唑盐化合物作为催化剂的应用稀土咪唑盐化合物的通式为[RECl(THF)](HIPr)，其中，RE为稀土金属，选自La、Sm、Yb、Y中的种；HIPr为1,3-二(2,6-二异丙基苯基)咪唑阳离子；本发明的稀土咪唑盐化合物合成简单，结构明确，且收率高。

本发明同时提供了上述化合物的制备方法及将其作为催化剂催化氮杂环丙烷衍生物与二氧化碳反应的应用方法，应用方法条件温和，活性高，选择性好，底物适应范围广。

3.稀土改性活性炭催化剂应用煤气化废水是煤气化过程中产生的副产物，含有多种高浓度污染物，包括大量的苯酚，氨，硫化物，氰化物，焦油等，生物降解性差。

作为载体的活性炭在低温下负载稀土金属La，Ce，Pr和Nd以提高活性，制备具有较大比表面积，高活性和高稳定性的活性炭基催化剂;在80℃的常压系统中催化剂使用240小时后，催化剂的活性仍可基本保持不变。

三、稀土金属磁性材料稀土永磁材料因其合金成份不同,目前可分为三类〔1〕: ( 1)稀土-钴永磁材料: SmCo5、Sm2 Co17; ( 2)稀土-铁永磁材料: Nd2 Fe14 B; ( 3)稀土铁氮( RE-Fe-N 系)或稀土铁碳( RE-Fe-C系)永磁材料。

按开发应用的时间顺序可分为第一代( 1∶ 5型SmCo5)、第二代( 2∶ 7 型Sm2 Co17 )、第三代( NdFeB) ,目前正在积极开发寻找第四代稀土永磁体。

第一代SmCo5 稀土永磁体出现不久,为了提高永磁合金的磁能积,开发了第二代Sm2 Co17稀土永磁体。

Sm2 Co1 7具有较高的磁性能和稳定性,得到了广泛的应用。

80年代Nd2 Fe14 B型稀土永磁体问世,因其优异的性能和较低的价格很快在许多领域取代了Sm2 Co17型稀土永磁体,并很快实现了工业化生产。

其性能仍在不断提高,日本已开发出了磁能积为55. 8MGOe的Nd2 Fe14 B 型稀土永磁体。

NdFeB永磁体已广泛地用于能源、交通、机械、医疗、计算机、家电等领域。

中国Nd FeB产量1998年占世界总产量的38% ,总量为3850吨。

但中国Nd FeB产业仍未形成规模化经营,产品多为中低档产品,磁能积一般小于45MGOe,多为40MGOe 以下产品,因而多用于音响器材、磁化器、磁选机等中低档领域; 而日本Nd FeB 生产只集中于几个大厂, 其产品多为40MGOe以上产品, 多用于计算机V CM、新型电机、MRI等高技术领域。

中国NdFeB产业只有实现规模化、产业集团化、产品质量高性能化,才能在国际竞争中立于不败之地,并带动稀土产业的发展。

四、稀土金属储氢稀土储氢材料的研究始于20 世纪60 年代末，荷兰Philips 公司首先发现LaNi5 ( AB5 ) 型合金具有可逆吸放氢性能。

1989 年日本松下公司将AB5 型稀土储氢材料成功应用于镍氢电池，从而开始了稀土储氢材料的产业化。

稀土储氢合金研究主要集中在新型合金、镍氢电池、正极材料、表面改性、应用、回收和再利用、制备方法、导电剂等领域。

现在关键核心技术在于新的成分设计、甩带、表面改性3 个方面。

稀土储氢材料目前主要应用于镍氢电池( MH-Ni) 、输氢-贮氢装置、热能- 机械能转化系统、蓄热-输热系统、氢反应催化剂、H2 的分离和净化、传感器材料等领域。

·稀土储氢合金在镍氢二次电池中的应用镍氢电池于1988年进入实用化阶段，1990年在日本开始规模生产，此后产量成倍增加。

2000年日本镍氢电池产量达到7亿只左右，中国的产量不足1亿只。

近年由于在手机、笔记本电脑和数码相机等领域受到锂离子电池强有力的竞争和中国同行的崛起，日本镍氢电池产量下降到5亿只左右，中国企业的产量也上升到5亿只左右，90%以上的镍氢电池产自中国和日本。

镍氢电池为了应对锂离子电池的挤压，近年来致力于体积比能量的提高，功率特性和高低温性能的改善。

提高材料性能和增加电池内填充密度，镍氢电池体积能量密度从1990年的180W h/L增长到400Wh/L以上，AA电池的容量从1000mAh提升到2300mAh，三洋公司报道已开发出容量达2500mAh 的AA型镍氢电池。

镍氢电池的能量比的提高使其在通讯和便携家电等领域内仍具有一定的竞争力。

·除了镍氢电池外，稀土储氢合金和燃料电池的连用也是一个发展方向。

美国正在进行以贮氢合金供氢的燃料电池驱动的高尔夫球车的试验。

加拿大巴拉德公司研制出与笔记本电脑中燃料电池相配套的贮氢合金储氢盒。

德国采用贮氢合金来作为AIP 型潜艇用燃料电池的氢源。

六、稀土金属军事应用现代的陆海空天部队武器装备里少不了稀土。

在陆军武器装备中，稀土元素可用于装甲用钢材料。

稀土元素还可以用在火控瞄准系统中，如美国引以为豪的M1A2坦克凭借自身先进的火控系统，能够在战场上做到先敌发现和先敌开火，主要是它装备了独特的激光测距仪，这就要用到稀土金属“钇”元素。

海湾战争中，美军M1A2坦克测距距离为4000米，而伊拉克的T-72坦克测距距离只能达到2000米。

同时，美军坦克还装备了含有稀土金属“镧”元素的夜视仪。

结果，在沙尘漫天的战场上，无论白天黑夜，美军坦克都占有无可比拟的绝对优势。

在空军武器装备中，稀土应用的程度更深。

其中，镝﹑钕﹑铽﹑铕﹑釔是飞机上最重要的5种稀土金属元素，它们可用于飞机的热障涂层。

而稀土金属的高强度和高耐用性，还大大减轻了飞机的自重。

如在美军的F22战机上，机体和发动机都大量采用了稀土“铼”元素，以满足超音速巡航对机身坚固性的高要求。

在机载精准制导弹药中，含有“钐”、“钴”稀土元素的永磁发动机则在武器操控中起着至关重要的作用。

在海军的武器装备中，“铼”元素可以极大地强化钛合金，从而用于制造极高航速和较大潜深的合金潜艇。

前苏联上世纪制造的“阿尔法”级﹑M级和S级潜艇都属于钛合金潜艇。

这些潜艇普通航速达到40节以上，潜深可至400-600米。

这种鱼雷追不上，够不着的潜艇，一度成为美国海军的心头大患。

作为美国海军“宙斯盾”系统核心部分的SPY-1雷达也使用了由稀土元素制成的磁铁。

在航天上，以“钼”元素为主的二硫化钼能够适应太空的高真空和宇宙射线的强辐射，成为各类航天器上必不可少的轴承润滑剂。

由此可知，稀土的军事应用，不但广泛，而且很关键。

这就是其成为世界各国，尤其是军工大国关注的焦点的主要原因。

总结：稀土材料的种类繁多,用途极广,随着研究开发的进一步深入,新的稀土材料将会不断出现。

虽然我国稀土储量、产量、应用和出口量等均为世界第一,但是与美国、日本等国家相比,我国在稀土材料的研究、开发及应用方面还存在一定的差距。

所以,大力提升我国稀土产业应用水平,提高现有稀土产品的附加值,重视具有我国自主知识产权的稀土新材料和创新技术开发，把稀土资源优势转化为信息和技术优势。

随着全球社会经济发展和新技术革命的到来，稀土材料和科技产业有着更广阔的发展前景。

20102014、AlNiCo，铁氧体和稀土永磁体的产值增长稀土金属在军事上应用。