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稀土是什麼東西啊

知識 更新时间:2024-12-17 03:47:46

在元素周期表推出的很長一段時間,稀土并不受重視。它們被冷落在元素周期表的底部,甚至給予它們的名字都生僻難懂,遠不如氧、碳、鐵來得熟悉又廣泛。更為諷刺的是,大多數人每天都使用稀土制成的産品。事實上,你可以說沒有它們就無法生存,因為它們存在于大多數高科技産品中:手機,電腦,等等。

稀土是什麼東西啊(稀土有何用途)1

那麼稀土究竟是什麼呢?根據廣泛接受的定義,有17種稀土元素,它們都具有相似的化學性質:镧系元素中的镧,铈,镨,钕,钷,钐,铕,钆,铽,镝,钬,铒,铥,镱和镥,加上钇和钪,歸類為"過渡金屬"(一些科學家可能會從稀土分組中排除钪和钇,這取決于這兩種元素與镧系元素的相似程度)。這些元素,也稱為稀土金屬,瑞典科學家于1787年在一個采石場中發現了一塊奇怪沉重的黑色岩石後,将其命名為钇礦。

這些金屬并不罕見,全世界都有發現。然而,人們認為它們很少見,因為它們散布在地球上的微小碎片中,而不是像銅一樣聚集在礦石中。而且它們經常是作為群體一起出現,這意味着它們被開采後,需要分離成每個單獨的元素,這是非常困難而且昂貴的。事實上,當這些元素最初被發現時,科學家們還不确定如何處理這些元素,他們作為一個群體一起被開采,并被稱為"稀土金屬混合物"。

幾十年來,科學家們對這些元素進行不斷研究,最終發現了它們的巨大潛力。首先,稀土具有良好的磁性和導電性能,能夠縮小很多的技術設備。還記得上世紀70年代的索尼Walkman,第一款便攜式音樂設備嗎?這個緊湊的播放器之所以能夠被發明,部分原因在于它包含一個由钐制成小而堅固的磁鐵。如今,基于钐的磁鐵被更小化,更強的钕磁鐵取代。因此Walkman之後又發明更加小型的iPod。稀土也經常被用于國防領域,它們被廣泛制作于以及精确制導武器。

稀土是什麼東西啊(稀土有何用途)2

美國曾經是稀土技術的引領者,但時至今日,我們中國才是稀土技術的最強王者。我們國家在20世紀80年代和90年代受益于政府補貼,将大量的廉價稀土湧入國際市場。然而,随着我國對它們的需求不斷增長,目前并沒有向其他國家地區出售稀土,而且自身都非常短缺。目前美國已重新啟動其原先的生産設施,其稀土來源最大可能便是自身開采,但其稀土技術是否能重新引領全球(實際上就是能不能超過中國)尚不可知。

通過使用稀土來縮小高科技産品是目前最為主流的,但它們還有其他重要用途,特别是在環境方面。這些金屬用于制造衆多"綠色"物品,包括,空氣污染控制器,和。

具體而言,由稀土制成的磁體用于風力渦輪機和發電機等相關項目,使其功能更加強大,而且輕便高效。從小型電子閱讀器到上述重型混合動力車輛的各種可充電電池也使用這些元素,特别是镧。例如,每輛在其"鎳氫"電池中攜帶4.5千克的镧。

稀土是最為綠色的嗎?

稀土是什麼東西啊(稀土有何用途)3

當然,稀土并不完美。所有稀土礦石都含有鈾和钍等放射性元素,在開采時必須小心處理。分離鈾和钍比分離賤金屬如銅,鋅和鉛需要更多的化學物質,這對環境不利。

在很多稀土技術不發達地區,稀缺的法規和非法開采稀土金屬導緻土地和水污染,甚至毒害當地居民,這也将日益成為一個主要問題。采礦過程也會消耗大量能量,并可能導緻表土降解和侵蝕。最後,許多用稀土制成的高科技産品在它們不再有用的時候被塞進,随着時間的推移,稀土會被重新釋放回到環境中。

然而,稀土的産量在繼續增加,它的社會效益、科技效益遠遠大于環境污染的成本。或許,将來的某天,會有另外的東西取代。但目前而言,我們隻能繼續使用。

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