沒(méi)有稀土，世界會(huì)怎樣？
本月13日，美國(guó)聯(lián)合歐盟和日本向世界貿(mào)易組織提起的針對(duì)中國(guó)限制稀土出口的貿(mào)易訴訟已到60天時(shí)限，依據(jù)規(guī)則，美歐日有可能要求WTO成立工作小組進(jìn)行調(diào)查。
西方國(guó)家為何在稀土問(wèn)題上如此較勁兒？日前，由中國(guó)科協(xié)舉辦的“科學(xué)家與媒體面對(duì)面”活動(dòng)上，權(quán)威專(zhuān)家圍繞“稀土與我們的日常生活”主題進(jìn)行了講演交流。許多讀者可能還沒(méi)有注意到，稀土與我們的現(xiàn)代生活已經(jīng)有了如此緊密的聯(lián)系，以至于如果沒(méi)有了它們，許多身邊司空見(jiàn)慣的事物根本就不可能出現(xiàn)。
稀土，如果只是望文生義地理解，大約是一種十分稀少的土壤。其實(shí)，這個(gè)名詞來(lái)自于當(dāng)年發(fā)現(xiàn)它們時(shí)的誤解，而實(shí)際上，稀土并不稀少，當(dāng)然也不是什么土壤，它是17種某些性能相近的金屬元素的統(tǒng)稱(chēng)。1787年，發(fā)現(xiàn)了稀土的第一個(gè)元素，直到1945年，才發(fā)現(xiàn)了稀土的最后一個(gè)元素，加起來(lái)有將近兩百年的歷史。
2009年9月28日美國(guó)《華爾街日?qǐng)?bào)》稱(chēng)，如果沒(méi)有稀土，“我們將不再有電視屏幕、電腦硬盤(pán)、光纖電纜、數(shù)碼相機(jī)和大多數(shù)醫(yī)療成像設(shè)備。”“沒(méi)有稀土，你還得告別航天發(fā)射和衛(wèi)星，全球的煉油系統(tǒng)也會(huì)停轉(zhuǎn)。”
特殊電子結(jié)構(gòu)讓稀土具有奇妙特性
稀土實(shí)際上是17個(gè)元素的總稱(chēng)，是元素周期表57-71號(hào)的15個(gè)鑭系元素，再加上和它性質(zhì)相近的21號(hào)鈧和39號(hào)釔元素的總稱(chēng)。
稀土分類(lèi)的方法多種多樣，目前比較通行的分類(lèi)方法就是分為輕稀土和中重稀土。
稀土的電子層結(jié)構(gòu)跟別的元素不太一樣，有個(gè)4f電子層，外面的電子數(shù)是一樣的，它們的性質(zhì)非常接近。稀土元素由于特殊的原子核外電子結(jié)構(gòu)，而體現(xiàn)出其他諸多元素所不具備的光、電、磁、熱等特性，將其加入到傳統(tǒng)材料中之后，可賦予這些材料新的特性和性能，并可應(yīng)用于許多高新技術(shù)領(lǐng)域。
中國(guó)稀土學(xué)會(huì)副秘書(shū)長(zhǎng)張安文說(shuō)，稀土發(fā)現(xiàn)以前，人類(lèi)也能生活，但發(fā)現(xiàn)和運(yùn)用了稀土以后，我們的生活更精彩�？梢哉f(shuō)，現(xiàn)代高新技術(shù)很多都離不開(kāi)稀土。
稀土的應(yīng)用是十分廣泛的。主要可以分為發(fā)光材料、永磁材料、貯氫材料等幾個(gè)領(lǐng)域。
沒(méi)有稀土就沒(méi)有彩色電視機(jī)
中國(guó)稀土學(xué)會(huì)發(fā)光專(zhuān)業(yè)委員會(huì)副主任委員莊衛(wèi)東說(shuō)，發(fā)光是早期最重要的稀土應(yīng)用方向，現(xiàn)在也依然非常重要。它的特點(diǎn)是使用重稀土，主要起到激活劑的作用。
發(fā)光領(lǐng)域最主要的應(yīng)用分兩大方面，第一就是顯示。現(xiàn)在家家戶(hù)戶(hù)基本上離不開(kāi)彩電，但很少有人知道，電視原來(lái)只能看到黑白電視，只有有了稀土發(fā)光材料，才能出現(xiàn)彩色電視。
說(shuō)到顯示，計(jì)算機(jī)、手機(jī)、照相機(jī)……哪一樣也離不開(kāi)顯示器，而它們都要用到稀土發(fā)光材料。
發(fā)光領(lǐng)域應(yīng)用的另一方面是照明。原來(lái)沒(méi)有稀土之前也可以照明，愛(ài)迪生發(fā)明的燈泡是不用稀土的，后來(lái)的日光燈也可以不含稀土。但是有了稀土以后，制作出來(lái)的節(jié)能燈光效提高，顯色效果也變好，各種各樣的裝飾效果也都可以出來(lái)，讓照明進(jìn)入了一個(gè)新的時(shí)代。下一代運(yùn)用稀土的光源是LED燈，因?yàn)樗容^貴，老百姓現(xiàn)在還很少用，實(shí)際上它的光效比節(jié)能燈更好，一些公共應(yīng)用的領(lǐng)域目前正在逐漸展開(kāi)使用。
還有稀土的長(zhǎng)余輝發(fā)光材料，在地鐵里可以看到，沒(méi)電的時(shí)候也可以發(fā)光，可以指引逃生。
在這些發(fā)光材料中，稀土的用量雖然不多，卻不可缺少，就好比“維生素”一樣不可或缺。
每個(gè)人身上都可能有四五塊稀土
鋼鐵研究總院教授、博導(dǎo)朱明剛說(shuō)，如果在發(fā)光材料中稀土相當(dāng)于“維生素”，那么對(duì)于稀土永磁等功能材料來(lái)說(shuō)，已經(jīng)是“骨架”的概念了，它的用量占到總用量的30%左右。
稀土永磁材料最大的應(yīng)用在電機(jī)上。稀土永磁電機(jī)的好處就是體積小而且效率高。比如過(guò)去我們用鐵氧體的電機(jī)在電梯上，不但體積大，而且一年需要維修好多次。稀土永磁電機(jī)安全可靠性比較好，可以大大減少維修工作量以及由此帶來(lái)的麻煩。
現(xiàn)在到醫(yī)院檢查普遍用到核磁共振，這里面使用的就是稀土永磁材料，大概每一臺(tái)用2噸至5噸。相比之下，如果使用鐵氧體就需要20噸。我們現(xiàn)在用的高效、節(jié)能變頻空調(diào)，也需要用到稀土永磁材料。
現(xiàn)代高技術(shù)產(chǎn)品中很多都需要用到稀土材料，比如電腦硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器里的驅(qū)動(dòng)電機(jī)需要稀土永磁材料，手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)要用到稀土永磁材料，耳機(jī)要用到稀土高頻材料，甚至眼鏡中也會(huì)用到稀土材料�？梢哉f(shuō)，我們每個(gè)人身上都可能有四五塊稀土。
電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展對(duì)稀土有極大需求
朱明剛說(shuō)，稀土另一個(gè)重要的用途就是作為稀土貯氫材料。我們現(xiàn)在所有的五號(hào)、七號(hào)充電電池，大部分是鎳氫電池，這種材料是上世紀(jì)六十年代飛利浦公司發(fā)現(xiàn)的，具有優(yōu)異的貯氫性能。
稀土作為貯氫材料，電動(dòng)汽車(chē)將是最大的一個(gè)應(yīng)用市場(chǎng)，電動(dòng)汽車(chē)最需要解決的是兩個(gè)問(wèn)題，一個(gè)是驅(qū)動(dòng)電機(jī)，需要用到永磁材料，再有就是電池的問(wèn)題。過(guò)去的電池，放六個(gè)月電量就衰減70%，放到兩年就衰減沒(méi)了�，F(xiàn)在研究的下一代電池，自放電率非常少，到了三年的時(shí)候，還有75%，一節(jié)放電率低的鎳氫電池可以充電使用一千到兩千次。
導(dǎo)彈制導(dǎo)系統(tǒng)離不開(kāi)稀土材料
有人把稀土金屬稱(chēng)為“戰(zhàn)爭(zhēng)金屬”，幾乎所有高科技武器都有稀土的身影。稀土永磁材料主要用于制造慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的各類(lèi)陀螺儀、加速度計(jì)、力矩電機(jī)等核心慣性測(cè)量元件，這些測(cè)量元件主要用于測(cè)量飛機(jī)、艦船、導(dǎo)彈等物體的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，計(jì)算出實(shí)際運(yùn)動(dòng)的軌跡，使打擊精度更高�，F(xiàn)在幾乎所有的導(dǎo)彈上都使用這種慣性導(dǎo)航系統(tǒng)。
在伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)中，為什么美國(guó)的M1坦克總是能夠先發(fā)現(xiàn)敵情并進(jìn)行準(zhǔn)確打擊？因?yàn)樵撎箍搜b備了稀土材料的激光測(cè)距機(jī)，這種測(cè)距機(jī)在晴朗的白天觀瞄距離可以達(dá)到4000米，而普通T-72坦克的激光測(cè)距機(jī)在相同的條件下測(cè)距不超過(guò)2000米。
我國(guó)的潛艇，過(guò)去噪聲比較大，一出去就被別人發(fā)現(xiàn)了�，F(xiàn)在改用永磁電機(jī)推進(jìn)的核潛艇，靜音效果是非常好的。
其實(shí)，除了我們上面列舉的這些，稀土應(yīng)用的廣泛簡(jiǎn)直可以出乎你的意料。比如，現(xiàn)代紡織品用稀土去染色，色彩非常鮮艷，在不同的陽(yáng)光下有不同的顏色。稀土用到化妝品防曬霜上可以把紫外線(xiàn)轉(zhuǎn)為紅外線(xiàn)，減少紫外線(xiàn)對(duì)皮膚的灼傷，還有增白的效果�？梢哉f(shuō)，在現(xiàn)代世界中，稀土已經(jīng)滲透到我們生活的各個(gè)方面。
延伸閱讀
高科技領(lǐng)域中供應(yīng)最緊張
中、重稀土號(hào)稱(chēng)“戰(zhàn)略元素”
正如前面所說(shuō)，稀土并不稀，它在地殼中的含量，甚至比我們常見(jiàn)的銅都要多，是金的三萬(wàn)倍。
盡管稀土并不稀少，但它分布極其分散，具有工業(yè)開(kāi)采價(jià)值的礦床很少，因此，稀土仍然是非常稀缺的資源。
人們常說(shuō)的一句話(huà)是：“中東有石油，中國(guó)有稀土”。的確，中國(guó)是世界上稀土資源最豐富的國(guó)家。但事實(shí)上，世界其他地方的稀土資源也并不少。
據(jù)2011年美國(guó)公布的數(shù)據(jù)，全球稀土資源的相對(duì)比例是：中國(guó)占了48.3%，俄羅斯占到16.7%，美國(guó)占到11.4%，印度、澳大利亞等世界很多國(guó)家都有分布。張安文認(rèn)為，由于我國(guó)公布了很多貯量，而世界上很多國(guó)家并沒(méi)有公布，因此上面的數(shù)據(jù)很可能把中國(guó)占有的比例估計(jì)得過(guò)高了。
我國(guó)的稀土資源主要集中在內(nèi)蒙古的包頭和以江西贛州為代表的南方七省。其中北方主要是輕稀土，而南方資源中以中、重稀土更為突出。
目前，在高科技領(lǐng)域中供應(yīng)最緊張的是中、重稀土，也就是大家經(jīng)常提到的銪、鋱和鏑等元素。而我國(guó)的稀土資源中，這些稀缺元素有很好的配分，這也正是國(guó)外格外重視中國(guó)的稀土資源，把中、重稀土當(dāng)成戰(zhàn)略資源、戰(zhàn)略元素來(lái)對(duì)待的原因。
免責(zé)聲明：上文僅代表作者或發(fā)布者觀點(diǎn)，與本站無(wú)關(guān)。本站并無(wú)義務(wù)對(duì)其原創(chuàng)性及內(nèi)容加以證實(shí)。對(duì)本文全部或者部分內(nèi)容(文字或圖片)的真實(shí)性、完整性本站不作任何保證或承諾，請(qǐng)讀者參考時(shí)自行核實(shí)相關(guān)內(nèi)容。本站制作、轉(zhuǎn)載、同意會(huì)員發(fā)布上述內(nèi)容僅出于傳遞更多信息之目的，但不表明本站認(rèn)可、同意或贊同其觀點(diǎn)。上述內(nèi)容僅供參考，不構(gòu)成投資決策之建議；投資者據(jù)此操作，風(fēng)險(xiǎn)自擔(dān)。如對(duì)上述內(nèi)容有任何異議，請(qǐng)聯(lián)系相關(guān)作者或與本站站長(zhǎng)聯(lián)系，本站將盡可能協(xié)助處理有關(guān)事宜。謝謝訪問(wèn)與合作！ 中鎢在線(xiàn)采集制作。
|
