1、稀土金屬我國是舉世公認(rèn)的稀土資源大國。稀土工業(yè)和稀土應(yīng)用是從本世紀(jì)60年代開始伴隨著世界性 的新技術(shù)潮流而迅猛崛起的一項(xiàng)新興產(chǎn)業(yè)。稀土和稀土應(yīng)用產(chǎn)品已深入到我們生活的各個領(lǐng) 域，但許多人對稀土還是感到陌生。我們在此開辟（北京稀土應(yīng)用園地），就是和讀者共同學(xué) 習(xí)稀土的有關(guān)知識，了解我國稀土資源的開發(fā)利用情況，介紹北京地區(qū)稀土應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展 展望，探討稀土在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的重要作用和宣傳國家對開發(fā)稀土及應(yīng)用稀土的有關(guān)政策。什么是稀土?稀土是稀土元素（或稱稀土金屬）的簡稱，是17種元索組成的一個金屬大家族， 第三副族中的鑭、鈰、鐠、釹、钷、釤、銪、釓、鋱、鏑、欽、鉺、銩、鏡、镥等等15個 鑭系元素（

2、擁有獨(dú)特的4f 虹軌道）以及性質(zhì)與它們相近的鈧和釔。稀土是由18世紀(jì)末被 發(fā)現(xiàn)時而得名，當(dāng)時認(rèn)為它們很稀貴，其氧化物又有難溶于水的“土性”，故稱為稀土?，F(xiàn)在 看來，稀土在地殼中的重量百分含量（克拉克值）比銅、鉛、鋅、銀等常見金屬元索還要高， 性質(zhì)也不像土，而是一組性質(zhì)十分活潑的金屬，但“稀土 ”這個奇特的名稱卻被沿用至今。從1794年發(fā)現(xiàn)第一個稀土元素釔，到1972年發(fā)現(xiàn)自然界的稀土元素钷，歷經(jīng)178年，人 們才把17種稀土元索全部在自然界中找到。今年由于工業(yè)提純和冶煉技術(shù)的發(fā)展，除元素钷 以外，都能獲得高純的稀土氧化物和稀土金屬。稀土的應(yīng)用也隨著科技的發(fā)展從初級到高級， 從19世紀(jì)末應(yīng)用稀土

3、制造汽汽燈紗罩、打火石和弧光燈碳棒等初級應(yīng)用產(chǎn)品發(fā)展到現(xiàn)在把稀 土廣泛應(yīng)用于彩電熒光屏、三基色節(jié)能燈、綠色高能充電電池、汽車尾氣凈化催化劑、電腦 驅(qū)動器、核磁共振成像儀、固體激光器、光纖通訊和磁懸浮列車等高科技領(lǐng)域。我國是稀土資源最豐富的國家，稀土儲量和產(chǎn)量均居世界首位，在19個省市自治區(qū)都發(fā) 現(xiàn)有稀土礦藏，而且礦物品種齊全。從北京沿京包鐵路西行約800公里，就到了我國著名的 草原鋼城-內(nèi)蒙古包頭市，再向北行150公里，能看到一座奇特的礦山，這就是舉世聞名的白 云鄂博礦（“白云鄂博”在內(nèi)蒙古語中是“富麗雄偉”的意思），它不但是座巨大的鐵礦山（包鋼鋼 鐵原料基地），還是世界最大的稀土礦山，稀土儲

4、量幾乎占世界總儲量的一半（以輕稀土為主）， 而且因稀土與鐵共生?？梢噪S鐵開采綜合回收利用，生產(chǎn)成本低，市場競爭力強(qiáng)。在四川涼 山州和山東微山地區(qū)蘊(yùn)藏著優(yōu)質(zhì)氟碳鈰鑭型輕稀土礦。廣東和臺灣沿海有豐富的獨(dú)居石型稀 土礦。特別令世人矚目的是在我國南嶺地區(qū)，包括江西、廣東、福建、湖南、廣西等?。ㄗ灾?區(qū)）蘊(yùn)藏著我國所特有而又極為豐富的離子型稀土礦，它們所富含的釔、鋱等中重稀土儲量占 世界一半以上。稀土的分組&Nbsp;根據(jù)稀土元素原子電子層結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)性質(zhì)，以及它們在礦物中共生情況和不同的離子 半徑可產(chǎn)生不同性質(zhì)的特征，十七種稀土元素通常分為二組。輕稀土（又稱鈰組）包括：鑭、鈰、錯、釹、钷、釤、銪、釓

5、。重稀土（又稱釔組）包括：鋱、鏑、欽、鉺、銩、鏡、镥、鈧、釔。稱鈰組或釔組，是因?yàn)榈V物經(jīng)分離得到的稀土混合物中，常以鈰或釔占優(yōu)勢而得名。稀土元素的主要物理化學(xué)性質(zhì)稀土元素是典型的金屬元素。它們的金屬活潑性僅次于堿金屬和堿土金屬元素，而比其他 金屬元素活潑。在17個稀土元素當(dāng)中，按金屬的活潑次序排列，由鈧，釔、鑭遞增，由鑭到 镥遞減，即鑭元素最活潑。稀土元素能形成化學(xué)穩(wěn)定的氧化物、鹵化物、硫化物。稀土元素 可以和氮、氫、碳、磷發(fā)生反應(yīng)，易溶于鹽酸、硫酸和硝酸中?？谙⊥烈缀脱?、硫、鉛等元素化合生成熔點(diǎn)高的化合物，因此在鋼水中加入稀土，可以起到 凈化鋼的效果。由于稀土元素的金屬原子半徑比鐵的原子半徑

6、大，很容易填補(bǔ)在其品粒及缺 陷中，并生成能阻礙晶粒繼續(xù)生長的膜，從而使品粒細(xì)化而提高鋼的性能。稀土元素具有未充滿的4f電子層結(jié)構(gòu)，并由此而產(chǎn)生多種多樣的電子能級。因此，稀土 可以作為優(yōu)良的熒光，激光和電光源材料以及彩色玻璃、陶瓷的釉料。稀土離子與羥基、偶氮基或磺酸基等形成結(jié)合物，使稀土廣泛用于印染行業(yè)。而某些稀土 元素具有中子俘獲截面積大的特性，如釤、銪、釓、鏑和鉺，可用作原子能反應(yīng)堆的控制材 料和減速劑。而鈰、釔的中子俘獲截面積小，則可作為反應(yīng)堆燃料的稀釋劑。稀土具有類似微量元素的性質(zhì)，可以促進(jìn)農(nóng)作物的種子萌發(fā)，促進(jìn)根系生長，促進(jìn)植物的 光合作用。稀土金屬的某些物理特性原子序數(shù)元素原子 量離

7、子 半 徑（埃）密度 （克/厘 3）熔度 (C)沸點(diǎn)（C）氧化物 熔點(diǎn) （C）比電阻歐姆厘 米 X106R3+離子磁 矩 （波爾磁 子）熱中子俘 獲截面（靶）57La138.921.226.1992054230231556.80.008.958Ce140.131.186.76880452930195075.32.560.759Pr140.921.166.76993553020250068.03.6211.260Nd144.271.157.007102453180227064.33.684661Pm147.001.142.8362SM150.351.137.504105251630235088.

8、01.55 1.65550063Eu152.001.135.166826101490205081.33.40 3.50460064Gd157.261.117.86813502027302350140.57.944600065Tb158.931.098.2531336253023879.74466Dy162.511.078.5651485202330234056.010.6110067Ho164.941.058.79914902330236087.010.66468Er167.271.049.0581500155026302355107.09.616669Tm168.941.049.318150

9、016002130240079.07.611870Yb173.041.006.95982451530234627.04.53671Lu174.990.999.849165017501930240079.00.0010821Sc44.970.832.9951550160027501339Y88.921.064.4721552303026801.2717種稀土元素名稱的由來及用途鑭(La) 口口“鑭”這個元素是1839年被命名的，當(dāng)時有個叫“莫桑德”的瑞典人發(fā)現(xiàn)鈰土中含有其它元 素，他借用希臘語中“隱藏”一詞把這種元素取名為“鑭”。從此，鑭便登上了歷史舞臺?？?口鑭的應(yīng)用非常廣泛，如應(yīng)用于壓電材料

10、、電熱材料、熱電材料、磁阻材料、發(fā)光材料（蘭 粉）、貯氫材料、光學(xué)玻璃、激光材料、各種合金材料等。她也應(yīng)用到制備許多有機(jī)化工產(chǎn)品 的催化劑中，光轉(zhuǎn)換農(nóng)用薄膜也用到鑭，在國外，科學(xué)家把鑭對作物的作用賦與“超級鈣”的 美稱。鋪（Ce）口口“鈰”這個元素是由德國人克勞普羅斯，瑞典人烏斯伯齊力、希生格爾于1803年發(fā)現(xiàn)并命 名的，以紀(jì)念1801年發(fā)現(xiàn)的小行星谷神星。 口鈰廣泛應(yīng)用于（1）鈰作為玻璃添加劑，能吸收紫外線與紅外線，現(xiàn)已被大量應(yīng)用于汽車 玻璃。不僅能防紫外線，還可降低車內(nèi)溫度，從而節(jié)約空調(diào)用電。從1997年起，日本汽車玻 璃全加入氧化鈰，1996年用于汽車玻璃的氧化鈰至少有2000噸，美國約

11、一千多噸。（2）目 前正將鈰應(yīng)用到汽車尾氣凈化催化劑中，可有效防止大量汽車廢氣排到空氣中。美國在這方 面的消費(fèi)量占稀土總消費(fèi)量的三分之一強(qiáng)。（3）硫化鈰可以取代鉛、鎘等對環(huán)境和人類有害 的金屬應(yīng)用到顏料中，可對塑料著色，也可用于涂料、油墨和紙張等行業(yè)。目前領(lǐng)先的是法 國羅納普朗克公司。（4）Ce:LiSAF激光系統(tǒng)是美國研制出來的固體激光器，通過監(jiān)測色氨酸 濃度可用于探查生物武器，還可用于醫(yī)學(xué)。鈰應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，幾乎所有的稀土應(yīng)用領(lǐng)域 中都含有鈰。如拋光粉、儲氫材料、熱電材料、鈰鎢電極、陶瓷電容器、壓電陶瓷、鈰碳化 硅磨料、燃料電池原料、汽油催化劑、某些永磁材料、各種合金鋼及有色金屬等。錯（

12、Pr）大約160年前，瑞典人莫桑德從鑭中發(fā)現(xiàn)了一種新的元素，但它不是單一元素，莫桑德發(fā) 現(xiàn)這種元素的性質(zhì)與鑭非常相似，便將其定名為“錯釹”?！板e釹”希臘語為“雙生子”之意。大 約又過了 40多年，也就是發(fā)明汽燈紗罩的1885年，奧地利人韋爾斯巴赫成功地從“錯釹”中 分離出了兩個元素，一個取名為“釹”，另一個則命名為“錯”。這種“雙生子”被分隔開了，錯 元素也有了自己施展才華的廣闊天地。錯是用量較大的稀土元素，其主要用于玻璃、陶瓷和磁性材料中。（1）錯被廣泛應(yīng)用于建 筑陶瓷和日用陶瓷中，其與陶瓷釉混合制成色釉，也可單獨(dú)作釉下顏料，制成的顏料呈淡黃 色，色調(diào)純正、淡雅。（2）用于制造永磁體。選用廉

13、價的錯釹金屬代替純釹金屬制造永磁材 料，其抗氧性能和機(jī)械性能明顯提高，可加工成各種形狀的磁體。廣泛應(yīng)用于各類電子器件 和馬達(dá)上。（3）用于石迪催化裂化。以錯釹富集物的形式加入Y型沸石分子篩中制備石油裂 化催化劑，可提高催化劑的活性、選擇性和穩(wěn)定性。我國70年代開始投入工業(yè)使用，用量不 斷增大。（4）錯還可用于磨料拋光。另外，錯在光纖領(lǐng)域的用途也越來越廣。釵（Nd） 伴隨著錯元素的誕生，釹元素也應(yīng)運(yùn)而生，釹元素的到來活躍了稀土領(lǐng)域，在稀土領(lǐng)域中 扮演著重要角色，并且左右著稀土市場?？?口釹元素憑借其在稀土領(lǐng)域中的獨(dú)特地位，多年來成為市場關(guān)注的熱點(diǎn)。金屬釹的最大用戶 是釹鐵硼永磁材料。釹鐵硼永磁體

14、的問世，為稀土高科技領(lǐng)域注入了新的生機(jī)與活力。釹鐵 硼磁體磁能積高，被稱作當(dāng)代“永磁之王”，以其優(yōu)異的性能廣泛用于電子、機(jī)械等行業(yè)。阿 爾法磁譜儀的研制成功，標(biāo)志著我國釹鐵硼磁體的各項(xiàng)磁性能已跨入世界一流水平。釹還應(yīng) 用于有色金屬材料。在鎂或鋁合金中添加1.52.5%釹，可提高合金的高溫性能、氣密性和耐 腐蝕性，廣泛用作航空航天材料。另外，摻釹的釔鋁石榴石產(chǎn)生短波激光束，在工業(yè)上廣泛 用于厚度在10mm以下薄型材料的焊接和切削。在醫(yī)療上，摻釹釔鋁石榴石激光器代替手術(shù) 刀用于摘除手術(shù)或消毒創(chuàng)傷口。釹也用于玻璃和陶瓷材料的著色以及橡膠制品的添加劑。隨 著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，稀土科技領(lǐng)域的拓展和延伸，釹

15、元素將會有更廣闊的利用空間。钷(Pm)1947年，馬林斯基(J.A.Marinsky)、格倫丹寧(L.E.Glendenin)和科里爾(C.E.Coryell) 從原子能反應(yīng)堆用過的鈾燃料中成功地分離出61號元素，用希臘神話中的神名普羅米修斯(Prometheus) 命名為鈿(Promethium)。口鈿為核反應(yīng)堆生產(chǎn)的人造放射性元素。鈿的主要用途有(1)可作熱源。為真空探測和人 造衛(wèi)星提供輔助能量。(2) Pm147放出能量低的P射線，用于制造鈿電池。作為導(dǎo)彈制導(dǎo)儀 器及鐘表的電源。此種電池體積小，能連續(xù)使用數(shù)年之久。此外，鈿還用于便攜式X-射線儀、 制備熒光粉、度量厚度以及航標(biāo)燈中。釤(S

16、m)1879年，波依斯包德萊從鈮釔礦得到的“錯釹”中發(fā)現(xiàn)了新的稀土元素，并根據(jù)這種礦石 的名稱命名為釤?？卺煶蕼\黃色，是做釤鈷系永磁體的原料，釤鉆磁體是最早得到工業(yè)應(yīng)用的稀土磁體。這種 永磁體有SmCo5系和Sm2Co17系兩類。70年代前期發(fā)明了 SmCo5系，后期發(fā)明了 Sm2Co17 系。現(xiàn)在是以后者的需求為主。釤鉆磁體所用的氧化釤的純度不需太高，從成本方面考慮， 主要使用95%左右的產(chǎn)品。此外，氧化釤還用于陶瓷電容器和催化劑方面。另外，釤還具有 核性質(zhì)，可用作原子能反應(yīng)堆的結(jié)構(gòu)材料，屏敝材料和控制材料，使核裂變產(chǎn)生巨大的能量 得以安全利用。銪(Eu)1901年，德馬凱(Eugene-A

17、ntole Demarcay )從“釤”中發(fā)現(xiàn)了新元素，取名為車有(Europium)。 這大概是根據(jù)歐洲(EuroPE) 一詞命名的。氧化銪大部分用于熒光粉。Eu3+用于紅色熒光粉 的激活劑，Eu2+用于藍(lán)色熒光粉?，F(xiàn)在Y2O2S:Eu3+是發(fā)光效率、涂敷穩(wěn)定性、回收成本等 最好的熒光粉。再加上對提高發(fā)光效率和對比度等技術(shù)的改進(jìn)，故正在被廣泛應(yīng)用。近年氧 化銪還用于新型X射線醫(yī)療診斷系統(tǒng)的受激發(fā)射熒光粉。氧化銪還可用于制造有色鏡片和光 學(xué)濾光片，用于磁泡貯存器件，在原子反應(yīng)堆的控制材料、屏敝材料和結(jié)構(gòu)材料中也能一展 身手。釓(Gd)1880年，瑞士的馬里格納克(Gde MarignAC )將

18、“它分離成兩個元素，其中一個由索里 特證實(shí)是釤元素，另一個元素得到波依斯包德萊的研究確認(rèn)，1886年，馬里格納克為了紀(jì)念 釔元素的發(fā)現(xiàn)者 研究稀土的先驅(qū)荷蘭化學(xué)家加多林(Gado Linium)，將這個新元素命名為包。口包在現(xiàn)代技革新中將起重要作用。它的主要用途有：(1)其水溶性順磁絡(luò)合物在醫(yī)療上可 提高人體的核磁共振(NMR)成像信號。(2)其硫氧化物可用作特殊亮度的示波管和x射線 熒光屏的基質(zhì)柵網(wǎng)。(3)在包鎵石榴石中的包對于磁泡記憶存儲器是理想的單基片。(4)在 無Camot循環(huán)限制時，可用作固態(tài)磁致冷介質(zhì)。(5)用作控制核電站的連鎖反應(yīng)級別的抑制 劑，以保證核反應(yīng)的安全。（6）用作釤鉆

19、磁體的添加劑，以保證性能不隨溫度而變化。另外， 氧化釓與鑭一起使用，有助于玻璃化區(qū)域的變化和提高玻璃的熱穩(wěn)定性。氧化釓還可用于制 造電容器、x射線增感屏。 在世界上目前正在努力開發(fā)釓及其合金在磁致冷方面的應(yīng)用，現(xiàn)已取得突破性進(jìn)展，室溫 下采用超導(dǎo)磁體、金屬釓或其合金為致冷介質(zhì)的磁冰箱已經(jīng)問世。鋱（Tb） 1843年瑞典的莫桑德（Karl GMosander）通過對釔土的研究，發(fā)現(xiàn)鋱?jiān)兀═erbium）。鈦 的應(yīng)用大多涉及高技術(shù)領(lǐng)域，是技術(shù)密集、知識密集型的尖端項(xiàng)目，又是具有顯著經(jīng)濟(jì)效益 的項(xiàng)目，有著誘人的發(fā)展前景。主要應(yīng)用領(lǐng)域有：（1）熒光粉用于三基色熒光粉中的綠粉的 激活劑，如鈦激活的磷酸

20、鹽基質(zhì)、鈦激活的硅酸鹽基質(zhì)、鈦激活的鈰鎂鋁酸鹽基質(zhì)，在激發(fā) 狀態(tài)下均發(fā)出綠色光。（2）磁光貯存材料，近年來鈦系磁光材料已達(dá)到大量生產(chǎn)的規(guī)模，用 Tb-Fe非晶態(tài)薄膜研制的磁光光盤，作計算機(jī)存儲元件，存儲能力提高1015倍。（3）磁光 玻璃，含鈦的法拉第旋光玻璃是制造在激光技術(shù)中廣泛應(yīng)用的旋轉(zhuǎn)器、隔離器和環(huán)形器的關(guān) 鍵材料。特別是鈦鏑鐵磁致伸縮合金（TerFenol）的開發(fā)研制，更是開辟了鈦的新用途，Terfenol 是70年代才發(fā)現(xiàn)的新型材料，該合金中有一半成份為鈦和鏑，有時加入鈥，其余為鐵，該合 金由美國依阿華州阿姆斯實(shí)驗(yàn)室首先研制，當(dāng)Terfenol置于一個磁場中時，其尺寸的變化比 一般磁

21、性材料變化大，這種變化可以使一些精密機(jī)械運(yùn)動得以實(shí)現(xiàn)。鈦鏑鐵開始主要用于聲 納，目前已廣泛應(yīng)用于多種領(lǐng)域，從燃料噴射系統(tǒng)、液體閥門控制、微定位到機(jī)械致動器、 太空望遠(yuǎn)鏡的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和飛機(jī)機(jī)翼調(diào)節(jié)器等領(lǐng)域。鏑（Dy）1886年，法國人波依斯包德萊成功地將欽分離成兩個元素，一個仍稱為欽，而另一個根 據(jù)從欽中“難以得到”的意思取名為鏑（dysprosium）。鏑目前在許多高技術(shù)領(lǐng)域起著越來越重 要的作用，鏑的最主要用途是（1）作為釹鐵硼系永磁體的添加劑使用，在這種磁體中添加23%左右的鏑，可提高其矯頑力，過去鏑的需求量不大，但隨著釹鐵硼磁體需求的增加，它 成為必要的添加元素，品位必須在9599.9%左

22、右，需求也在迅速增加。（2）鏑用作熒光粉 激活劑，三價鏑是一種有前途的單發(fā)光中心三基色發(fā)光材料的激活離子，它主要由兩個發(fā)射 帶組成，一為黃光發(fā)射，另一為藍(lán)光發(fā)射，摻鏑的發(fā)光材料可作為三基色熒光粉。（3）鏑是 制備大磁致伸縮合金鈦鏑鐵（Terfenol）合金的必要的金屬原料，能使一些機(jī)械運(yùn)動的精密活 動得以實(shí)現(xiàn)。（4）鏑金屬可用做磁光存貯材料，具有較高的記錄速度和讀數(shù)敏感度。（5）用 于鏑燈的制備，在鏑燈中采用的工作物質(zhì)是碘化鏑，這種虹具有亮度大、顏色好、色溫高、 體積小、電孤穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，已用于電影、印刷等照明光源。（6）由于鏑元素具有中子俘獲截 面積大的特性，在原子能工業(yè)中用來測定中子能譜或做

23、中子吸收劑。（7） Dy3Al5O12還可用 作磁致冷用磁性工作物質(zhì)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，鏑的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)粩嗟耐卣购脱由臁J（Ho）十九世紀(jì)后半葉，由于光譜分析法的發(fā)現(xiàn)和元素周期表的發(fā)表，再加上稀土元素電化學(xué)分 離工藝的進(jìn)展，更加促進(jìn)了新的稀土元素的發(fā)現(xiàn)。1879年，瑞典人克利夫發(fā)現(xiàn)了欽元素并以 瑞典首都斯德哥爾摩地名命名為欽（holmium）。欽的應(yīng)用領(lǐng)域目前還有待于進(jìn)一步開發(fā)，用量不是很大，最近，包鋼稀土研究院采用高溫 高真空蒸餾提純技術(shù)，研制出非稀土雜質(zhì)含量很低的高純金屬欽Ho/LRE99.9%。目前欽的 主要用途有：用作金屬鹵素?zé)籼砑觿?，金屬鹵素?zé)羰且环N氣體放電燈，它是在高壓汞燈基礎(chǔ)

24、 上發(fā)展起來的，其特點(diǎn)是在燈泡里充有各種不同的稀土鹵化物。目前主要使用的是稀土碘化 物，在氣體放電時發(fā)出不同的譜線光色。在欽燈中采用的工作物質(zhì)是碘化欽，在電弧區(qū)可以 獲得較高的金屬原子濃度，從而大大提高了輻射效能。（2）欽可以用作釔鐵或釔鋁石榴石的 添加劑；（3）摻欽的釔鋁石榴石（Ho:YAG）可發(fā)射2pm激光，人體組織對2pm激光吸收率 高，幾乎比Hd:YAG高3個數(shù)量級。所以用Ho:YAG激光器進(jìn)行醫(yī)療手術(shù)時，不但可以提高 手術(shù)效率和精度，而且可使熱損傷區(qū)域減至更小。欽晶體產(chǎn)生的自由光束可消除脂肪而不會 產(chǎn)生過大的熱量，從而減少對健康組織產(chǎn)生的熱損傷，據(jù)報道美國用欽激光治療青光眼，可 以減

25、少患者手術(shù)的痛苦。我國2pm激光晶體的水平已達(dá)到國際水平，應(yīng)大力開發(fā)生產(chǎn)這種激 光品體。（4）在磁致伸縮合金Terfenol-D中，也可以加入少量的欽，從而降低合金飽和磁化 所需的外場。（5）另外用摻欽的光纖可以制作光纖激光器、光纖放大器、光纖傳感器等等光 通訊器件在光纖通信迅猛的今天將發(fā)揮更重要的作用。鉺（Er） 1843年，瑞典的莫桑德發(fā)現(xiàn)了鉗元素（Erbium）。鉗的光學(xué)性質(zhì)非常突出，一直是人們關(guān) 注的問題：（1）Er3+在 1550nm處的光發(fā)射具有特殊意義，因?yàn)樵摬ㄩL正好位于光纖通訊的 光學(xué)纖維的最低損失，鉗離子（Er3+）受到波長980nm、1480nm的光激發(fā)后，從基態(tài)4I15/

26、2 躍遷至高能態(tài)4I13/2，當(dāng)處于高能態(tài)的Er3+再躍遷回至基態(tài)時發(fā)射出1550nm波長的光，石 英光纖可傳送各種不同波長的光，但不同的光光衰率不同，1550nm頻帶的光在石英光纖中傳 輸時光衰減率最低（0.15分貝/公里），幾乎為下限極限衰減率。因此，光纖通信在1550nm處 作信號光時，光損失最小。這樣，如果把適當(dāng)濃度的鉗摻入合適的基質(zhì)中，可依據(jù)激光原理 作用，放大器能夠補(bǔ)償通訊系統(tǒng)中的損耗，因此在需要放大波長1550nm光信號的電訊網(wǎng)絡(luò) 中，摻鉗光纖放大器是必不可少的光學(xué)器件，目前摻鉗的二氧化硅纖維放大器已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。 據(jù)報道，為避免無用的吸收，光纖中鉗的摻雜量幾十至幾百PPm。光纖通

27、信的迅猛發(fā)展，將 開辟鉗的應(yīng)用新領(lǐng)域。（2）另外摻鉗的激光晶體及其輸出的1730nm激光和1550nm激光對人 的眼睛安全，大氣傳輸性能較好，對戰(zhàn)場的硝煙穿透能力較強(qiáng)，保密性好，不易被敵人探測， 照射軍事目標(biāo)的對比度較大，已制成軍事上用的對人眼安全的便攜式激光測距儀。（3）Er3+ 加入到玻璃中可制成稀土玻璃激光材料，是目前輸出脈沖能量最大，輸出功率最高的固體激 光材料。（4）Er3+還可做稀土上轉(zhuǎn)換激光材料的激活離子。（5）另外鉗也可應(yīng)用于眼鏡片玻 璃、結(jié)品玻璃的脫色和著色等。銩（Tm）口 口銩元素是1879年瑞典的克利夫發(fā)現(xiàn)的，并以斯堪迪那維亞（Scandinavia）的舊名Thule 命

28、名為車丟（Thulium）?？?口銩的主要用途有以下幾個方面：（1）銩用作醫(yī)用輕便X光機(jī)射線源，銩在核反應(yīng)堆內(nèi)輻 照后產(chǎn)生一種能發(fā)射X射線的同位素，可用來制造便攜式血液輻照儀上，這種輻射儀能使銩 -169受到高中子束的作用轉(zhuǎn)變?yōu)殇A-170，放射出X射線照射血液并使白血細(xì)胞下降，而正是 這些白細(xì)胞引起器官移植排異反應(yīng)的，從而減少器官的早期排異反應(yīng)。（2）銩元素還可以應(yīng) 用于臨床診斷和治療腫瘤，因?yàn)樗鼘δ[瘤組織具有較高親合性，重稀土比輕稀土親合性更大， 尤其以銩元素的親合力最大。（3）銩在X射線增感屏用熒光粉中做激活劑LaOBr:Br（藍(lán)色）， 達(dá)到增強(qiáng)光學(xué)靈敏度，因而降低了X射線對人的照射和危害

29、，與以前鎢酸鈣增感屏相比可降 低X射線劑量50%，這在醫(yī)學(xué)應(yīng)用具有重要現(xiàn)實(shí)的意義。（4）銩還可在新型照明光源 金屬 鹵素?zé)糇鎏砑觿?。?）Tm3+加入到玻璃中可制成稀土玻璃激光材料，這是目前輸出脈沖量最 大，輸出功率最高的固體激光材料。Tm3+也可做稀土上轉(zhuǎn)換激光材料的激活離子。鐿（Yb）1878年，查爾斯（Jean Charles）和馬利格納克（Gde Marignac）在“鉺”中發(fā)現(xiàn)了新的稀土 元素，這個元素由伊特必（Ytterby）命名為鏡（Ytterbium）o口 口鏡的主要用途有（1）作熱屏蔽涂層材料。鏡能明顯地改善電沉積鋅層的耐蝕性，而且含 鏡鍍層比不含鏡鍍層品粒細(xì)小，均勻致密。（

30、2）作磁致伸縮材料。這種材料具有超磁致伸縮 性即在磁場中膨脹的特性。該合金主要由鏡/鐵氧體合金及鏑/鐵氧體合金構(gòu)成，并加入一定比 例的錳，以便產(chǎn)生超磁致伸縮性。（3）用于測定壓力的鏡元件，試驗(yàn)證明，鏡元件在標(biāo)定的 壓力范圍內(nèi)靈敏度高，同時為鏡在壓力測定應(yīng)用方面開辟了一個新途徑。（4）磨牙空洞的樹 脂基填料，以替換過去普遍使用銀汞合金。（5）日本學(xué)者成功地完成了摻鏡釓鎵石榴石埋置 線路波導(dǎo)激光器的制備工作，這一工作的完成對激光技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展很有意義。另外，鏡 還用于熒光粉激活劑、無線電陶瓷、電子計算機(jī)記憶元件（磁泡）添加劑、和玻璃纖維助熔 劑以及光學(xué)玻璃添加劑等。镥（Lu）1907年，韋爾斯巴

31、赫和尤貝恩（GUrbain）各自進(jìn)行研究，用不同的分離方法從“鏡呻又 發(fā)現(xiàn)了一個新元素，韋爾斯巴赫把這個元素取名為Cp（CASSiopeium），尤貝恩根據(jù)巴黎的舊 名lutece將其命名為Lu（Lutetium）。后來發(fā)現(xiàn)Cp和Lu是同一元素，便統(tǒng)一稱為镥?？?口镥的主要用途有（1）制造某些特殊合金。例如镥鋁合金可用于中子活化分析。（2）穩(wěn)定 的镥核素在石油裂化、烷基化、氫化和聚合反應(yīng)中起催化作用。（3）釔鐵或釔鋁石榴石的添 加元素，改善某些性能。（4）磁泡貯存器的原料。（5）一種復(fù)合功能晶體摻镥四硼酸鋁釔釹， 屬于鹽溶液冷卻生長晶體的技術(shù)領(lǐng)域，實(shí)驗(yàn)證明，摻镥NYAB晶體在光學(xué)均勻性和激光性

32、能 方面均優(yōu)于NYAB晶體。（6）經(jīng)國外有關(guān)部門研究發(fā)現(xiàn)，镥在電致變色顯示和低維分子半導(dǎo) 體中具有潛在的用途。此外，镥還用于能源電池技術(shù)以及熒光粉的激活劑等。釔（Y）1788年，一位以研究化學(xué)和礦物學(xué)、收集礦石的業(yè)余愛好者瑞典軍官卡爾阿雷尼烏斯 （Karl Arrhenius）在斯德哥爾摩灣外的伊特必村（Ytterby），發(fā)現(xiàn)了外觀象瀝青和煤一樣的黑色礦物，按當(dāng)?shù)氐牡孛麨橐撂乇氐V（YtterbITe）o 1794年芬蘭化學(xué)家約翰加多林分析了 這種伊特必礦樣品。發(fā)現(xiàn)其中除鈹、硅、鐵的氧化物外，還含有約38%的未知元素的氧化物 橐“新土。1797年，瑞典化學(xué)家?？素惛瘢ˋnders GusTa

33、f Ekeberg）確認(rèn)了這種“新土，命名 為釔土（ Yttria,釔的氧化物之意）?？卺愂且环N用途廣泛的金屬，主要用途有：（1）鋼鐵及有色合金的添加劑。FeCR合金通常 含0.5-4%釔，釔能夠增強(qiáng)這些不銹鋼的抗氧化性和延展性；MB26合金中添加適量的富釔混 合稀土后，合金的綜合性能得到明顯的改善，可以替代部分中強(qiáng)鋁合金用于飛機(jī)的受力構(gòu)件 上；在Al-Zr合金中加入少量富釔稀土，可提高合金導(dǎo)電率；該合金已為國內(nèi)大多數(shù)電線廠 采用；在銅合金中加入釔，提高了導(dǎo)電性和機(jī)械強(qiáng)度。（2）含釔6%和鋁2%的氮化硅陶瓷材 料，可用來研制發(fā)動機(jī)部件。（3）用功率400瓦的釹釔鋁石榴石激光束來對大型構(gòu)件進(jìn)行鉆 孔、切削和焊接等機(jī)械加工。（4）由Y-Al石榴石單晶片構(gòu)成的電子