中國若失去稀土等于在高科技領域“失守”
本月13日，美國聯合歐盟和日本向世界貿易組織提起的針對中國限制稀土出口的貿易訴訟已到60天時限，依據規則，美歐日有可能要求WTO成立工作小組進行調查。
西方國家為何在稀土問題上如此較勁兒？日前，由中國科協舉辦的“科學家與媒體面對面”活動上，權威專家圍繞“稀土與我們的日常生活”主題進行了講演交流。許多讀者可能還沒有注意到，稀土與我們的現代生活已經有了如此緊密的聯系，以至于如果沒有了它們，許多身邊司空見慣的事物根本就不可能出現。
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，這個名詞來自于當年發現它們時的誤解，而實際上，稀土并不稀少，當然也不是什么土壤，它是17種某些性能相近的金屬元素的統稱。1787年，發現了稀土的第一個元素，直到1945年，才發現了稀土的最后一個元素，加起來有將近兩百年的歷史。
2009年9月28日美國《華爾街日報》稱，如果沒有稀土，“我們將不再有電視屏幕、電腦硬盤、光纖電纜、數碼相機和大多數醫療成像設備。”“沒有稀土，你還得告別航天發射和衛星，全球的煉油系統也會停轉。”
特殊電子結構讓稀土具有奇妙特性
稀土實際上是17個元素的總稱，是元素周期表57-71號的15個鑭系元素，再加上和它性質相近的21號鈧和39號釔元素的總稱。
稀土分類的方法多種多樣，目前比較通行的分類方法就是分為輕稀土和中重稀土。
稀土的電子層結構跟別的元素不太一樣，有個4f電子層，外面的電子數是一樣的，它們的性質非常接近。稀土元素由于特殊的原子核外電子結構，而體現出其他諸多元素所不具備的光、電、磁、熱等特性，將其加入到傳統材料中之后，可賦予這些材料新的特性和性能，并可應用于許多高新技術領域。
中國稀土學會副秘書長張安文說，稀土發現以前，人類也能生活，但發現和運用了稀土以后，我們的生活更精彩。可以說，現代高新技術很多都離不開稀土。
稀土的應用是十分廣泛的。主要可以分為發光材料、永磁材料、貯氫材料等幾個領域。
沒有稀土就沒有彩色電視機
中國稀土學會發光專業委員會副主任委員莊衛東說，發光是早期最重要的稀土應用方向，現在也依然非常重要。它的特點是使用重稀土，主要起到激活劑的作用。
發光領域最主要的應用分兩大方面，第一就是顯示。現在家家戶戶基本上離不開彩電，但很少有人知道，電視原來只能看到黑白電視，只有有了稀土發光材料，才能出現彩色電視。
說到顯示，計算機、手機、照相機……哪一樣也離不開顯示器，而它們都要用到稀土發光材料。
發光領域應用的另一方面是照明。原來沒有稀土之前也可以照明，愛迪生發明的燈泡是不用稀土的，后來的日光燈也可以不含稀土。但是有了稀土以后，制作出來的節能燈光效提高，顯色效果也變好，各種各樣的裝飾效果也都可以出來，讓照明進入了一個新的時代。下一代運用稀土的光源是LED燈，因為它比較貴，老百姓現在還很少用，實際上它的光效比節能燈更好，一些公共應用的領域目前正在逐漸展開使用。
還有稀土的長余輝發光材料，在地鐵里可以看到，沒電的時候也可以發光，可以指引逃生。
在這些發光材料中，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。
每個人身上都可能有四五塊稀土
鋼鐵研究總院教授、博導朱明剛說，如果在發光材料中稀土相當于“維生素”，那么對于稀土永磁等功能材料來說，已經是“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用在電機上。稀土永磁電機的好處就是體積小而且效率高。比如過去我們用鐵氧體的電機在電梯上，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的麻煩。
現在到醫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。我們現在用的高效、節能變頻空調，也需要用到稀土永磁材料。
現代高技術產品中很多都需要用到稀土材料，比如電腦硬盤驅動器里的驅動電機需要稀土永磁材料，手機、數碼相機要用到稀土永磁材料，耳機要用到稀土高頻材料，甚至眼鏡中也會用到稀土材料。可以說，我們每個人身上都可能有四五塊稀土。
電動汽車發展對稀土有極大需求
朱明剛說，稀土另一個重要的用途就是作為稀土貯氫材料。我們現在所有的五號、七號充電電池，大部分是鎳氫電池，這種材料是上世紀六十年代飛利浦公司發現的，具有優異的貯氫性能。
稀土作為貯氫材料，電動汽車將是最大的一個應用市場，電動汽車最需要解決的是兩個問題，一個是驅動電機，需要用到永磁材料，再有就是電池的問題。過去的電池，放六個月電量就衰減70%，放到兩年就衰減沒了。現在研究的下一代電池，自放電率非常少，到了三年的時候，還有75%，一節放電率低的鎳氫電池可以充電使用一千到兩千次。
導彈制導系統離不開稀土材料
有人把稀土金屬稱為“戰爭金屬”，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航系統的各類陀螺儀、加速度計、力矩電機等核心慣性測量元件，這些測量元件主要用于測量飛機、艦船、導彈等物體的運動參數，計算出實際運動的軌跡，使打擊精度更高。現在幾乎所有的導彈上都使用這種慣性導航系統。
在伊拉克戰爭中，為什么美國的M1坦克總是能夠先發現敵情并進行準確打擊？因為該坦克裝備了稀土材料的激光測距機，這種測距機在晴朗的白天觀瞄距離可以達到4000米，而普通T-72坦克的激光測距機在相同的條件下測距不超過2000米。
我國的潛艇，過去噪聲比較大，一出去就被別人發現了。現在改用永磁電機推進的核潛艇，靜音效果是非常好的。
其實，除了我們上面列舉的這些，稀土應用的廣泛簡直可以出乎你的意料。比如，現代紡織品用稀土去染色，色彩非常鮮艷，在不同的陽光下有不同的顏色。稀土用到化妝品防曬霜上可以把紫外線轉為紅外線，減少紫外線對皮膚的灼傷，還有增白的效果。可以說，在現代世界中，稀土已經滲透到我們生活的各個方面。
延伸閱讀
高科技領域中供應最緊張
中、重稀土號稱“戰略元素”
正如前面所說，稀土并不稀，它在地殼中的含量，甚至比我們常見的銅都要多，是金的三萬倍。
盡管稀土并不稀少，但它分布極其分散，具有工業開采價值的礦床很少，因此，稀土仍然是非常稀缺的資源。
人們常說的一句話是：“中東有石油，中國有稀土”。的確，中國是世界上稀土資源最豐富的國家。但事實上，世界其他地方的稀土資源也并不少。
據2011年美國公布的數據，全球稀土資源的相對比例是：中國占了48.3%，俄羅斯占到16.7%，美國占到11.4%，印度、澳大利亞等世界很多國家都有分布。張安文認為，由于我國公布了很多貯量，而世界上很多國家并沒有公布，因此上面的數據很可能把中國占有的比例估計得過高了。
我國的稀土資源主要集中在內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，在高科技領域中供應最緊張的是中、重稀土，也就是大家經常提到的銪、鋱和鏑等元素。而我國的稀土資源中，這些稀缺元素有很好的配分，這也正是國外格外重視中國的稀土資源，把中、重稀土當成戰略資源、戰略元素來對待的原因。
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