稀土的用途和功能

时间:2023-10-09 20:09:48 知识 我要投稿

  稀土的用途和功能,稀土有工业“黄金”之称,大幅度提高用于制造坦克、飞机、导弹的钢材、铝合金、镁合金、钛合金的战术性能,以下为大家分享稀土的用途和功能。

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  稀土的主要用途是什么

  稀土已被广泛应用于国防工业、冶金、机械、电子、石油、化工、玻璃、陶瓷、纺织、皮革、农牧养殖等各传统方面领域,在社会生活中几乎随处可见。

  作为改性添加元素在钢铁和有色金属中加入极少量稀土就能明显改善金属材料性能,提高钢材的强度及耐磨性和抗腐蚀性能力。

  比如大幅度提高用于制造坦克、飞机、导弹的钢材、铝合金、镁合金、钛合金的战术性能。而且,稀土同样是电子、激光、核工业、超导等诸多高科技的润滑剂。

  稀土科技一旦用于军事,必然带来军事科技的跃升。从一定意义上说,美军在冷战后几次局部战争中压倒性控制,得益于稀土科技领域的技术。

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  稀土产业在国际有话语权

  全世界绝大部分稀土依赖中国,美国也不例外。美国政府问责局曾发布一份报告,其中提到:“如果中国禁运稀土材料,那么中国之外的几乎所有汽车、计算机、智能手机和飞机装配线都可能被关闭,依赖稀土的美国和北约武器系统也将如此。”

  18年美国政府曾宣布对中国稀土征收进口关税,但随后收回了这项决定。另外,从近期美国向中国加征关税的'情况看,稀土并未进入美国2000亿美元的关税清单,而后续宣布的3000亿美元征收清单中,也没有稀土。

  对此,俄罗斯卫星通讯社称,“可见美国对中国的战略资源有依赖”。路透社援引专家的话称,稀土材料对美国工业和国防至关重要,短期内没有替代品,如若加征关税美方将承受更大苦痛。

  “美国在对中国商品征收关税的名单中没有稀土,说明美国很需要中国的稀土,而这种资源的可替代性极低。目前美国是中国的第二大稀土出口国,美国占中国出口的20%。”中国稀土行业协会副秘书长陈占恒说。

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  稀土的应用

  稀土元素在许多领域中都有着重要的应用,包括:

  电池:稀土元素用于制造各种类型的电池,包括电动汽车和智能手机等便携式设备。

  磁性材料:稀土元素是制造磁性材料的关键成分,这些材料在电子设备,如硬盘驱动器、风力发电机和汽车引擎中都有应用。

  光学材料:稀土元素也用于制造各种光学材料,包括激光器和光纤通信系统。

  超级合金:稀土元素能显著提高合金的强度和耐腐蚀性,因此在航空航天、汽车和军事工业中有广泛应用。

  医药领域:某些稀土元素具有抗病毒、抗癌等生物活性,是药物研发的'重要原料。

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  稀土的功能

  稀土元素之所以有如此广泛的应用,主要是因为它们具有特殊的物理和化学性质。以下是一些主要的功能:

  磁性:稀土元素是最丰富的永久磁性元素,尤其是钕和镨。这些元素使得稀土合金在室温下就能保持强大的磁性。

  光学透明性:某些稀土元素(如铒、铥)具有良好的光学透明性,可以用于制造高质量的光学玻璃。

  高强度和耐腐蚀性:稀土元素的原子结构使得它们能在合金中产生高强度,同时对酸、碱和其他腐蚀剂有良好的抗性。

  总的来说,稀土是一种非常重要的资源,它们在许多现代技术和产品中都发挥着关键的作用。随着科技的发展,我们对稀土的需求也在不断增长。因此,如何有效、可持续地利用这些宝贵资源,将是我们需要面对的重要问题。

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  一、美国进口稀土的用途

  很多朋友可能认为美国进口稀土主要用来生产武器。其实不是这样的,美国进口的稀土75%用来做催化剂,5%用来冶金或合金,5%用来做玻璃和陶瓷,5%用到抛光领域,其他领域加起来还有10%。

  像我们前面视频提到的钕铁硼磁铁,虽然用途非常广泛,但美国自己生产的比较少,主要是从中国、日本等国进口。需要提一句,美国虽然每年大量进口稀土及其制品,而且这些年已经开始自己开采稀土资源,但是这些稀土并非都给自己使用的。

  据一些媒体报道,美国除了充当消费者以外,也充当着中转站的作用,也就是一些稀土会被美国再转卖给其他国家。当然,美国用稀土加工好的产品还会大量销往其他国家,为美国赚取外快。

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  二、催化剂是稀土的第一大应用

  1.什么是催化剂

  我们先给大家介绍一下美国稀土的第一大应用——催化剂。什么叫催化剂?通俗点说,就像是化学反应的中介机构,不管是婚姻中介、房屋中介还是其他中介,都是给交易提供方便的机构。

  催化剂也一样,对于很多化学反应来说,两个可以发生反应的分子,就算碰到一起也很难发生反应,但是有了催化剂这个中介以后,就会促进两个分子发生反应,从而改变了化学反应的速率。

  是不是有点像婚姻介绍所,男孩女孩走在大街上互不相识,不太可能变成恋人,但是通过别人介绍,两个人却会坐下来吃顿饭看个电影,然后很可能深入发展。

  这就是催化剂发挥的作用,从专业角度说,催化剂就是能改变化学反应速率,本身的质量和化学性质并不随着化学反应的进行而发生改变的一类物质。更专业点说,催化剂通过改变化学反应的活化能,也就是反应难度来改变化学反应速率。

  目前世界上至少有几千万种化学物质,绝大多数化学物质的合成都需要用到催化剂,可见催化剂的重要性。美国购买稀土制作的催化剂,主要应用于石油化工、汽车尾气净化、化学工业和环境保护等领域。

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  2. 石油化工应用

  先说石油化工,我们都知道石油通过分馏作用可以得到汽油、柴油、航空煤油等油品,但是很多人并不清楚,通过分馏只能获得大概30%的汽油和柴油,远远不能满足市场的需求。要想提高汽油和柴油的产量,就得用到一种技术,叫做催化裂化。

  所谓催化裂化,就是通过催化剂帮忙把重油给变成轻油,变得过程就像把一个长木条掰断成两段或几段短木条,短木条的性质跟汽油或柴油相似,就可以加入到汽油或柴油里面去了。于是,就可以大大提高汽油或柴油的产量了。

  目前来说做这种催化剂效果最好的材料就是添加了稀土的沸石。因此,稀土在石油化工领域的需求量非常大,这也是美国使用稀土比较多的`一个领域。

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  3. 尾气净化

  第二个需要说的就是汽车尾气净化。汽车尾气净化是几十年以来一直都比较重视的领域。如果没有汽车尾气处理系统,汽车运转产生的尾气里有大量的一氧化碳、一氧化氮等有毒有害气体,还会有大量的黑烟。

  按照现在的汽车保有量,如果所有汽车都没有尾气处理装置,我们走在大街上,随时都可能会中毒,搞不好我们必须得带上防毒面具才敢在马路上走了,就算不中毒也会被黑烟熏得黑乎乎的。好在西方国家很早就开始让尾气处理系统成为了汽车的标配。

  但是,尾气处理系统还是比较复杂的,既要能把一氧化碳氧化成二氧化碳、把黑炭颗粒物氧化成二氧化碳,还要能把一氧化氮、二氧化氮等氮氧化物给还原成氮气,这样才不会污染环境。

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