稀土合金应用中的卫生防护问题--《铸工》1971年04期
稀土合金应用中的卫生防护问题
【摘要】：正近几年来,在我国,稀土球墨铸铁得到了迅速推广,特别是许多单位都是土法上马,采用稀土合金多系手工破碎,手工操作,因此在稀土合金的存放,破碎、熔炼和应用过程中,对稀土元素的放射性应采取的卫生防护措施必须引起注意。现将我们在生产现场对稀土元素的放射性的测定结果和应采取的放射性卫生防护措施介绍如下。
【作者单位】：
【关键词】：
【正文快照】：
近几年来,在我国,稀士球墨铸铁得到考虑。但是,如果长期进行稀土合金的破了迅速推广,特别是许多单位都是土法上碎、熔炼,不注意卫生防护,而将稀土粉马,采用稀士合金多系手工破碎,手工操尘吸人人体内,长期在人体内反复照射,作,因此在稀土合金的存放,破碎、熔炼则会给人体的健
欢迎：、、)
支持CAJ、PDF文件格式，仅支持PDF格式
【相似文献】
中国期刊全文数据库
范爱国;;[J];兵器材料科学与工程;2011年04期
;[J];;年期
;[J];;年期
;[J];;年期
;[J];;年期
;[J];;年期
;[J];;年期
;[J];;年期
;[J];;年期
;[J];;年期
中国重要会议论文全文数据库
谢荣乾;毕清华;金蕾;;[A];第三届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1998年
耿殿奇;郭东城;耿殿禹;张志东;;[A];内耗与超声衰减——第三次全国固体内耗与超声衰减学术会议论文集[C];1991年
赵兴科;吴平;;[A];第九次全国焊接会议论文集（第1册）[C];1999年
陈坤;;[A];2005'（贵阳）表面工程技术创新研讨会论文集[C];2005年
彭军;王玲玲;唐黎明;高学宝;;[A];第九届材料科学与合金加工学术会议专刊论文集[C];2004年
盛达;;[A];2008中国铸造活动周论文集[C];2008年
盛达;王昆林;李双寿;;[A];第九届中国稀土企业家联谊会会议论文集[C];2002年
刘海东;王敦辉;唐少龙;都有为;;[A];第四届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];2001年
曹瑜强;薛小敏;雷百战;邓宏运;;[A];第八届21省（市、自治区）4市铸造学术年会论文集[C];2006年
唐黎明;王玲玲;彭军;韦家谋;王学东;;[A];2005年中国固体科学与新材料学术研讨会专辑[C];2005年
中国重要报纸全文数据库
本报首席记者
蔡立军;[N];中国冶金报;2008年
本报首席记者
蔡立军;[N];中国冶金报;2008年
本报首席记者蔡立军;[N];中国冶金报;2009年
本报首席记者
蔡立军;[N];中国冶金报;2007年
本报首席记者
蔡立军;[N];中国冶金报;2008年
蔡立军;[N];中国冶金报;2008年
蔡立军;[N];中国冶金报;2008年
田钟 子昆;[N];世界金属导报;2009年
首席记者蔡立军;[N];中国冶金报;2009年
中国博士学位论文全文数据库
陶明大;[D];四川大学;2005年
王涛;[D];哈尔滨工程大学;2008年
李德辉;[D];上海交通大学;2007年
宋波;[D];吉林大学;2006年
房大庆;[D];吉林大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库
王茂范;[D];天津大学;2007年
兰孝文;[D];内蒙古工业大学;2009年
郭生晖;[D];厦门大学;2009年
彭军;[D];湖南大学;2005年
彭潜;[D];武汉理工大学;2009年
吴崴;[D];沈阳工业大学;2007年
王豪;[D];哈尔滨工业大学;2010年
赵政;[D];上海交通大学;2009年
张毅;[D];内蒙古工业大学;2005年
栗万仲;[D];郑州大学;2007年
&快捷付款方式
&订购知网充值卡
400-819-9993
《中国学术期刊（光盘版）》电子杂志社有限公司
同方知网数字出版技术股份有限公司
地址：北京清华大学 84-48信箱 知识超市公司
出版物经营许可证 新出发京批字第直0595号
订购热线：400-819-82499
服务热线：010--
在线咨询：
传真：010-
京公网安备75号稀土铝合金形成焓及缺陷问题研究--《中南大学》2011年博士论文
稀土铝合金形成焓及缺陷问题研究
【摘要】：铝合金作为一种重要的有色金属结构材料,在民用和国防领域具有不可替代的地位。不过铝合金同其他金属一样,越来越多的受到无机材料和高分子材料的冲击,这必然对铝合金的性能和使用领域提出新的要求,要大力发展新型铝合金。稀土铝合金正是发展出的一种性能优良、极有前景的新型铝合金。
本论文以稀土铝合金的形成焓和缺陷问题为主要研究内容,以对宏观热力学模型—Miedema模型的应用、改进、评价及与其他计算方法的比较为研究主线,通过Miedema模型、神经网络、第一原理等方法对稀土铝合金中热力学性质特别是形成焓及缺陷问题进行了全面、系统的论述和研究,得到以下主要研究结论：
1.通过运用Miedema模型和Toop几何模型研究了Er在含硅铝合金中的热力学行为。计算了Al-Si-Er三元合金及其相关二元系各组元的活度、混合焓、过剩熵与过剩自由能,其混合焓、过剩熵与过剩自由能在整个浓度范围内均为负值,各组元活度计算结果相对于理想熔体有较大的负偏差,说明Er与A1及Si原子都有很强的相互作用。结合Al-Er, Si-Er二元相图,计算了Al3Er, Er5Si3相的形成能,Al3Er和Er5Si3的形成能均为负值,且Er5Si3形成能比Al3Er更负,因而铒加入含硅铝合金中优先与硅生成Er5Si3相,过剩的铒才与铝生成Al3Er相,这一结论已通过Al-Mg-Si-Er合金凝固过程时中出现的大量鱼骨状初生共晶组织α(Al)+Er5Si3得到验证。
2.运用Miedema模型和几何模型计算了Al-Ni-RE (RE=Ce, La,Y)合金及其相关二元系的非晶形成范围。Al-Ni-RE (Ce, La, Y)三元系的非晶形成范围极为相近,其相关二元系的非晶形成范围也几乎一致。计算结果与实验报道的非晶形成范围符合的很好。计算了Al-Ni-RE (Ce, La, Y)合金的混合焓和错配熵,Al-Ni-RE (Ce, La, Y)三元系的混合焓主要在-5--45kJ/mol,名义错配熵范围为0.1-0.9,富铝角附近则为0.1-0.3。这都表明Al-Ni-RE (Ce, La, Y)合金具有良好的非晶形成能力。焓变的计算结果表明三种合金系的非晶形成能力遵循顺序为GFAAl-Ni-Y GFAAl-Ni-La GFAAl-Ni-Ce,这一推论与实验观测一致。
3.运用BP学习规则的神经网络模型,建立了形成焓和一些物理因素(电负性差异、电子密度差异、原子尺寸差异和价电子原子比e/a值)之间的关系,成功地预测了Al2X型金属间化合物的形成焓。通过ANN模型揭示了Al2X型金属间化合物形成焓的一些规律,形成焓与电化学因素之间的关系较为明显,即随着电负性差异的增加而减小。ANN模型的计算值和实验值符合的很好,在预测精度上优于Miedema模型,不过其缺点是不能清晰的描述研究对象的物理本质。
4.针对Miedema模型预测精度上的问题,提出了一个改进Miedema模型来预测二元过渡族合金体系的形成焓。模型中提出了一个新的原子尺寸因子,能够更加合理的考虑了两个不同过渡族金属的原子尺寸差异对形成焓的影响。改进的模型简单易行,而且精度更好、物理解释更为合理,能够克服现有的部分改进模型物理解释上遇到的困难。
5.运用Miedema模型计算了Al-X(Sc,Er,Zr,Li)四种二元系的形成焓,Al-Sc和Al-Er二元系形成焓较为接近,这暗示着Sc和Er在A1合金中可能有相似的冶金化学作用。结合空位形成理论,计算了Al-X(Sc,Er,Zr,Li)四种二元金属间化合物系AxBy在全成分范围内的单空位形成能,X元素的空位形成能要高于Al元素的空位形成能,说明在Al-X(Sc,Er,Zr,Li)二元金属间化合物中更易形成Al空位,这一结论与第一原理的计算结果一致。
6.通过第一原理计算的Al3X(Sc,Er,Zr,Li)基本组元及其金属间化合物的晶格常数、体模量、形成焓等参数与实验结果符合的很好。通过对Al3X金属间化合物点缺陷问题的研究,画出了Al3X的成键电荷密度图,揭示了Al3Sc金属间化合物的Sc dz2-Al pz轨道杂化效应。Al3Zr的成键电荷密度与Al3Sc相近,表现为明显的Zr4d-Al3p杂化,其轨道杂化复杂程度高于Al3Sc。
7.通过第一原理计算了Al3X(Sc,Er,zr,Li)金属间化合物的表面结构。Al3X(Sc,Er,Zr,Li)金属间化合物部分表面具有振荡驰豫和反对称驰豫的特征,其中反对称驰豫由近邻同类原子的静电斥力造成,其结果将产生褶皱,降低表面能,使表面结构更为稳定。计算得到的L12型Al3X金属间化合物表面能(111)最小,(100)次之,(110)最大,这说明(111)表面最为稳定,(100)次之,(110)最不稳定,符合面心立方结构金属表面能的一般规律。D023-Al3Zr金属间化合物表面能(114)最小,(100)和(110)次之,(012)最大,这说明(114)表面最为稳定,(100)和(110)次之,(012)最不稳定,与D023正方结构表面的密排规律一致。
8.通过第一原理计算的L12结构的Al3X(Sc,Er,Zr,Li)金属间化合物中Al3Zr表面能最大,Al3Li最小,Al3Sc和Al3Er介于前两者之间且相差不大。这一结果与Miedema模型计算的Al-X (Sc, Er, Zr, Li)二元系的形成焓规律一致,而形成焓在本质上反映了结合能的强弱。这意味着表面能与结合能之间存在重要的正比关系。
【关键词】：
【学位授予单位】：中南大学【学位级别】：博士【学位授予年份】：2011【分类号】：TG146.21【目录】：
摘要4-7Abstract7-11目录11-14第一章 文献综述14-31 1.1 稀土在铝合金中的作用及对其性能的影响14-16 1.2 铝-稀土合金的发展现状与研究热点16-18 1.3 金属和化合物的形成理论及宏观热力学Miedema模型18-24
1.3.1 Miedema模型的发展历程18-20
1.3.2 Miedema模型的研究领域20-23
1.3.3 Miedema模型的改进23-24 1.4 合金缺陷问题研究24-25
1.4.1 点缺陷研究24-25
1.4.2 面缺陷研究25 1.5 计算热力学性质的几个层次25-26 1.6 第一性原理计算26-29 1.7 本论文研究目的、意义及研究内容29-31
1.7.1 本论文研究目的和意义29-30
1.7.2 本论文研究内容30-31第二章 Er在含硅铝合金中的热力学行为研究31-54 2.1 计算模型和方法32-34
2.1.1 Miedema模型32-33
2.1.2 二元合金组元活度的计算33-34
2.1.3 A_mB_n(s)相的形成能计算34 2.2 计算结果34-40
2.2.1 Al-Er和Si-Er二元合金热力学性质34-37
2.2.2 Al_3Er,Er_5Si_3相的形成能37-40 2.3 Er在Al-Mg-Si合金中热力学行为的实验验证40-46
2.3.1 实验材料及方法40-41
2.3.2 合金铸态组织41
2.3.3 Er在合金中的存在形式41-43
2.3.4 Er对合金的人工时效行为的影响43-45
2.3.5 Er在合金系统中的热力学分析45-46 2.4 计算模型的推广46-53
2.4.1 Al-Si-Er三元合金各亚二元系热力学性质47-48
2.4.2 几何模型48
2.4.3 Al-Si-Er系热力学性质计算48-52
2.4.4 Al-Si-Er系各组元活度52-53 2.5 本章小结53-54第三章 Al-Ni-RE(Ce,La,Y)合金及其边界二元系非晶形成范围研究54-71 3.1 计算方法55-57
3.1.1 Miedema模型55
3.1.2 二元合金非晶形成范围计算方法55-56
3.1.3 三元合金非晶形成范围计算方法56-57 3.2 计算结果57-63
3.2.1 Al-Ni-RE边界二元合金非晶形成范围57-60
3.2.2 Al-Ni-RE三元合金非晶形成范围60-63 3.3 讨论63-70
3.3.1 Al-Ni-RE三元合金混合焓63-67
3.3.2 Al-Ni-RE三元合金错配熵67-69
3.3.3 Al-Ni-RE三元合金焓变69-70 3.4 本章小结70-71第四章 基于BP神经网络Al_2X型金属间化合物形成焓的预测71-94 4.1 Al_2X型金属间化合物形成焓的规律-输入变量的选择72-81
4.1.1 Miedema模型计算结果74-75
4.1.2 电化学因素75
4.1.3 尺寸因素75-78
4.1.4 价因素78-81 4.2 人工神经网络模型81-84
4.2.1 人工神经网络及其学习规则81
4.2.2 人工神经网络结构81-84 4.3 计算结果84-87 4.4 讨论87-93
4.4.1 交互验证87-89
4.4.2 其他可选择的输入变量89-93 4.5 本章小结93-94第五章 二元过渡族金属化合物形成焓的改进Miedema模型94-105 5.1 Miedema模型的改进与发展94-98 5.2 改进Miedema模型的建立98-99 5.3 改进Miedema模型的有效性检验及应用99-104 5.4 本章小结104-105第六章 L12-Al_3X型金属间化合物点缺陷结构及其基本物性研究105-125 6.1 计算模型与方法106 6.2 计算结果与讨论106-124
6.2.1 Al_3X形成焓108-111
6.2.2 Al_3X空位形成能111-116
6.2.3 Al_3X反位置换能116-117
6.2.4 Al_3X点缺陷电荷密度117-124 6.3 本章小结124-125第七章 Al_3X型金属间化合物低指数表面结构研究125-153 7.1 计算模型与方法125-128 7.2 计算结果与讨论128-152
7.2.1 Al_3X表面原子驰豫128-142
7.2.2 Al_3X表面能142-148
7.2.3 Al_3Sc表面电荷密度148-149
7.2.4 Al_3Sc表面态密度149-152 7.3 本章小结152-153第八章 结论153-155参考文献155-171致谢171-172攻读博士学位期间的主要研究成果172-173
欢迎：、、)
支持CAJ、PDF文件格式
【相似文献】
中国期刊全文数据库
王冰;[J];稀有金属;1991年01期
谢才模;[J];中国稀土学报;1995年S1期
刘炳香;申华;孙亚光;梁赫;;[J];科技创新导报;2011年18期
吴克义;[J];稀土;1987年05期
万欣,李宝河;[J];工科物理;1999年04期
王正军,刘天佐,夏天东,赵文军,王晓军;[J];有色金属(冶炼部分);2005年02期
申昌昌;;[J];铝加工;1993年04期
,刘银峁;[J];新技术新工艺;2003年04期
安怀;;[J];上海有色金属;2009年04期
李跃萍，张元凯，钱攸倩，李海良，樊于虹;[J];轻金属;1994年06期
中国重要会议论文全文数据库
占春耀;王为;聂祚仁;;[A];有色金属工业科技创新——中国有色金属学会第七届学术年会论文集[C];2008年
欧阳义芳;金展鹏;;[A];第九届全国相图学术会议论文集[C];1997年
欧阳义芳;陈红梅;钟夏平;;[A];第十届全国相图学术会议论文集[C];2000年
欧阳义芳;陶小马;刘彦平;钟夏平;;[A];第十二届全国相图学术会议论文集[C];2004年
苏惠超;薛建国;丁贵强;;[A];2006年全国轧钢生产技术会议文集[C];2006年
杨晓杰;许小亮;谢家纯;徐传明;徐军;刘洪图;;[A];中国真空学会第六届全国会员大会暨学术会议论文集[C];2004年
安建军;严彪;王军;隋洪涛;程光;;[A];2009全国粉末冶金学术会议论文集[C];2009年
杨晓红;吴鹏飞;张金元;成国光;;[A];2010年全国冶金物理化学学术会议专辑（下册）[C];2010年
刘自然;袁定旺;陈江华;;[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集（第7分册）[C];2010年
汤爱涛;吴菊英;吴璐;;[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年
中国重要报纸全文数据库
关树黔;[N];北京科技报;2001年
王葆林 朱建华;[N];中国化工报;2004年
王葆林;[N];中国化工报;2004年
;[N];中国化工报;2004年
阿惠;[N];中国建材报;2004年
李卫红;[N];中国石化报;2004年
李 文;[N];中国质量报;2004年
华文;[N];中国有色金属报;2004年
李利红;[N];中国石油报;2004年
罗寿博　通讯员
韩岱利;[N];中华工商时报;2009年
中国博士学位论文全文数据库
孙顺平;[D];中南大学;2011年
陶小马;[D];中南大学;2008年
黄存可;[D];华南理工大学;2009年
田夫波;[D];吉林大学;2008年
吕云宾;[D];湖南师范大学;2011年
肖时芳;[D];湖南大学;2007年
汪炯;[D];中南大学;2012年
夏雷;[D];上海大学;2004年
罗永春;[D];兰州理工大学;2005年
濮春英;[D];大连理工大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库
谷玉娟;[D];东北大学;2009年
王志良;[D];东北大学;2009年
杨辉;[D];北京工业大学;2002年
张雷;[D];广西大学;2012年
张淳;[D];湖南大学;2009年
陶小马;[D];广西大学;2004年
王正军;[D];兰州理工大学;2005年
郑志刚;[D];广西大学;2005年
侯育花;[D];广西大学;2008年
师宏伟;[D];广西大学;2006年
&快捷付款方式
&订购知网充值卡
400-819-9993
《中国学术期刊（光盘版）》电子杂志社有限公司
同方知网数字出版技术股份有限公司
地址：北京清华大学 84-48信箱 知识超市公司
出版物经营许可证 新出发京批字第直0595号
订购热线：400-819-82499
服务热线：010--
在线咨询：
传真：010-
京公网安备75号铝合金RE containing aluminium alloy稀土元素非常活泼，极易与气体(如氢)、非金属(如硫)及金属作用，生成相应的稳定化合物。稀土元素的原子半径大于常见的金属如、镁等，在这些金属中的固溶度极低，几乎不能形成固溶体。一般认为，稀土元素加入到铝合金中可起到微合金化的作用；此外，它与氢等气体和许多非金属有较强的亲和力，能生成熔点高的化合物，故它有一定的除氢、精炼、净化作用；同时，稀土元素化学活性极强，它可以在长大的晶粒界面上选择性地吸附，阻碍晶粒的生长，结果导致晶粒细化，有变质的作用。以下就这3方面的作用详细介绍。1．精炼、净化作用稀土元素的脱氧能力比强脱氧剂Al、Mg、Ti等强，微量稀土就能使〔O〕脱到&lppm(即&10-4%)。稀土的脱硫能力也相当强，可以生成RES或RE2S3，生成物主要取决于稀土与硫的活度或。稀土元素在金属液中还可以与氧和硫同时发生反应生成RE2O2S型硫化物。稀土元素还能与P、Sn、As等低熔点金属元素化合，生成REP、RESn、REAs等化合物。这些稀土化合物都具有熔点高、比重轻，当它们的熔点高于金属冶炼温度时，能上浮一部分成渣，它们微小的质点则成为铝结晶过程的异质晶核，而留在固态金属内的部分则能降低其危害性。稀土对氢的的吸附力特别大，能大量吸附和溶解氢，稀土与氢的化合物熔点较高，并且弥散分布于铝液中，以化合物形成的氢不会聚集形成气泡，大大降低铝的含氢量和针孔率。2．变质作用变质处理是指在金属及合金中加入少量或微量的变质剂，用以改变合金的结晶条件，使其组织和性能得到改善的过程。变质剂又称晶粒细化剂或孕育剂。稀土元素的原子半径为0.174 ～0.204mm，大于铝原子半径(0.143mm)。稀土元素比较活泼，它熔于铝液中，极易填补合金相的表面缺陷，从而降低新旧两相界面上的表面张力，使得晶核生长的速度增大，同时还在晶粒与合金液之间形成表面活性膜，阻止生成的晶粒长大，使合金的组织细化。此外，铝与稀土形成的化合物在金属液结晶时作为外来的结晶晶核，因晶核数的大量增加而使合金的组织细化。研究表明：稀土对铝合金具有良好的变质效果。例如，合金化的7005铝合金铸锭本身就呈十分细小的组织。同时值得一提的是，稀土的变质作用具有长效及重熔稳定性的特点，比用钠(Na)、锶(Sr)等变质剂具有明显优点。稀土的变质作用只受共晶硅变化的影响。?3．合金化作用?稀土在铝合金中的强化作用主要有细晶强化、有限固溶强化和稀土化合物的第二相强化等。当稀土加入量不同时，稀土在铝合金中主要以三种形式存在：固熔在基体α(Al)中；偏聚在相界、晶界和枝晶界固熔在化合物中或以化合物形式存在。当稀土含量较低时(低于0.1%)，稀土主要以前两种形式分布。第一种形式起到了有限固溶强化的作用，第二种形式增加了变形阻力，促进位错增殖，使强度提高。加入稀土后合金的铸态组织中合金晶粒明显减少，二次枝晶间距有可能细化，稀土与Al、Mg、Si等元素形成的金属间化合物呈球状和短棒状分布在晶界或界内，组织中有大量位错分布。当稀土含量大于0.3%?，后一种存在形式开始占主导地位。这时，稀土与合金中的其他元素开始形成许多含稀土元素的新相，同时使第二相的形状、尺寸发生变化，可能使得第二相从长条状等形状转变成短棒状粒子出现，粒子的尺寸也变得比较细小，且呈弥散分布。大部分含稀土元素的第二相都出现了粒子化、球化和细化的特征，这种变化在一定程度上都强化了铝合金。?铝合金加入稀土元素后性能的变化随着稀土元素加入量的增加，铝合金的强度、塑性均有所提高。这主要得益于稀土元素对合金组织的改善以及弥散的稀土化合物强烈的沉淀强化效应等。添加稀土元素可以导致合金断裂过程中裂纹萌生位置与扩展途径发生改变，有利于合金的韧化。同时铝合金中随稀土含量的增加，抗拉强度、硬度提高，而延伸率略有下降。由此可见，伴随稀土的加入，合金的机械性能大有改善。稀土元素的加入也可以改善铝合金的铸造性能。这是因为铁是铝合金中非常有害的杂质，万分之几的Fe就能形成Al+FeAl3的共晶硅，大多数含铁相的结晶组织都十分粗大，直接影响合金的机械性能，降低合金的流动性，增加组织不均匀性，添加稀土，则可以改变铁相的存在形态，提高铝合金的铸造性能。在同一温度下，稀土铝合金的电阻率比普通铝合金小得多，说明掺入微量稀土元素后铝合金的导电性能大大提高。这是因为稀土元素作为表面活性元素加到合金中，使合金的铸态组织得以细化，减小了对传导电子的散射，从而使电阻率大幅度下降。稀土在铝合金中可以形成热硬性高的复杂成分化合物，呈网状分布于晶界或枝晶间，细化了组织，有效地阻碍了基体变形和晶界移动，从而明显提高了合金的高温性能。
为本词条添加和相关影像
互动百科的词条（含所附图片）系由网友上传，如果涉嫌侵权，请与客服联系，我们将按照法律之相关规定及时进行处理。未经许可，禁止商业网站等复制、抓取本站内容；合理使用者，请注明来源于。
登录后使用互动百科的服务，将会得到个性化的提示和帮助，还有机会和专业认证智愿者沟通。
您也可以使用以下网站账号登录：
此词条还可添加&
编辑次数：1次
参与编辑人数：1位
最近更新时间： 05:30:22
贡献光荣榜的发现始于18世纪末，当时人们把不溶于水的固体氧化物称之为土。虽然稀土在自然界储量巨大，但由于稀土一般是以氧化物状态分离出来的，其冶炼提纯难度较大，显得较为稀少，因此得名稀土。17种稀土元素并不是在同一时间被发现的，从1794年第一个稀土元素钇被发现，到1947年最后一个稀土元素钷被发现，整整经历了153年。
充满历史性误会的发现历史
在这漫长的153年里，充满了历史性的误会。
稀土元素最初被发现是这样被描述的：稀土的发现始于北欧，1787年业余矿物学家阿累尼乌斯(C.A.Arrhenius)在斯德哥尔摩附近一个名叫伊特比(Yteerby)的小村寻得了一块他从未见到过的黑色矿石，就借用这个村名将其命名为Yteerite。1794年芬兰化学家加多林声称(J.Gadolin)从这种矿物中发现了一种新元素"钇土"，将其命名为Yteelium(钇)。
人们就把这一年看作是发现了第一个稀土元素"钇"的年代。其实，这是一种误会。因为，加多林当初发现的"钇土"并不是一种稀土元素，而只能说是"钇组稀土"混合氧化物。后来的科学家，又从这种"钇土"中相继发现了镱、铒、铽等重稀土元素。原来是当初的化学家们把这几个"孪生姐妹"都当成"一个人"了。同样的误会也发生在轻稀土身上。在发现"钇土"9年后的1803年，瑞典化学家伯采利乌斯(J.J.Berzelius)和他的老师黑新格尔(W.Hisingerr)提出发现了新元素"铈土"的报告，并将其命名为Cerium(铈)。其实，这个"铈"当初也不是比较纯的氧化铈，而只是"铈组稀土"的混合氧化物。其后的化学家们，又从其中分离出镧镨钕等轻单一稀土元素。他们同样是把几个面孔极为相象的轻稀土"孪生兄弟"误认为是"一个人"了。
这种艰难寻找和误会几乎充满了17种稀土元素发现的全过程。
1839年，也就是在伯采利乌斯发现"铈"之后经过36年，瑞典化学家莫桑德尔(Carl Mosander)发现了"镧"(其命名源于希腊语为"隐藏者"之意)。两年后的1841年，莫桑德尔又从"铈土"中发现了"迪迪姆"(Didymium，希腊语为"孪生子"的意思)，其实他就是镨钕化合物。直到1885年，奥地利化学家韦尔斯巴克(C.F.Auer Von Welsbach)才发现原来这个"迪迪姆"并非只与镧孪生，而他本身正是一对孪生子镨和钕。从镨钕化合物到真正发现单一的镨和钕元素，竟然经历了整整44年。重稀土的发现也同样经历了漫长的历程，从发现钇，经过发现铒(1843年)、镱(1878年)、钬(1878年)、铥(1879年)，到1907年发现最后一个重稀土元素镥，竟然走过了113年。
化学元素周期表的最早发现者门捷列夫在世时，只发现了钇、镧、铈、铒和镨钕化合物(迪迪姆)，他已经意识到稀土元素对他的周期表影响极大，但却无法安排好他们的位置。在他去世前曾痛苦地写道："(稀土)这是周期表中最难的问题之一"。化学历史学家说，在1878年至1913年的35年中，各种科学杂志报道发现至少有100种稀土元素。当然，绝大部分后来都被否定了。甚至还有人在愚人节那天，声称发现了两种新的稀土元素，用稀土跟大家开了个玩笑，也算是给长期郁闷的稀土发现史添加一个滑稽的小插曲。
直到1947年，美国人马林斯克(J.A.Marinsky)和他的同事们在原子反应堆铀废料中分离出最后一个稀土元素钷，才算完成了17个稀土元素的全部发展史。也正是从这一年开始，美国科学家发明了用离子交换法分离稀土，并由著名学者斯佩丁(F.H.Spedding)改进了离子交换法工艺，能制备出公斤级的纯净单一稀土，为研究各种单一稀土的本征特性和开发稀土的用途创造了基本的条件。使人们逐步对稀土丰富的光、电、磁和核性质有所认识，为各种稀土功能材料的研制和应用奠定了基础。由此，稀土才由充满误会的元素发现期，真正步入了产业化发展和作为战略元素的应用黄金期。稀土每个成员均有特性。它们个个身手不凡，在国民经济各领域各显神通。特别是研究稀土元素特有的丰富的电子能级，利用其优异的光、磁、电、声、热性能可以开发出拥的优异功能特性的新材料和新器件。科家们一致预言，在21世纪六大新技术领域——信息、生物、新材料、新能源、空间和海洋，稀土这个元素大家族一定会做出显赫的贡献。
图片来源/rare_earth_elements。
稀土发展历程及现状
中国是稀土资源较为丰富的国家之一，随着新中国的成立，我国稀土工业也逐渐建立和发展起来。谈到稀土工业的发展历程，不得不谈到稀土火法冶金技术的进步和应用市场的不断扩大，稀土火法冶金技术的发展可具体划分为四个阶段：(1)试验研究阶段(年)，这一阶段主要研究制备稀土金属工艺技术；(2)稀土火法冶金技术工业化阶段(年)，这一阶段主要是用试验研究的工艺技术建立试验厂；(3)稀土火法冶金工业技术完善阶段(年)，这一阶段主要是完善设备、优化工艺、稳定批量生产；(4)稀土火法冶金工业化技术提升阶段(1985年以后)，这一阶段主要研究了新工艺技术和装备，提高产品质量、降低生产成本。
20世纪50年代以来，我国稀土行业取得了很大的进步，特别是在20世纪70年代末实行改革开放以来，中国稀土工业发展迅猛，稀土开采、冶炼和应用技术研发取得较大进步，产业规模不断扩大。目前，我国建成了较为完整的稀土工业体系，市场环境逐步完善，科技水平进一步提高，不仅基本满足了国民经济和社会发展的需要，也已成为世界上最大的稀土资源生产、出口和消费国。稀土工业为我国国民经济和国防建设做出了重要贡献，也为世界高新技术产业的发展发挥了重要的促进和支撑作用。特别是中国生产的稀土永磁材料、发光材料、储氢材料、抛光材料等均占世界产量的70%以上。中国的稀土材料、器件以及节能灯、微特电机、氢电池等终端产品，满足了世界各国特别是发达国家高技术产业的发展需求，也为改造提升传统产业和发展战略性新兴产业提供了支持。
稀土行业快速发展的同时，不少问题也随之而来，中国为此付出了巨大的代价，主要表现在：资源过度开发，导致中国稀土资源保有储量及保障年限不断下降，原有矿区资源加速衰减，原有矿山资源大多枯竭。生态环境破坏严重，稀土的开采、选冶、分离存在落后生产工艺和技术，严重破坏地表植被，造成水土流失和土壤污染、酸化，进而农作物减产甚至绝收。产业结构不合理，产业集中度低，企业众多，缺少具有核心竞争力的大型企业，行业自律性差，形成产业恶性竞争。价格严重背离价值，长时间来，稀土价格没有真实反映其价值，长期走低，资源的稀缺性没有得到合理体现，生态环境损失没有得到合理补偿。出口走私比较严重，受国内外需求等因素的影响，私采乱采盗采的问题一直存在，走私出口现象严重。
我国政府针对稀土行业发展中存在的问题，加大了行业的监管力度。国务院于2011年5月正式颁布了《关于促进稀土行业持续健康发展的若干意见》，把保护资源和环境、实现可持续发展摆在更加重要的位置，依法加强对稀土开采、生产、流通、进出口等环节的管理，研究制定和修改完善加强稀土行业管理的相关法律法规。中国政府设立稀有金属部际协调机制，统筹研究国家稀土发展战略、规划、计划和政策等重大问题；设立稀土办公室，协调提出稀土开采、生产、储备、进出口计划等，国务院有关部门按职能分工，做好相应管理工作。2012年4月，批准成立中国稀土行业协会，发挥协会在行业自律、规范行业秩序、积极开展国际合作交流等方面的重要作用。《意见》实施一年多来，行业发展方式加快转变，行业发展秩序有了明显改善。同时，开采指令指标的推出，的出台，连续几年的稀土行业整顿，以及2014年初获得国务院批复的六大集团稀土整合方案，都对有效合理利用资源，促进稀土利用与环境协调发展，推进技术和产业升级，促进公平的国际贸易合作起到积极的作用，对行业健康有序发展起到重要的积极引领及严厉监管作用。
稀土的传统应用领域主要是在冶金领域，主要应用在钢铁、铸铁和有色中。稀土的加入可以明显改善钢、铸铁和有色金属的力学性能、工艺性能和使用性能。
自1985年以来，世界钕铁硼磁体产量一直保持较高的增长速度，虽然在进入21世纪之时发达国家经济不景气，日本、美国、欧洲产量有所降低，但由于中国稀土永磁产业的飞速发展，使得世界稀土永磁体产量仍然保持了强劲的增长态势，而且中国稀土永磁产业的快速势头在近些年将继续持续下去。
稀土金属具有无法取代的优异磁、光、电性能，是高性能稀土永磁、储氢、磁光存储和记录、超磁致伸缩、磁致冷等高新材料必不可少的基础原料，这些材料广泛用于计算机、高密度信息存储、通讯、转换、高精度导向、信息高速公路及国家安全防范等高科技领域。随着稀土高新技术材料的飞速发展，稀土金属的应用领域也从冶金等传统领域向新的、技术更加密集新材料领域发展。其中高性能NdFeB永磁和Ni-MH电池产业的蓬勃发展，已成为当前稀土金属用量增长最快的领域。
今后随着稀土永磁材料新的应用不断涌现，特别是以信息产业为代表的知识经济的发展，给稀土永磁材料不断带来新的用途，除了在计算机、打印机、移动电话、家用电器、医疗设备等方面的广泛应用外，汽车中的发电机、电动机和音响系统的应用已经开始，这将极大地带动钕铁硼产业的发展。随着科技的不断进步，稀土的优良性能将会更好的为航天、航空、军事、汽车及其他新材料作出贡献。
目录Rare Earth
本站为公益性网站，旨在传播金属行业知识，为用户提供参考、借鉴和交流之用。知识内容整理秉承“新、全、专”原则，尽量为用户提供最可靠的知识信息。内容如有侵权请及时联系我们删除。