稀土元素及其应用领域论文

QYResearch：预计2025年中国稀土市场规模将达到17亿元稀土是化学周期表中镧系元素和钪、钇共十七种金属元素的总称。稀土通常分为轻、重稀土两组，前者包括“镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕”，后者包括“钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇”，自然界中共有 250 余种稀土矿。稀土作为现代工业的“维生素”，应用广泛。全球主要工业国均将稀土视为战略性资源，稀土具有多种特殊的化学性质，是现代工业尤其是高科技产业的重要原材料。其中，轻稀土储量相对较大，主要用于永磁材料、抛光粉、玻璃陶瓷、催化剂等领域；中重稀土储量较小，主要用于荧光粉、陶瓷等领域，此外，航空航天、军事国防等领域也会用到中重稀土。国内稀土市场现状及未来发展趋势2020年，中国稀土市场规模达到了44亿元，预计2025年将达到17亿元，年复合增长率（CAGR）94%。从产品类型及技术方面来看，稀土的主要包括稀土氧化物，稀土盐类和稀土金属。稀土氧化物是最主要的产品类型，2020年产值占比为45%。从产品市场应用情况来看，主要是冶金，稀土永磁材料，催化材料，储氢材料和其他。其中稀土永磁材料是最主要的应用。2020年产品占比为76%。恒州博智发表《2014-2025年中国稀土产业研究报告》该报告提供稀土行业的基本概况，包括定义，分类，应用和产业链结构。讨论发展政策和计划以及制造流程和成本结构。本报告研究全球与中国市场稀土的发展现状及未来趋势，分别从生产和消费的角度分析稀土行业的主要生产地区、主要消费地区以及主要的生产商。重点分析全球与中国市场的主要厂商产品特点、产品规格、不同规格产品的价格、产量、产值及全球和中国市场主要生产商的市场份额。

世界上，90%以上的稀土资源都在我国，而稀土资源的作用范围非常广，从电子产品，化工产品，生活用具，到能源应用，都离不开它。可以说，这是一种非常重要的战略性资源。当然，它还有许多其他价值，这里就不一一累述了。总之，掌握了稀土资源，无论是在科技还是生活，都会产生重大的影响。

主要包括一下几个方面：超导陶瓷、压电陶瓷、导电陶瓷、介电陶瓷及敏感陶瓷等。稀土氧化物或经过加工处理的稀土精矿，可作为抛光粉广泛用于光学玻璃、眼镜片、显像管、示波管、平板玻璃、塑料及金属餐具的抛光；在熔制玻璃过程中，可利用二氧化铈对铁有很强的氧化作用，降低玻璃中的铁含量，以达到脱除玻璃中绿色的目的；添加稀土氧化物可以制得不同用途的光学玻璃和特种玻璃，其中包括能通过红外线、吸收紫外线的玻璃、耐酸及耐热的玻璃、防X-射线的玻璃等；在陶釉和瓷釉中添加稀土，可以减轻釉的碎裂性，并能使制品呈现不同的颜色和光泽，被广泛用于陶瓷工业。随着材料科学的发展，近年来功能复合陶瓷备受关注，稀土掺杂在功能复合陶瓷的开发研究方面也取得了较大进展。浙江大学陈昂等，采用常规功能陶瓷的制备方法，YBa2Cu3O7-x和铁电陶瓷BaTiO3复合，获得了铁电性与超导性共存的YBa2Cu3O7-x-BaTiO3系复合功能陶瓷，其电导特性符合三维导电行为，并当YBa2Cu3O7-x含量较高时呈超导性。华中理工大学周东祥等的研究指出，LaCoO3-SrCoO3系和LaCrO3-SrCrO3系复合功能陶瓷，可用作磁流体电机的电极材料和气敏材料；而在NTC热敏复合材料NiMn2O4-LaCrO3陶瓷中，新化合物LaMnO3导电相决定着陶瓷的主要性质。西安交通大学的邹秦等通过用稀土离子Y3+、La3+对（Sr,Ca）TiO3掺杂，省去了原有的用碱金属离子（Nb5+、Ta5+）涂覆并进行热扩散的工艺，而且制得的陶瓷材料致密度高、工艺性能良好，并保持了电阻率低（ρ为10-2Ω/cm量级）、非线性高（非线性系数α﹥10）的介电-压敏复合功能特性。智能陶瓷是指具有自诊断、自调整、自恢复、自转换等特点的一类功能陶瓷。如前所述在锆钛酸铅（PZT）陶瓷中添加稀土镧而获得的锆钛酸铅镧（PLZT）陶瓷，不但是一种优良的电光陶瓷，而且因其具有形状记忆功能，即体现出形状自我恢复的自调谐机制，故也是一种智能陶瓷。智能陶瓷材料概念的提出，倡导了一种研制和设计陶瓷材料的新理念，对拓宽稀土在近代功能陶瓷中应用极为有利。近年的研究还表明，稀土在生物陶瓷、抗菌陶瓷等新型陶瓷材料中也有着独特的作用。由于稀土元素可与银、锌、铜等过渡元素协同增效，开发的稀土复合磷酸盐抗菌可使陶瓷表面产生大量的羟基自由基，从而增强了陶瓷的抗菌性能。稀土陶瓷颜料主要是指五种色相的组合着色锆英石基稀土陶瓷颜料。它可用作彩釉砖、外墙砖、地砖等建筑陶瓷的装饰材料，尤其适用于卫生洁具陶瓷制品的彩饰，还可用作瓷器釉上彩、釉中彩和釉下彩的色基。组合着色锆英石基稀土陶瓷颜料，是以二氧化锆、二氧化硅为基质材料，以过渡元素和稀土元素为组合着色剂，添加少量矿化剂，经高温900～1150℃固相反应合成。其主要技术指标如下：色相有红、黄、蓝、绿和灰，稳定性小于或等于1280℃最高可达1300℃），适应气氛为氧化焰，颗粒直径小于15μm的不少于92%，大于30μm者为零新材料稀土钴及钕铁硼永磁材料，具有高剩磁、高矫顽力和高磁能积，被广泛用于电子及航天工业；纯稀土氧化物和三氧化二铁化合而成的石榴石型铁氧体单晶及多晶，可用于微波与电子工业；用高纯氧化钕制作的钇铝石榴石和钕玻璃，可作为固体激光材料；稀土六硼化物可用于制作电子发射的阴极材料；镧镍金属是70年代新发展起来的贮氢材料；铬酸镧是高温热电材料；当前世界各国采用钡钇铜氧元素改进的钡基氧化物制作的超导材料，可在液氮温区获得超导体，使超导材料的研制取得了突破性进展。此外，稀土还广泛用于照明光源，投影电视荧光粉、增感屏荧光粉、三基色荧光粉、复印灯粉；在农业方面，向田间作物施用微量的硝酸稀土，可使其产量增加5~10%；在轻纺工业中，稀土氯化物还广泛用于鞣制毛皮、皮毛染色、毛线染色及地毯染色等方面。 研究结果表明，稀土元素可以提高植物的叶绿素含量，增强光合作用，促进根系发育，增加根系对养分吸收。稀土还能促进种子萌发，提高种子发芽率，促进幼苗生长。除了以上主要作用外，还具有使某些作物增强抗病、抗寒、抗旱的能力。大量的研究还表明，使用适当浓度稀土元素能促进植物对养分的吸收、转化和利用。玉米用稀土拌种，出苗、拔节比对照早1～2天，株高增加2米，早熟3～5天，而且籽粒饱满，增产14%。大豆用稀土拌种，出苗提早1天，单株结荚数增加8～6个，3粒荚数增多，增产5%～0%。喷施稀土可使苹果和柑橘果实的Vc含量、总糖含量、糖酸比均有所提高，促进果实着色和早熟。并可抑制贮藏过程中呼吸强度，降低腐烂率。