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稀有金属(英语:rare metal ),一般指在自然中含量很少、分布稀散或难于从原料中提取的金属。这个名称并不全是由于它们在地壳中丰度低的原因,而是某些稀有金属在地壳中的贮存状态比较分散,或发现比较晚,或制取较困难,因而其生产和应用都较晚。在历史上给人以“稀有”的概念,遂被称为稀有金属而沿用至今。 稀有金属是从哪里来的,有什么用处?
很多小伙伴一定去眼镜店配过眼睛,营业员一定会给大家推荐纯钛、B钛、记忆钛等多种以钛金属为主的镜架,因为它具有超轻、耐腐蚀、抗过敏、强度高等优点。这里的钛,就是一种离我们日常生活很近的稀有金属。
生活中的稀有金属还有很多,下面我们就来了解一下它的来源和用处吧。
稀有金属从何处来
最新研究认为,[[有色稀有金属[[和贵金属都来自远古时期的陨石,而不是来自地球本身。
在38亿年至40亿年前的原始地球上,曾遭到非同寻常的大规模陨石雨的撞击,估计有2000亿亿吨陨石被“嵌入”到早期的地壳中,从此有了用途迥异的稀有金属,这些金属在地球的地质演化过程中,可能随着时间的推移被吸收到地幔中。在各种地质的作用下,分散在地壳上和地幔中的稀有金属元素相对富集而形成矿床。[1]
稀有金属大有用处
稀有金属真正大展身手的地方是在工业领域。如果说钢铁是工业的粮食,那么,稀有金属就可以说是工业的高级滋补品了。
随着我国工业和科学技术现代化发展步伐的加快,稀有金属的应用领域越来越广泛,在尖端科学技术部门发挥着关键性作用。有了它,航天、军工和精密仪器制造业就能如虎添翼,更上一个台阶。
目前,世界各国都把稀有金属当作增强国防实力、体现技术工艺水平、发展生产力的坚实基础而倍加重视和保护。
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稀有金属有哪些
所谓稀有金属是指在自然界含量较少,或分布比较分散,应用与制备较晚,有些稀有金属元素到目前为止还是人造的。根据稀有金属性质的不同一般分做以下六类:
1、稀土金属
包括钪(Sc)、钇(Y)、镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)及镥(Lu)共17种。
其中的钷是人造的、具有放射性的金属元素,即到目前为止尚未在天然矿物中发现。其余的16种稀土金属以常量或微量共同存在于独居石及钪、镱等矿石中。稀土元素的原子结构具有共同特点,因此化学性质都相似;如易溶于稀酸;能形成稳定的配位化合物以及微溶于水的草酸盐、碳酸盐、硫酸盐、氟化物及氢氧化物等。[2]
稀土盐类做为电镀铬的添加剂,可以实现低质量浓度铬酐溶液镀铬,在我国已有近30年的历史了,目前已经商品化。铈盐做为添加剂可以大大改善锡镀层的可焊性。从水溶液中电沉积稀土金属是很困难的,但稀土镧可以与镍共沉积形成Ni-La合金。总之,稀土金属在表面处理行业的应用具有非常广阔的发展前景。
稀有金属的作用
铟
地壳中的自然储量为6000吨,可开采储量超过2000吨。2004年,世界铟的开采量为405吨。中国、日本、加拿大、比利时和俄罗斯是铟的生产大国。我国储量居世界第一。占全球供应量的80%。主要用于平板显示器、合金、半导体数据传输、航天产品的制造。主要伴生在铅锌矿中,2005年我国原生 铟产量也只有410吨。铟是一种伴生的金属,只是锌精矿里面的含量都是用PPM(百万分之)计算的,非常少,不能再生.
稀土
稀土由14种自然元素,以及合成元素组成。自然储量超过1.5亿吨,可开采储量超过0.88亿吨。我国储量居世界第一。供应量占全球总量的80%以上。用于制造复合材料,镁、铝、钛等合金材料,被形象地比喻为“工业味精。
锗
我国储量居世界第一,产量占全球的50%。主要用于夜视仪、热成像仪、石油产品催化剂、太阳能电池等生产,并被广泛用于光纤通讯领域。
此外钽、锶、 锑、镉、铱、铋、铑、钛、镍、锆、铬、钴等等及镍铬、镍铬硅、镍铝、钛铝、铁镍等等,在欧洲这些很多都是战略金属,在国防建设中也有广泛的用途,有些已经用于宇宙飞船的制造及军事应用。如金属钽不仅在火炮上有大用处,而且是以后宇宙空间探索必要的材料,其奇特的物理化学性能至今科学家还在研究, 钽合金的特殊用途仍在研究、开发。
钛
钛和钛的合金大量用于航空工业,有"空间金属"之称;另外,在造船工业、化学工业、制造机械部件、电讯器材、硬质合金等方面有着日益广泛的应用。此外,由于钛合金还与人体有很好的相容性,所以钛合金还可以作人造骨。
钒
钒之所以用于钢铁中,是由于钒能与钢铁中的碳元素生成稳定的碳化合物(V4C3),可以细化钢的组织和晶粒,提高晶粒粗话温度。显著提高改善钢铁的性能。可加大钢的强度、韧性、抗腐蚀能力、耐磨能力和承受冲击负荷的能力等。