稀土：閱兵式中的幕后英雄
【中鎢在線新聞網(wǎng)-鎢新聞】
抗戰(zhàn)時期，軍事工業(yè)的落后曾經(jīng)讓國人備受欺凌。70年后，歷經(jīng)幾代人的奮斗，我國的國防工業(yè)取得了巨大的進(jìn)步，形成了完善的軍事工業(yè)體系，閱兵儀式上的先進(jìn)裝備實(shí)現(xiàn)了百分之百的國產(chǎn)化。
在這些裝備中，稀土扮演著重要角色。如果沒有稀土，很多先進(jìn)的裝備就將不具備現(xiàn)有的功能，甚至?xí)兂梢欢褟U鐵。如果說石油是工業(yè)的血液，那么稀土就是工業(yè)的維生素。尤其在軍事工業(yè)中，稀土扮演著更為重要的角色。
稀土，是元素周期表第三副族鈧（Sc）,釔（Y）和鑭系元素共17種元素的統(tǒng)稱，幾乎每種元素在軍事裝備中都有對應(yīng)的應(yīng)用。稀土具有優(yōu)異的光、電、磁學(xué)性質(zhì)，在光學(xué)材料，磁學(xué)材料，合金材料，核工業(yè)等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。因稀土金屬的化學(xué)性質(zhì)，也經(jīng)常被作為燃燒彈的添加材料。
稀土元素是巨大的光學(xué)材料的寶庫。其具備豐富的4f能級，電子未充滿的13種三價稀土離子共具有1639種能級，而不同的能級之間的能級躍遷數(shù)目高達(dá)19萬種以上，意味著至少可以得到19萬種不同波長的光。由于外層電子的屏蔽作用，稀土離子的發(fā)射光譜譜帶寬度很窄，可以得到顏色純度很高的光。
在軍事領(lǐng)域，稀土光學(xué)材料在顯示、激光、溫度傳感等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用。顯示主要包括軍用雷達(dá)等各種先進(jìn)的裝備的儀表顯示、夜視儀等。
稀土摻雜的激光材料在激光通訊、激光制導(dǎo)、激光測距、激光武器等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。軍事中廣泛應(yīng)用的激光通信利用激光作為信息載體，具有通信容量大、保密性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)輕便等優(yōu)點(diǎn)。激光制導(dǎo)的炸彈、導(dǎo)彈可以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的轟炸，甚至可以實(shí)現(xiàn)穿過“透氣天窗”實(shí)現(xiàn)點(diǎn)殺傷，這都是激光引導(dǎo)的功勞。
激光測距裝置被廣泛應(yīng)用于坦克、狙擊步槍的測距瞄準(zhǔn)等。高功率的激光器可以直接利用激光的巨大能量直接燒毀敵方來襲的飛機(jī)導(dǎo)彈，具備快速、靈活、精確和抗電磁干擾等優(yōu)異性能。而這些激光材料基本都是利用稀土摻雜的材料。元素則銪可以用來作為風(fēng)洞試驗(yàn)的溫度傳感材料。
稀土元素具有優(yōu)異的磁學(xué)性能，其來自于稀土獨(dú)特的電子層結(jié)構(gòu)。其4f電子層具有較多的未成對電子，如三價釓離子未成對電子達(dá)到了7個，可以產(chǎn)生較大的磁矩。此外由于鑭系元素4f電子層外具有5s、5p，金屬態(tài)的還具有6s電子層，使得4f電子層受外界晶體場的影響較小。這種性質(zhì)不僅體現(xiàn)在其發(fā)光譜線窄、單色性好，而且可以體現(xiàn)在其磁學(xué)性質(zhì)上，4f電子層的軌道磁矩不會被“凍結(jié)”而表現(xiàn)出來，原子磁矩表現(xiàn)出軌道磁矩和自旋磁矩之和，其值較大。因而稀土元素具有更加優(yōu)異的磁學(xué)性質(zhì)。其可以用來制備各種性能優(yōu)異的磁學(xué)材料。主要包括稀土永磁材料、磁制冷材料、磁致伸縮材料等。
稀土永磁材料發(fā)展經(jīng)歷了三代：第一代的SmCo5 永磁材料，第二代Sm2Co17 永磁材料，第三代釹鐵硼(Nb-Fe-B）永磁材料。稀土永磁材料在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用可以說無處不在。常規(guī)通信中，一端將聲音信號轉(zhuǎn)換成電信號，另一端將電信號轉(zhuǎn)換成聲音信號都需要借助電磁鐵，電機(jī)將電能轉(zhuǎn)化成動能，發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能轉(zhuǎn)化成電能都需要磁鐵的作用。在巡航導(dǎo)彈的制導(dǎo)中，永磁體的作用極為重要，如海灣戰(zhàn)爭中大顯神威的“愛國者”導(dǎo)彈就使用了4Kg的釹鐵硼永磁材料。國產(chǎn)的長劍、紅鳥、鷹擊等系列的導(dǎo)彈也離不開高性能的稀土永磁材料。
此外，反潛飛機(jī)如讓國人揚(yáng)眉吐氣的高新6號的“長尾巴”實(shí)際上就是一個磁異探測器，和高性能的稀土磁性材料息息相關(guān)。
稀土元素也可以作為某些軍用特種鋼材的添加材料。稀土元素有鋼材中的“盤尼西林”之稱，具有凈化變質(zhì)和促進(jìn)合金化的功能。稀土可以同鋼材中的硫、氧等反應(yīng)，從而消除這些低熔點(diǎn)有害雜質(zhì)，細(xì)化晶粒，影響鋼的相變點(diǎn)，從而提高鋼的力學(xué)性能和淬透性等。稀土特種鋼被廣泛應(yīng)用坦克等的裝甲鋼和炮鋼等，稀土高錳鋼用于制造坦克履帶板，稀土鑄鋼用于制造高速脫殼穿甲彈的尾翼、炮口制退器和火炮結(jié)構(gòu)件等。
稀土元素在核工業(yè)中也具有重要的應(yīng)用，如在核輻射探測器中，利用稀土的閃耀材料，可以作為核輻射強(qiáng)度探測的材料。稀土元素屬于較重的核，具有較大的中子吸收截面，具有較好的種子捕獲能力。其中銪、釓、鏑等經(jīng)常用來做抗輻射材料。由于稀土元素較為活波，性質(zhì)和堿土元素比較類似，經(jīng)常作為燃燒彈的添加材料。
稀土元素是重要的戰(zhàn)略資源，其無論在民用還是軍事領(lǐng)域都具有重要的應(yīng)用，是各種高科技技術(shù)裝備的必備原料。我國供應(yīng)著世界百分之九十以上的稀土消耗，但定價權(quán)并未掌握在我們手上。極為珍貴的稀土資源被當(dāng)“泥土”，“白菜”賤賣。稀土行業(yè)存在的各種亂象，在六大稀土集團(tuán)成立之后應(yīng)當(dāng)有所改觀。珍愛和平，珍愛稀土！
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