您可曾想到，稀土元素已经在您身边服务了。当您打开彩色电视机观看节目时，您被五彩缤纷的色彩所吸引，其中鲜艳的红色就是由掺铕的硫氧化钇荧光粉发出的红光产生的。当您坐在沙发上拿起一个鲜黄美丽的茶杯品茶时，茶杯上那种鲜黄悦目的顏色可能就是用镨黄陶瓷制成的。当您和朋友举杯同庆时，您如果拿的是钕玻璃酒杯，在日光或白炽光下的酒杯呈现葡萄酒一样的紫红色，但在荧光灯下，它又呈现出浅蓝色。当您拿起照相机拍摄时，可以拍摄出清晰图像的照相机镜头是由镧玻璃制成的等等……稀土元素就在我们的身边，为提高我们生活的质量服务。

图1 彩色电视机

二、稀土是泥土？

  稀土元素，顾名思义，并不是我们日常所见的泥土，而是一类特殊的金属元素。稀土元素包括17种化学元素，其中15种属于镧系元素，另外两种是钪和钇，均位于元素周期表的第三副族。它们分别是镧（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）、镥（Lu）、钪（Sc）和 钇（Y）。

  稀土元素的发现历程漫长而曲折。从1794年芬兰化学家加多林从一块形似沥青的重质矿石中分离出第一种稀土“元素”（钇土，即Y₂O₃）开始，到1947年美国人马林斯基等从铀反应堆裂变产物中分离出钷，历经了150多年的时间才将十七种稀土元素全部找到。

图2 元素周期表

三、稀土很稀有？

  事实上，稀土元素整个大家族并不是稀有的，只是分布不均匀，其中的一些成员在地壳中的含量也比一些常见的元素多。

  稀土元素在地球大陆地壳中的整体含量和一些单一稀土的含量要比一些常见元素的含量高。铈的含量大于常见的元素锌、铜和锡的含量，镧、钇和钕的含量大于常见的铅，它们已不是稀有的了。镨、钐、钆的含量类似于铍和砷而大于常见的元素硼。即使含量少的铕，其含量也类似于锑而大于汞、铋、银、铂和金。因此稀土元素并不是稀有的。

  虽然稀土总量不少，但它们在全球的分布却极不均衡。中国是世界上稀土资源最为丰富的国家之一，拥有多种类型的稀土矿床，涵盖了所有的稀土元素。中国的内蒙古白云鄂博矿是世界上最大的稀土矿之一，其稀土储量巨大，占全国稀土储量的很大比例。此外，四川、江西、福建等地也有丰富的稀土资源。除了中国，美国、澳大利亚、俄罗斯等国家也有一定的稀土储量。美国的芒廷帕斯矿曾经是世界上重要的稀土产地之一，但后来由于多种原因，其产量大幅下降。澳大利亚的韦尔德山稀土矿也是较为知名的稀土矿，拥有丰富的轻稀土资源。然而，世界上还有很多国家和地区稀土资源极为匮乏，几乎没有可供开采的稀土矿。

  

图3 稀土资源分布图

四、稀土元素大家庭立下的功勋

  稀土的应用非常的广泛，涵盖了几乎所有的高精尖领域和日常生活，从事关国家安全的军事国防、航空航天到推动社会发展的高端制造、手机通讯、汽车、机器人等现代工业支柱，再到与我们生活日常生活紧密相关的发光照明、陶瓷玻璃、医疗设备等等，稀土都扮演着关键角色。

  稀土被形象的称为“工业味精”或“工业维生素”，稀土虽然在最终产品中的用量可能不大，但却是提升产品性能、实现关键功能的点睛之笔，是许多现代工业不可或缺的关键材料。

  首先，稀土元素在电子产品中具有重要作用。钕铁硼磁铁是最强的永磁材料之一，广泛应用于电动机、风力发电机和电动车辆中。例如，特斯拉电动车的电动机中就使用了钕铁硼磁铁，以提高能效和动力输出。此外，稀土元素还用于制造高性能扬声器和耳机中的磁体，提升音质和音效。

  其次，稀土元素在催化剂中也发挥着重要作用。铈被广泛应用于汽车催化转化器中，能够有效降低汽车排放，减少对环境的污染。通过催化反应，铈能够将有害气体转化为无害物质，帮助汽车制造商满足日益严格的排放标准。

  此外，稀土元素在照明技术中也有显著应用。铕和镝是制造荧光灯和LED照明的关键成分，它们能够产生高效的红色和绿色光。随着全球对节能环保的重视，LED照明逐渐取代传统照明，这些元素不仅提高了照明设备的能效，还改善了色彩表现，使得照明更加自然和舒适。

图4 稀土元素在发光照明方面的应用

  再者，稀土元素在材料科学中也有重要应用。它们被用于制造高性能合金，例如镧和铈可以改善铝合金的强度和耐腐蚀性。这些合金广泛应用于航空航天、汽车和建筑等领域，提升了材料的性能和使用寿命。

  总之，稀土不是稀有泥土，而是一组珍贵的金属元素。它们以其独特的性质和广泛的用途，在现代社会的各个领域发挥着举足轻重的作用。随着科技的不断进步，稀土的应用前景也将更加广阔。我们应该更加深入地了解稀土，合理开发和利用这一宝贵的资源。

（黄慧琳供稿）