稀土永磁材料

小寶：牛老師，上次您告訴我月球有豐富的氦－3，是未來的能源，但是要真正把它用作能源還有很長的路要走。那么，說得近一點，我們還能從月球上得到什么呢?

牛老師：月球上有豐富的礦藏，其中之一是稀土。

小寶：什么是稀土?

牛老師：稀土是元素周期表里17種元素的總稱，它們是周期系第3副族的鈧、釔、鑭和除鑭外的鑭系另外14種元素——鈰、鐠、釹、钷、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥。

小寶：稀土是這么多元素的總稱啊!它們有什么用處呢?

牛老師：17種稀土元素既有共性又有個性，像同胞兄弟姐妹一樣，各有各的本領(lǐng)，用處自然是不盡相同。最引人注目的用處之一是制造永磁材料。永磁材料是磁性永遠(yuǎn)不會減退的磁鐵，用途廣泛。你身邊也許就有用了永磁材料的電子產(chǎn)品，例如耳機(jī)。微型電機(jī)是目前永磁材料的最大用武之地。在現(xiàn)代社會里，到處有使用稀土永磁材料的電機(jī)在運轉(zhuǎn)。小到手表、照相機(jī)、錄音機(jī)、CD機(jī)、VCD機(jī)、計算機(jī)硬盤、光盤驅(qū)動器，大到電動自行車、汽車、發(fā)電機(jī)、醫(yī)療儀器、艦船、飛機(jī)、火箭、導(dǎo)彈、人造衛(wèi)星、航天器等，無所不在。據(jù)統(tǒng)計，全球每年要生產(chǎn)幾億臺微型電機(jī)。一般的汽車上有8～18臺微型電機(jī)，高級轎車多達(dá)40～50臺。正是由于廣泛應(yīng)用了稀土永磁材料，眾多電子產(chǎn)品的尺寸進(jìn)一步縮小，性能大幅度改善。眼下用于微型電機(jī)的永磁材料主要有兩種，一種是鈷和稀土元素釤的合金，另一種是鐵和稀土元素釹的復(fù)合硼化物。我國是稀土永磁材料的主要生產(chǎn)國，且發(fā)展迅猛。例如，2000年全球黏結(jié)釹鐵硼產(chǎn)量為3150t，中國為620t，2005年中國黏結(jié)釹鐵硼產(chǎn)量達(dá)到2100t，占全球產(chǎn)量的47％。2006年我國生產(chǎn)稀土永磁電機(jī)3700余萬臺，其中大中型節(jié)能電機(jī)5萬臺。

小寶：為什么我國會成為生產(chǎn)稀土永磁材料的最重要國家?

牛老師：因為當(dāng)今全世界的稀土主要是我國生產(chǎn)的。我國內(nèi)蒙古白云鄂博有全球最大的稀土礦，稀土礦工業(yè)儲量約3600萬噸，占全世界的36％，占全國的90％以上。鄧小平1992年南巡時曾說：“中東有石油，中國有稀土。”

小寶：白云鄂博怎么會有這樣巨大的稀土礦?是不是曾經(jīng)有過一個稀土隕星掉到白云鄂博了?

牛老師：呵呵，你真會想象啊!說起來，你的想象還真有人假設(shè)過，該假設(shè)認(rèn)為地球上有的礦藏是隕星掉到地球上形成的。然而，科學(xué)論證否定了這種假設(shè)。我國地質(zhì)學(xué)家對白云鄂博稀土礦的成因有專著。你若有興趣，可以在網(wǎng)上找到，是1997年過世的郭承基院士寫的，他曾經(jīng)教過我礦物學(xué)。

小寶：那么，月球上有多少稀土?又是怎么形成的?牛老師：科學(xué)家分析了從月球上采來的近400kg月巖以及對月球表面的遙感測定，發(fā)現(xiàn)月球巖石里儲藏的稀土遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過地球上的儲量。有一種月球稀土礦物叫做KREEP，得名于其主要成分是鉀(K)、稀土(REE)和磷(P)。你不妨用KREEP這個詞在互聯(lián)網(wǎng)上查查，月球上有多少稀土，是怎么形成的，下次我們再來討論稀土的其他重要應(yīng)用。

責(zé)任編輯 侯秀姣