秦明星精细陶瓷材料与含稀土材料

1、1概述概述精细陶瓷材料精细陶瓷材料含稀土材料含稀土材料目录目录12321. 概述概述31. 概述概述 精细陶瓷材料和含稀土材料都属于精细化学品中应用相当广泛的两个分支，在现代科学技术发展中也起到了越来越重要的作用。41. 概述概述 精细陶瓷材料大致可分为功能陶瓷和工程陶瓷两大类，两者各有特性，且都是近些年来研究的热点课题。工程陶瓷可以应用于各种工程零件的制造以及生物骨骼替代等方面，而功能陶瓷则更多地利用了精细陶瓷材料的电、磁、声、光、热、等直接效应及其偶合效应来实现一些特定的功能。51. 概述概述 含稀土材料的应用一般是做一些稀土磁性材料、贮氢材料、发光材料、掺杂合金材料、催化材料等。和精细陶

2、瓷材料一样，也是对材料本身所具有的各种物理或者化学特点进行利用。61. 概述概述 从应用领域上来说，精细陶瓷材料和含稀土材料的应用领域都十分广泛。在机械加工方面，二者都是机械材料加工不可或缺的原料，可以生产出多种机械产品、机械零部件等。在生活方面、科研方面、航空航天方面、电子通讯方面也都是二者发挥各自优势的热点。71. 概述概述 说到传统陶瓷，我国可以说是当仁不让的第一陶瓷大国。精细陶瓷是从传统的陶瓷逐渐演化而来，它大大地拓宽了所谓“陶瓷”的应用领域，但是由于技术等原因，这一领域在我国国内发展的速度一直落后于国际水平。至于含稀土材料，对我国而言，因为得天独厚的矿藏量优势，我国的传统稀土行业是一

3、个国际影响力极大的领域，但传统的稀土领域已经很难再有所突破了，新兴的稀土新材料领域更有前景，而我国这方面的水平大部分也同样落后于世界水平。81. 概述概述 总的来说，精细陶瓷和含稀土材料都在告诉我们，创新和发展才能使科技进步成为可能。只要充分挖掘，旧的东西也能起到很多新的作用。91. 概述概述 两者结合的领域：稀土可以应用到精细陶瓷材料之中。稀土精细陶瓷材料最为常用的稀土氧化物主要是氧化钇、氧化铈应用最为普遍,使用量也较大,稀土氧化物在精细陶瓷材料中主要起到稳定剂、烧结助剂的作用。利用稀土元素开发的各种新型功能陶瓷材料,也在半导体材料、微波介质材料、磁性材料等发挥了重要作用。102. 精细陶瓷

4、精细陶瓷材料材料112. 精细陶瓷材料精细陶瓷材料精细精细陶瓷陶瓷材料材料2345工程陶瓷工程陶瓷概述概述现状及展望现状及展望新型陶瓷新型陶瓷功能陶瓷功能陶瓷122.1 概述概述精细陶瓷这一术语来源于日本的“”，美国用“High technology ceramics”、“Advanced ceramics”、“New ceramics”新型陶瓷这一名称。现在对于精细陶瓷(也称先进陶瓷、高技术、高性能陶瓷)还没有统一的定义，但普遍认为是：(热学、电子、磁性、光学、化学、机械等)精细陶瓷的微观结构具有显著的特征，晶相、玻璃相、气孔三项共存，均匀分布。132.1.1 传统陶瓷与精细陶瓷的区别传统陶

5、瓷与精细陶瓷的区别在上，突破了传统陶瓷以黏土为主要原料的界限，精细陶瓷一般采用精选、提纯的氧化物、硅化物、氮化物、硼化物等作为主要原料。在上由于传统陶瓷的组成由黏土的成分决定，原料对产品的组成与结构影响很大；精细陶瓷的原料是纯化合物，其性质的优劣由原料的纯度和工艺所决定、因此产品的组成与结构同产地无关。142.1.1 传统陶瓷与精细陶瓷的区别传统陶瓷与精细陶瓷的区别在上，传统陶瓷以窑炉为主要制备手段，而随着工业技术的进步，真空烧结、气氛烧结、热压、热等静压等现代材料制备方法都已应用于精细陶瓷的制备中。在上，精细陶瓷具有多种特殊的性质与功能，如高强度、高硬度，耐磨耐蚀，以及在磁、电、热、声光、生

6、物工程等方面的特殊功能，因而使其在高温、机械、电子、计算机、航天、医学工程各方面得到广泛的应用。152.1.1 传统陶瓷与精细陶瓷的区别传统陶瓷与精细陶瓷的区别传统陶瓷是从自然界获得的天然原料硅酸盐矿采用窑炉法生产进行简单的加工烧制而成的。主要应用于日常生活和建筑行业的陶瓷制品，它们主要是硅酸盐类非金属材料。很明显，精细陶瓷与传统陶瓷的不同点不仅仅在于上，二者的主要区别还在于不同、不同、不同。162.1.2 精细陶瓷的分类与用途精细陶瓷的分类与用途氧化物陶瓷氧化物陶瓷氧化铝氧化铝(A12O3)，氧化硅，氧化硅(SiO2)，氧化镁，氧化镁(MgO)，氧化，氧化铁铁(Fe2O3)，钛酸钡基，钛酸钡

7、基(BaTiO3)，氧化锡，氧化锡(SnO2)等等非氧化物陶非氧化物陶瓷瓷碳化物碳化物碳化硅碳化硅(SiC)，碳化钛，碳化钛(TiC)，碳化硼，碳化硼(B4C)，碳化钨，碳化钨(WC)等等氮化物氮化物氮化硅氮化硅(SiN)，氮化铝，氮化铝(AlN)，氮化钛，氮化钛(TiN)，氮化硼，氮化硼(BN)等等硼化物硼化物硼化钛硼化钛(TiB2)，硼化锆，硼化锆(ZrB2)，硼化镧，硼化镧(LaB6)等等硫化物硫化物硫化锌硫化锌(ZnS)，硫化钛，硫化钛(TiS)，硫化钼，硫化钼(MoS2)等等硅化物硅化物硅化钼硅化钼(MoSi2)等等172.1.2 精细陶瓷的分类与用途精细陶瓷的分类与用途工程陶瓷：应

8、用于机械切削和设备制造、空间技术、生物工程、电子工程及其他多种工业领域的陶瓷材料。这些陶瓷材料主要是氧化物、氮化物、碳化物、硼化物等非金属材料。182.1.2 精细陶瓷的分类与用途精细陶瓷的分类与用途功能陶瓷：功能陶瓷的特点是品种多、产量大、价格低、应用广、功能全、技术高、更新快。192.1.3 精细陶瓷的加工技术精细陶瓷的加工技术精细陶瓷的制造工艺可以分为以下几个步骤：精细陶瓷的脆性差，耐冲击强度低，所以加工性能较差，加工难度大。要严格控制原料粉末的纯度、杂质成分和含量原料粉末的粒度应根据对产品性能的要求优化原料的配方，优化工艺条件，严格控制工艺规程十分必要202.1.3 精细陶瓷的加工技术

9、精细陶瓷的加工技术 212.2 工程陶瓷工程陶瓷2.2.2 碳化硅2.2.3 塞隆2.2.1 氮化硅222.2.1 氮化硅氮化硅特点：因其极耐高温而具有优良的耐冲击性能，并且它还是一种很好的绝缘材料。例如可用作燃气轮机的耐腐蚀涡轮叶片、燃烧器和汽缸盖、柴油发动机的活塞环和密封件、核聚变的屏蔽材料和热交换器等。232.2.2 碳碳化硅化硅特点：密度小、耐高温，硬度高、高强度，耐腐蚀性热导率较高，导热性能良好是高温、腐蚀等恶劣工矿条件下优良的候选材料适用于高温条件下作热交换的材料它与氮化硅被列为制造燃气轮机叶片最适合的材料。例如，用于制造耐磨蚀、耐磨的机械部件、高温燃气轮机部件和火箭喷嘴的覆盖层等

10、。242.2.3 塞隆塞隆Sialon的音译名为塞隆，它是Si3N4-Al2O3-AlN系列化合物的总称，可以表示为Si6-zAlzOzN8-z，即为“Silicon Aluminum Oxynitride”，字头缩写为“Sialon”。特点：可作发动机部件汽车内燃机挺杆等热机材料，可以作切削工具。也可以用于分流环、热电偶保护套、坩埚、大功率高压钠光灯管和人工关节等。252.3 功能陶瓷功能陶瓷 功能陶瓷主要指利用陶瓷特有的物理性质(非力学性质)和对力、热、光、磁、电、声等的敏感性制成的具有一定应用功能的材料，或对生物体起到特定功能以及核性能的材料。可以说功能陶瓷是高技术的物质基础。262.3

11、 功能陶瓷功能陶瓷 功能陶瓷按其显示功能的过程可分为和。一次功能材料是指当向材料输入的能量和材料输出的能量属于同种形式时，材料起能量传送部件的作用，也可以称之为载体材料。二次功能材料是指当向材料输人的能量和材料输出的能量属于不同形式时，材料起能量转换部件的作用。272.3 功能陶瓷功能陶瓷 电子陶瓷：不同种类的电子陶瓷对力、热、光、磁、电、湿度等物理化学性质的环境变化而产生不同的特性反应，主要包括压电陶瓷、介电陶瓷、半导体陶瓷、磁性陶瓷、铁电陶瓷等。光学陶瓷：具有光学功能的陶瓷称为光学陶瓷，光学陶瓷具有等性能。282.3 功能陶瓷功能陶瓷 生物陶瓷：生物陶瓷是具有特殊生理行为的陶瓷材料，可以用

12、来，甚至可望部分或整体地修复或替换人体的某种组织和器官，或增进其功能。这类陶瓷的硬度和强度高，耐磨、耐疲劳，并且对生物组织有。292.4 新型陶瓷新型陶瓷 啊302.4 新型陶瓷新型陶瓷1986年IBM公司报道发现了Ba-La-Cu-O钙钛矿结构的复合氧化物具有高温超导性后，超导材料的研究就成为材料和化学界研究的重点之一，并且发现制备出一系列的高温超导陶瓷材料。312.4 新型陶瓷新型陶瓷纳米陶瓷是由纳米级别显微结构组成。其中包括等都只限于纳米量级的水平。纳米陶瓷是将纳米级陶瓷颗粒、晶须、纤维等引入陶瓷母体，以改善陶瓷的性能而制造的复合型材料，其提高了母体材料的室温力学性能，改善了高温性能，并

13、且此材料具有可切削加工和超塑性。322.5 现状及展望现状及展望 332.5.1 国外现状国外现状和在精细陶瓷材料的研制与应用领域居于领先地位，其次是。342.5.1 国外现状国外现状美国国家航空和宇航局（NASA）在结构陶瓷的开发和加工技术方面正实施大规模的研究与发展计划，重点对航空发动机、民用热机中的关键闭环实现陶瓷替代，同时对纳米陶瓷涂层、生物医学陶瓷和光电陶瓷的研究、产业化进行资助。352.5.1 国外现状国外现状美国的“脆性材料设计”等10大计划 ；美国联邦计划“先进材料与材料设备”中每年用于材料研究与工程费高达20亿25亿美元，以提高其国际上的竞争力。此外美国在2011年6月又开展

14、了“材料基因组计划”，通过“材料基因组计划”来满足新兴制造业对精细陶瓷等高性能新材料的需求，重点开发轻质保护材料、电子材料、储能材料、生物替代材料、稀土关键材料等，以期实现提出的“再工业化”战略。362.5.1 国外现状国外现状日本先进陶瓷以其先进的制造设备，优良的产品稳定性逐步成为国际市场的引导者，特别是功能陶瓷领域包括热敏、压敏、磁敏、气敏、光敏等逐步垄断国际市场。日本比较著名的有日本通产省精细陶瓷研究与开发的“阳光计划”、“通用技术计划”、300kW陶瓷燃气轮机研制计划等。372.5.1 国外现状国外现状欧盟各国，特别是德国、法国在结构陶瓷领域进行了重点研究，主要集中在发电装备、新能源材

15、料和发动机中的陶瓷器件等领域。欧盟包括德、法、英等国家也采取了一些发展新材料的相应措施，如“尤里卡计划”等。382.5.1 国外现状国外现状美国陶瓷工业部门的统计数字显示，美国、日本、欧盟的先进陶瓷市场年平均增长率为 12%，其中欧盟先进陶瓷市场总值年平均增长率达 15%18%；美国先进陶瓷市场总值年平均增长率9.9%；日本精细陶瓷协会对日本先进陶瓷市场进行了预测，其年平均增长率为7.2%。392.5.2 国内现状国内现状我国国内20世纪80年代到90年代初，许多现代陶瓷理论和工艺在精细陶瓷的制备中得到应用。利用和金属材料的相变理论、仿生学等学科的交叉使得材料的性能得到了大幅的提高。研制的纤维

16、补强复相陶瓷，陶瓷基复合材料的韧性得到较大提高，通过仿生学在精细陶瓷制备工艺中得到应用，层状材料得到较大发展。聚合物裂解转化、化学气相沉积、溶胶工艺的采用，使得特种纤维的制造、连续纤维复合材料制备技术快速发展。纳米技术在陶瓷中的应用使材料性能发生根本性变化，使某些陶瓷具有超塑性或使陶瓷的烧结温度大大降低。402.5.2 国内现状国内现状进入21世纪，精细陶瓷材料的研究得到了国家和各科研院所的高度重视。从19952015年我国精细陶瓷材料产值可以看出，我国先进陶瓷产业进入了快速发展期。412.5.2 国内现状国内现状精密小尺寸产品、大尺寸陶瓷器件的成型、烧结技术、低成本规模化制备技术，陶瓷加工系

17、统等领域不断打破国外垄断和技术封锁。例如凝胶注模工艺生产的大尺寸熔融石英陶瓷方坩埚打破了美国赛瑞丹、日本东芝和法国维苏威 3大公司的技术垄断，在 2007年率先实现国产化，通过近几年的不断发展，已经形成1101100mm系列产品，产能居于全球第1位。但是，国内精细陶瓷材料总体水平与美国、日本和德国相比还存在一定的差距。422.5.2 国内现状国内现状世界上开发了200多种陶瓷材料及2000多种应用产品。虽然我国同样能制备出性能良好的陶瓷材料，但绝大部分仍停留在实验室样品上，有的产品由于成本高及可靠性等问题，市场还不能接受，所以产品的销售额与发达国家相比相差甚远。432.5.2 国内现状国内现状

18、我国对陶瓷粉料的制备仍未引起足够的重视，多种陶瓷粉料尚无专业化生产企业，许多企业不得不“自产自销”。例如 ：高纯氧化铝粉，日本企业 99.99%氧化铝粉烧结温度只需1300，而国内需要到1600以上 ；高纯氮化硅粉仍受到日本UBE和德国H. C. Stark的限制，国内企业在粉料质量上仍存在较大的波动。同时，粉体的高效分散技术也存在较大差距。442.5.2 国内现状国内现状虽然我国引进了国外先进的工艺装备，像气压烧结炉、热等静压、注射成型机、流延机等来提高我国的技术装备水平，但因投资大，在经济上给企业造成了很大压力，从而限制了先进陶瓷的发展。而国内仿制设备因加工水平差距，可靠性和稳定性暂时无法

19、与国外产品相比。452.5.3 最新技术最新技术等静压成型：等静压成型是最常见的瘠性料先进陶瓷成型工艺，通过将粉体放入柔性模具或包套中，通过对其施加各项均匀的压力成型，是目前国内应用最为广泛、最为成熟的工艺。462.5.3 最新技术最新技术流延成型：流延成型原理是粘度适合、分散性良好的料浆通过流延机浆料槽道口流到基带上，通过基带和刮刀的相对运动使料浆铺展，在表面张力作用下形成有光滑表面的坯体。坯体具有良好的韧性和强度，可以制备几个微米到 1mm厚的陶瓷薄片材料，目前已经广泛应用到电容器瓷片、Al2O3基片和压电陶瓷膜片中。472.5.3 最新技术最新技术注射成型：注射成型是将高分子聚合物注射成

20、型方法与陶瓷制备工艺相结合发展起来的一种制备陶瓷零部件的新工艺。近几年在国内发展势头迅猛，在小尺寸、高精度、复杂形状陶瓷的大批量生产方面最具优势。482.5.3 最新技术最新技术凝胶注模成型：借助料浆中有机单体聚合交联将陶瓷料浆固化成型，可制备出大尺寸薄壁陶瓷或形状复杂的产品。其特点是近净尺寸成型、有机物含量少，坯体强度高可进行机械加工，适合大规模批量化生产。目前国内注凝成型应用最成熟的产品为大尺寸熔融石英坩埚、薄片Al2O3基片、二氧化锆陶瓷微珠等产品。492.5.3 最新技术最新技术无模成型：陶瓷无模成型是直接利用CAD设计结果，通过计算形成可执行的像素单元文件，然后通过类似计算机打印输出

21、设备将要成型的陶瓷粉体快速形成实际像素单元（尺寸可小至微米级），一个一个单元叠加的结果即可直接成型所需要的三维立体构件。502.5.4 展望展望精细陶瓷产业将围绕开展系统研究，在集成电路、航空航天、国防装备、污水处理及高端制造等，上述领域中精细陶瓷，我国高端制造装备中广泛使用的高精、超纯、精细结构等。512.5.4 展望展望在“十三五”期间，重点突破集成电路用陶瓷基板材料制备技术和装备，并形成一定的产业规模；重点突破导弹装备用透明陶瓷材料的制备技术，重点研发适合苛刻环境应用的高性能陶瓷纳滤膜材料和3D打印用陶瓷材料及成形技术，重点提升航空航天用陶瓷基隔热材料及超高温柔性组合隔热材料批量化生产的

22、稳定性及相关材料的测试水平。522.5.4 展望展望生产制备技术、生产装备的精密制造技术、陶瓷精密加工技术的产业化是精细陶瓷的发展趋势之一，行业总体发展趋势是向着和的方向发展。533. 含稀土含稀土材料材料543. 含稀土材料含稀土材料 553.1 概述概述12563.1.1 稀土简介稀土简介稀土(Rare Earth)，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。自然界中有250种稀土矿。稀土就是化学元素周期表中镧系元素：以及与镧系的15个元素密切相关的元素和共17种元素，称为稀土元素。573.1.1 稀土简介稀土简介最早发现稀土的是芬兰化学家加多林(Oohn Gadolin)。于

23、1794年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)，因为18世纪发现的稀土矿物较少，当时只能用化学法制得少量不溶于水的氧化物，历史上习 惯 地 把 这 种 氧 化 物 称 之 为“土”，因而得名稀土。583.1.2 稀土的性质稀土的性质稀土元素之所以能应用到广泛的领域中，是由它们具有的特殊的电子结构和性质所决定的。稀土元素在化学周期表中的位置是B族，它们的最外两层电子结构相似，与其他的元素相化合时通常失去两个s电子和一个d电子，所以正常的化学价是三价。另外，15个镧系元素的原子半径随着原子序数的增加不但没有增大反而缩小。“镧系收缩”的这一特性决定了它们具有特殊的性

24、质。593.1.2 稀土的性质稀土的性质一般情况下，稀土元素有着与铁或银相似的光泽。除钪、铈、钐、铕、镱外，其他的稀土元素都是。除个别元素(如镧、铕、镱)外，稀土元素的都随着原子序数的增加而增加。603.1.2 稀土的性质稀土的性质稀土金属的电阻系数，比铝高25倍到50倍，比铜大40倍到70倍。镧在热力学温度4.7K时，出现超导现象。稀土金属(除镧、镥是反磁性物质外)都具有顺磁性的。具有很高的磁化率，而钆、镝和钬具有铁磁性。稀土的这些物理特性，为扩大稀土的应用创造了条件。613.1.2 稀土的性质稀土的性质稀土元素都是典型的活泼金属。活泼性仅次于碱金属和碱土金属。例如，稀土金属和冷水作用比较缓

25、慢，但和热水作用相当剧烈可以放出氧气。同时，稀土金属很容易溶解在酸中生成相应的盐类，而不和碱作用。623.2 稀土材料稀土材料63 3.2.1 稀土磁性材料稀土磁性材料稀土磁性材料包括稀土永磁材料、磁致伸缩材料、磁致冷材料、磁光存贮材料与稀土巨磁阻材料等。其中稀土永磁材料是稀土磁性材料中研究开发和产业化的重点。应用领域在不断扩大传统的永磁材料性能不断提高。人们重视研究磁和电、光、热、机械力等的相互作用，研究开发新磁性功能。新一代稀土永磁材料将会越来越得到人们的关注。 64 3.2.1 稀土磁性材料稀土磁性材料用稀土制成磁片治病的方法，叫做“磁穴疗法”，简称磁疗。该疗法简单，不打针、不吃药。磁穴

26、疗法中所用的磁铁，如果要求大于800高斯时，则一定要使用稀土钴永磁合金。65 3.2.1 稀土磁性材料稀土磁性材料钕铁硼磁体的一个新应用领域磁浮列车，目前最好的钕铁硼体己能让车辆飘浮1cm的高度。由稀土永磁体制造的稀土永磁磁化节油器，具有易起动、爬坡可不换档或少换档、低速运行时不熄火等优点。据测定，使用该节油器节油率达10%以上，提高动力3%，有害气体排放减少30%，具有明显的经济效益，颇受用户欢迎。663.2.2 稀土贮氢材料稀土贮氢材料贮氢材料，即在一定条件下能大量可逆地吸放氢的材料。贮氢材料贮运氢气，同时在吸放氢气时产生的反应热和氢气压力等都渴望得到应用。因此从20世纪80年代起贮氢材料

27、作为一种新型功能材料得到迅速的发展。稀土贮氢材料则是众多贮氢材料中的一种。一般为含有稀土金属元素的合金或金属间化合物。由于稀土贮氢合金的优点是：673.2.2 稀土贮氢材料稀土贮氢材料目前贮氢材料的制备方法有合金熔炼法、化学合成法、物理气相沉积法。贮氢金属材料及氢化物工程是20世纪70年代发展起来的新兴科技领域，既是能源材料又是功能材料，应用广泛。迄今已开发的四大系列钛系、锆系、镁系和稀土系贮氢材料中，稀土系贮氢材料性能最佳，应用也最广泛。683.2.3 稀土发光材料稀土发光材料稀土的发光是由于稀土的电子在不同能级之间的跃迁而产生的。当稀土离子吸收光子或X射线等能量以后，4f电子可以从能量低的

28、能级跃迁至能量高的能级，由于很多稀土离子具有丰富的能级和它们的4f电子的跃迁特性，使稀土成为一个巨大的发光宝库，为高新技术提供了很多性能优越的发光材料。693.3 稀土合金的应用稀土合金的应用我国稀土合金产品是稀土类产品中的主要产品之一。它是由一种稀土金属或其他金属与非金属元素结合而成的，并可制成两元或多元的稀土合金产品。由于这种稀土合金具有独特的性质，在各个工业部门中有着广泛的用途，需求量激增。703.3 稀土合金的应用稀土合金的应用我国是世界稀土资源最多的国家，可作为稀土合金生产的原料品种多、质量好。这为我国大力发展稀土合金的生产，奠定了可靠的物质基础。我国稀土合金品种多，在各工业部门及新

29、技术领域中的应用十分广泛，并在各个部门的应用中获得了很多的应用技术成果，取得了满意的经济效益。713.3 稀土合金的应用稀土合金的应用12345Cycle name723.3.1 稀土合金在钢中作为重要的添加剂稀土合金在钢中作为重要的添加剂20世纪60年代中期，稀土硅铁合金(RESiFe)开始用作钢的添加剂，并在20世纪80年代前已获成熟的工业化应用。因RESiFe中的RE在对钢液的硫和氧有净化作用，故可使钢的性能提高。733.3.1 稀土合金在钢中作为重要的添加剂稀土合金在钢中作为重要的添加剂锰钛铜稀土钢，由于加入了0.15%(REO计)的RESiFe，提高了钢的低温冲击韧性。16锰钢稀土钢

30、，由于加入了0.1%(REO)的RESiFe，降低了硫的偏析，改善了硫化物的形状及分布，使钢的合格率从50%增加到90%。14锰钒钛铜稀土钢加入0.2%的RFSiFe后，改善了钢材的各向异性，提高了低温冲击韧性。743.3.2 稀土合金在铸铁中作为主要的球化剂稀土合金在铸铁中作为主要的球化剂RESiFe合金除在钢中作为添加剂外，还可作为铸铁的球化剂、氧化剂和孕育剂，但主要是用于铸铁的球化剂。在铸铁中RESiFe能将铸铁组织的片状变为球状，从而改善铸铁的铸造性和提高机械性，有利于铸铁更广泛的应用。稀土铸铁主要用于冶金行业的轧辊和钢锭模；汽车及拖拉机行业的曲轴、气缸体及变速箱；机械行业的各种齿轮、

31、凸轮轴和各种机座；建筑行业的各种口径的输送水、蒸汽的管线和暖气片。753.3.3 稀土合金在有色金属中作为主要的组分稀土合金在有色金属中作为主要的组分目前，稀土铝(REAl)用作铝电缆、电线中其导电率已达国际标准要求，而抗拉强度、耐温和耐腐蚀性等均可达到应用要求。这种稀上铝导线用于高压输电线路，具有抗拉强度高，弧垂性及弯曲性好和寿命长等优点。这种优良的稀土铝输电电缆不但可满足国内的需要，而且可大量出口，在国内外均可取得较好的经济效益。763.3.4 稀土合金在军事工业中的应用稀土合金在军事工业中的应用目前，精稀土合金如钕镁合金(NdMg)，钇镁合金(YMg)和发火合金(REFe)等在国防工业中

32、获得了较好的应用，且不断发展。发火合金是以含铈(Ce40%)为基的混合稀土金属与铁制成的，其组成为RE 75%80%，Fe 15%18%，及少量的Mg、Zn和Cu等。因含铈量高使发火性能较好。其民用中作为打火机的火石、发火玩具和火炬点火器等；在军工武器中用于制造子弹和炮弹的引信器等。773.3.4 稀土合金在军事工业中的应用稀土合金在军事工业中的应用在铸造和变形镁合金中加入金属钕制成钕镁合金(NdMg)，及加入金属钇制成钇镁合金(YMg)，它们均具有显著地提高强度和工艺性能，并已在我国的导弹与人造卫星上使用。此外，我国的铸造NdMg及YMg合金具有铸造性能好，高温机械性能高(如在200下的延伸

33、率达18%，抗拉强度为15kg/mm2)；铸件较轻(重量降低50%)，合格率提高20%，工艺简单等优点。因此，铸造NdMg及YMg合金可用于飞机的结构材料和飞行器件等，在军事工业中发挥巨大的作用。783.3.5 稀土合金在其他部门的应用稀土合金在其他部门的应用近年来，我国的热管合金(REZnAlMg)已投入工业化生产，并获得广泛应用。为防止钢材腐蚀，常用热镀ZnAl合金，较镀锌合金更具有优良的加工成形性，但Zn耗较高，且耐腐蚀性尚差。改用REZnAlMg热镀合金后，其流动性、耐蚀性、镀层的形成性能均优于锌镀层和ZnAl镀层。此外，REZnAlMg合金热镀层的均匀度提高26%39%，镀层厚度减少

34、31.4%，从而降低锌的消耗量。目前这种钢材的新热镀层在国内外发展很快，且技术效果极佳。793.4 稀土的催化稀土的催化12345803.4.1 石油化工催化石油化工催化石油工业是现代社会的支柱性产业。在我国，稀土消耗量的30%用于石油化工，它是继冶金工业之后稀土产品的第二大用户。其中最重要的应用就是用来制造各种催化剂。石油炼制中使用稀土催化剂，可使原油转化率由35%40%提高到70%80%，而且还可以将炼油成本降低20%。813.4.2 稀土氢化催化稀土氢化催化烯烃的催化氢化：催化氢化根据反应体系的特点可分为非均相催化氢化和均相催化氢化，均相催化氢化中均相催化剂呈络合分子状溶解于反应介质中，

35、对被还原基团有较好的选择性，反应条件温和，反应速度快，副反应比较少。稀土金属有机氢化物的催化活性与稀土元素的选择，选用配体的种类与结构，以及被还原的反应底物，所选用的溶剂等多种因素有关系。823.4.2 稀土氢化催化稀土氢化催化烯烃的硅氢化：人们对稀土有机氢化物对烯烃硅氢化作用的催化性能的研究表明，烯烃插入到LuH健，接着SiH发生转移，这与稀土有机氢化物催化烯烃成烷烃的反应过程相类似。反应方程式如下：833.4.2 稀土氢化催化稀土氢化催化亚胺的氢化：亚胺氢化后得到相应的胺，无环亚胺的反应速度比环状亚胺的反应速度快，当亚胺上带有N-芳基或N-SiMe3取代基时反应的速度会降低。同时发现高温和

36、高压有利于稀土有机氢化物对亚胺的催化氢化反应：843.4.3 稀土金属有机配合物的催化稀土金属有机配合物的催化对羰基的活化：853.4.3 稀土金属有机配合物的催化稀土金属有机配合物的催化对饱和碳氢键的活化：863.4.4 稀土催化剂催化聚合稀土催化剂催化聚合小分子稀土催化剂催化聚合烯烃、双烯烃和其他单体的特性早为人们所知。近年来发现大分子稀土盐或稀土配合物也具有催化聚合特性。人们发现了由聚合物载体稀土金属配合物与有机铝组成的新型Ziegler-Natta催化体系能立体有规聚合丁二烯、异戊二烯等共轭双烯，不仅催化活性和立体规整度高，而且还可重复使用。873.4.5 稀土催化净化汽车尾气稀土催化

37、净化汽车尾气控制汽车尾气污染物含量是提高空气质量的有效途径，而稀土气体净化材料的等优点。研究表明，稀土化合物的纳米微粒具有较强的氧化还原性能，以活性炭作为载体，以纳米材料Zr0.5Ce0.5O2（氧化锆氧化铈）作为催化活性体的汽车尾气净化催化剂对汽车尾气有着很好的净化作用。883.5 稀土防腐材料稀土防腐材料随着钢铁等金属材料在社会生产和生活各个方面的广泛应用，金属设备和材料的腐蚀问题已成为当今经济发展的严重障碍，因腐蚀而造成的各类事故直接威胁着人类的生命和财产安全。传统的金属防腐的方法大多以铬酸和铬酸盐等六价铬化合物来进行钝化处理，经处理后在金属表面上形成的铬酸盐转化膜对基体金属具有良好的防

38、蚀保护作用。893.5 稀土防腐材料稀土防腐材料然而，稀土铝镁合金是一种可以复合在碳钢结构表面的高强耐腐蚀材料，可以在海水及相似环境中应用，适用于水工钢结构长效防腐。稀土铝镁合金涂层与钢铁基底的结合强度可达26.4Nmm-2，远远超过国际标准ISO/DIS 206312-1989规定的9.8Nmm-2的对铝涂层结合力的要求。稀土铝镁合金涂层的电位在海水中具有电化学保护作用。将这种涂层应用于水工钢结构的防腐蚀中，可以具有更好的防腐蚀保护作用，有效提高水工钢结构的使用寿命，节省维修费用，减少钢材的损耗。903.6 发展和前景发展和前景913.6.1 发展现状发展现状首先我国有着丰富的稀土资源，其中

39、包括内蒙古包头的混合型稀土矿，四川的稀土矿和南方的中重离子稀土矿，这些稀土矿的储量非常丰富，其中南方的稀土所占的比值甚至在全球该类稀土总量的80%，我国稀土的，能够满足全球的稀土精矿需求的90%。其中稀土矿中含中重稀土已经发展成为高新技术产业的重要元素之一，已经成为世界性的珍贵并且罕见的重要矿产资源。923.6.1 发展现状发展现状其次，尤其是近几年来，国家和政府加大了投资的力度，相关的稀土行业不断的提升自主创新能力，加快产业结构的调整，将先进的技术和稀土的开发紧密的结合在一起，就以稀土的采、选、冶和分离这几个方面出发，已经形成独具特色的采和选矿技术。尤其是在。在不断的实践中，我们发现，不管是改造传统产业还是发展创新产业，稀土的投入和产出的比值至少能实现1:24，