功能陶瓷是为制造尖端技术而开发的一种新型陶瓷，广泛应用于传感技术、计算机科学、生物工程、汽车工业和环境科学等领域。
稀土材料在改善功能陶瓷的特性和性能方面具有巨大的应用前景。稀土元素增强了功能陶瓷对光、电、磁、声、力和热效应的响应能力。
本文将帮助您了解稀土元素在功能陶瓷中的应用。让我们深入了解一下。
稀土元素及其重要性：
稀土元素 (REE) 或稀土元素是元素周期表中性质相似的 17 种元素。元素周期表中的稀土元素包括：
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镧（La）
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钪（Sc）
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铈（Ce）
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钇（Y）
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钕（Nd）
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镝（Dy）
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镨（Pr）
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钐（Sm）
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钆(Gd)
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铽（Tb）
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铕（Eu）
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镱(Yb)
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钬（欧盟）
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钷（Pm）
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镥（Lu）
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铒（Er）
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铥(Tm)
这17种元素是各种先进技术设备的重要组成部分。稀土元素被用于制造200多种用途广泛的产品。
稀土元素在制造业中应用广泛：
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消费电子产品，
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个人电脑，
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硬盘，
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电动汽车（EV），
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混合动力汽车，
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蜂窝电话，
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电视机，
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以及平板显示器等
稀土材料还可应用于国防系统设备制造，例如雷达系统、声纳系统、制导系统、激光器和电子显示器。
值得一提的是，这些产品中使用的稀土材料总量相对于其体积、重量和价值来说并不大，但对于设备的运行却至关重要。
例如，主轴电机和计算机音圈的制造所需的稀土元素含量小于其总重量，但这些产品的生产离不开稀土元素。
中国目前拥有全球近60%至70%的稀土元素。1990年初，稀土元素的生产、供应和出口成为中国的全国性问题。此后，中国开始减少稀土元素的出口。
目前，中国已根据用途和供应情况限制了七种稀土材料的出口。
什么是功能陶瓷？
功能陶瓷是为超越传统陶瓷和结构陶瓷而开发的新型陶瓷类型，广泛应用于磁、电、光工程领域。
它们的结构、成分和特性具有巨大的多样性，可用于许多高科技用途。
功能陶瓷的制备需要经过原料加工、配方、混炼、脱水、预合成、球磨、造粒、成型、烧结、电极化等一个漫长的加工体系。
这种功能陶瓷的严格加工方法有助于保持其特性，例如磁、电、热、光、光电、界面、机械、传输、热力学、热电、铁电、生物活性、生物相容性和电化学。
稀土元素在功能陶瓷中的应用：
超导陶瓷中的稀土元素： 超导陶瓷是一种具有极高导热性能的陶瓷材料。这些材料无抗磁性，电阻为零。LaSrCuO、LaBaCuO、YbCuO和BaPbBi是最常用的超导陶瓷材料。这些材料由稀土元素组成。
稀土元素提高了陶瓷的临界电流密度，并提升了其在磁场中的表现。超导体可以传输电流而不会损失能量，并且能够排斥磁场。因此，磁场无法穿过超导体。
超导陶瓷的主要应用领域包括水净化系统、超级计算机制造、磁悬浮列车制造以及电力传输和配电系统。
光学陶瓷中的稀土元素： 稀土元素是光学陶瓷的重要组成部分。光学陶瓷是一种特殊的功能陶瓷，它具有透明性，可以透过可见光。
透明陶瓷的生产需要纯净的超细晶粒材料或具有高质量晶轴的等轴晶，这种晶体作为主要的透明相，并在严格控制的烧结工艺和固定量的改性添加剂下生产。
稀土元素可以调节光学陶瓷的颜色、光线、缩小尺寸、提高能源效率。
一些常用的光学陶瓷的例子有氧化铝、三氧化二钇（Y2O3）、锆钛酸铅镧陶瓷（PLZT）、氧化铝、氧化钙、氧化镁和氧化钍（ThO2）。
稀土元素在磁性陶瓷中的应用： 磁性陶瓷由一种或多种金属元素组成。磁性陶瓷的主要元素是铁。铁氧体陶瓷是磁性陶瓷的俗称。
铁氧体是一种电阻率高于传统磁性金属的半导体，涡流损耗较小。
磁性陶瓷材料根据用途可分为软磁材料和硬磁材料两类。硬磁材料磁化和退磁都非常困难，主要用于磁存储设备和磁体，由稀土磁体和铁氧体磁体组成。
相反，软磁材料容易磁化，很容易被磁化或消磁。这些软材料中的磁通量方向也可以改变。软磁材料广泛用于需要对变化的磁场做出反应的电子元件中。
根据晶体结构，磁性陶瓷可分为三类：六方晶系铁氧体、尖晶石系铁氧体和石榴石系铁氧体。石榴石系铁氧体主要用于功能陶瓷。由于其电阻率高、高频损耗极小，因此适用于极频磁场。
压电陶瓷的稀土元素： 压电陶瓷是具有压电效应的功能陶瓷，稀土元素的加入可以提高压电陶瓷的烧结性能、电性能和压电系数。
压电效应是指材料在受到机械应力时产生电荷的能力。压电效应分为正压电效应和负压电效应两种。当应力产生电荷时，称为正压电效应；当电荷产生应力时，称为负压电效应。
压电陶瓷主要使用锆钛酸铅、钛酸钡、钛酸铅，它们被称为钙钛矿型压电陶瓷。
正如我们上面所讨论的，大多数超导陶瓷都以稀土元素为基本成分。例如，超导氧化物陶瓷钇钡铜氧化物（YBCO）由钇和稀土元素组成。它具有等轴晶体结构，分子式为M3(Fe5O12)。
此外，稀土元素在功能陶瓷中也作为添加剂使用，当功能陶瓷中添加一些稀土材料后，其强度、致密度、粘结性等都得到了很大的提高。
常见问题：
什么是稀土金属？
稀土金属包括17种元素，包括15种镧系元素、钪和钇。
它们广泛应用于消费电子产品、医疗设备、电动汽车（EV）、炼油、飞机发动机、军事应用、雷达系统和导弹。
宇宙中最稀有的金属是什么？
宇宙中最稀有的稳定态金属是钽。钫虽然被认为是最稀有的金属，但它没有稳定态，也没有用途。
世界上最稀有的金属是什么？
镧被认为是世界上最稀有的金属。
稀土金属如何定义？
稀土金属被定义为一组17种稀有元素，其中15种元素在元素周期表中称为镧系元素，另外两种是钇和钪。
什么是稀有金属金条？
稀有金属金条是由铂、钯、铑等稀有金属精炼而成的金条，自然界中稀有，在各行各业中有着广泛的应用。
结论： 稀土在功能陶瓷中用途广泛，既可以作为基本元素，也可以作为增强性能的添加剂。它们赋予了这些陶瓷一些优良的性能。
稀土矿物与功能陶瓷的结合使用，使其成为现代先进技术的重要组成部分。