稀土永磁材料是一種高性能功能材料，這種材料是許多高新技術產業的基礎。在電機中用永磁體可使電機產品輕型化、高性能化，與電力電子技術結合，製成速度、轉矩可調的機一體化產品。

稀土永磁電機是釹鐵硼磁體最大的應用領域，約占磁體總量的70％，電腦硬碟配套的圈電機(VCM)占40％～50％，所以電腦產業是永磁電機的最大用戶。

採用稀土永磁電機可以明顯減輕電機的重量，如10kW普通發電機，重量為220kg，而稀永磁發電機為92k8。德國西門子研製的1095kW、230rpm六級永磁同步電動機，用於艦船的進，與過去使用的直流電動機相比，體積減少60％左右，總損耗降低20％。

稀土永磁電機高效節能，平均節電率高達10％，某些專用電機節電率高達15％~20％，且價格合理。我國開發的高效節能稀土永磁電動機，在力能指標及價格方面，國外高效電機不能與之相比，在國際市場有極強的競爭力。世界各國都把提高電動機的效率、節約電能作一件大事來抓，特別是美國，1992年美國前總統布希簽署批准了能源政策法，按該法令自199710月24日之後，美國大部分一般效率電動機將不再生產，只允許生產高效率電動機，2002年10月後將生產更高效率電動機，2007年10月後將生產技術上達到極限、經濟上可行最高效率電動機。

從節能方面考慮稀土永磁電動機是一種較為理想的電動機，市場前景看好。我國每年生各種電動機3600萬kW，其中18.5kW以下小型電動機約占50％，而稀土永磁高效節能電機在型電機中節電效果最為顯著。稀土永磁電機在資訊產業、機電一體化、汽車、摩托車、冶金山設備、風機、水泵、油田設備、紡織機械、家用電器等領域有著廣泛應用，其中自起動稀永磁高效節能電動機正在油田抽油機、風機、水泵方面逐步推廣應用，並已形成系列化產品。

我國電動機保有量約4億kW以上，年廣3600萬kW，年消耗電能占總電量的60％。中風機、水泵配套電動機占總量的55％，年消耗電能占總發電量的40％，而目前風機、水泵產品電能利用率非常低。據國家統計局1989年統計，我國有各種泵類、風機3700多萬台，配套裝機容量1.1×105MW，實際運行效率不到50％，系統運行效率不到30％，每年浪費電大約200億kW·h。據電力部門估算，煤炭行業的風機、水泵，50、60年代的老。設備約占1/3，其本身運行效率只有30％～40％，系統運行效率大約為20％，如，用量大的5kW水泵，常要配7.5kW電機，但經常在3kW負載下運行，實測效率只有38％，造成巨大的能源浪費，種電機若採用稀土永磁專用電機，電機成本只增加30％～50％，運行效率可提高到50%～55%，從根本上改變能源浪費狀況，如果每年生產300萬kW稀土永磁電機，每年可為國家節省電力投資6億元，節省電費3億元。

發展稀土永磁電機，在減少進口、增加出口創匯方面，也有著很重要的意義，如，我國每年生產1000萬台電腦，為其配套的磁碟機全部依賴進口，或購進零部件在國內組裝，旦以美國為首的西方國家對我國進口磁碟機加以限制，我國電腦生產將受到嚴重影響。如，數控機床，因電機和傳動控制系統不合要求而每年進口花費22億美元以上。

在出口貿易方面意義更為突出。眾所周知，每種機械產品都要配備電動機。美國1997就以立法的方式，停止生產一般效率的電動機(與我國大量生產的Y系列電機性能相當)，相加拿大、英國、日本也都效法美國停止生產一般效率的電動機，如果不採取措施，加快發展效節能電動機，我們將很快失去機械產品的國際市場。我國研製的稀土永磁電機價格、性能國際市場上很有競爭力，目前已有一些產品出口。

縱觀稀土永磁電機的發展，1821年出現的世界上第一台電機就是永磁電機，但當時所用永磁體的磁能積很低，製成的電機體積龐大而容量很小，不久被電勵電機所取代。一直到本紀60年代以後，相繼出現了衫鑽和釹鐵硼稀土永磁材料，具有高剩磁、高矯頑力和高磁能積優異性能，製成電機後具有高效節能的優越性能。早在1978年法國CEM公司製成了18.5kW以下的高效節能電機，但因當時採用釤鈷永磁體成本太高，未能推廣。

1983年以前，由於稀土永磁體價格昂貴，研究開發重點是航空、航太用電機和要求高性能而價格不是主要因素的高科技領域。國外的典型產品是美國通用電氣公司製造的150kVAl2000～21000rpm稀土鈷永磁起動／發電機，國內是瀋陽工業大學開發的3kW2000rpm土永磁電機和該校與東方電機廠、哈爾濱電機廠聯合開發的60～75kVA(後擴展至160kVA)稀鈷永磁副勵磁機與釹鐵硼副勵磁機。

1983年，磁性能更高而價格相對較低的釹鐵硼永磁體問世後，國內外研究開發重點轉移到工業和民用電機上。國外主要是電腦硬碟驅動器電機，即驅動讀寫磁頭往復運動的卷式直線電動機一音圈電動機(VCM)、數控機床和機器人用的無刷直流電動機以及豪華轎車用起動電機。國內主要是各種高效永磁同步電動機，特別是西北工業大學開發的0.8kW紡織專永磁同步電動機。


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十九世紀後半葉，由於光譜分析法的發現和元素週期表的發表，再加上稀土元素電化學分離工藝的進展，更加促進了新的稀土元素的發現。1879年，瑞典人克利夫發現了鈥元素並以瑞典首都斯德哥爾摩地名命名為鈥（holmium）。

鈥的應用領域目前還有待于進一步開發，用量不是很大，最近，包鋼稀土研究院採用高溫高真空蒸餾提純技術，研製出非稀土雜質含量很低的高純金屬鈥Ho/ΣRE>99.9%。

目前鈥的主要用途有：(1)用作金屬鹵素燈添加劑，金屬鹵素燈是一種氣體放電燈，它是在高壓汞燈基礎上發展起來的，其特點是在燈泡裏充有各種不同的稀土鹵化物。目前主要使用的是稀土碘化物，在氣體放電時發出不同的譜線光色。在鈥燈中採用的工作物質是碘化鈥，在電弧區可以獲得較高的金屬原子濃度，從而大大提高了輻射效能。(2)鈥可以用作釔鐵或釔鋁石榴石的添加劑；(3)摻鈥的釔鋁石榴石（Ho：YAG）可發射2μm鐳射，人體組織對2μm鐳射吸收率高，幾乎比Hd：YAG高3個數量級。所以用Ho：YAG雷射器進行醫療手術時，不但可以提高手術效率和精度，而且可使熱損傷區域減至更小。鈥晶體產生的自由光束可消除脂肪而不會產生過大的熱量，從而減少對健康組織產生的熱損傷，據報導美國用鈥鐳射治療青光眼，可以減少患者手術的痛苦。我國2μm鐳射晶體的水準已達到國際水準，應大力開發生產這種鐳射晶體。(4)在磁致伸縮合金Terfenol-D中，也可以加入少量的鈥，從而降低合金飽和磁化所需的外場。(5)另外用摻鈥的光纖可以製作光纖雷射器、光纖放大器、光纖傳感器等等光通訊器件在光纖通信迅猛的今天將發揮更重要的作用。


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稀土發光材料：RareEarthLuminescentMaterials

稀土發光是由稀土4f電子在不同能級間躍出而產生的，因激發方式不同，發光可區分為光致發光(photoluminescence)、陰極射線發光(cathodluminescence)、電致發光(electroluminescence)、放射性發光(radiationluminescence)、X射線發光(X-rayluminescence)、摩擦發光(triboluminescence)、化學發光(chemiluminescence)和生物發光(bioluminescence)等。稀土發光具有吸收能力強，轉換效率高，可發射從紫外線到紅外光的光譜，特別在可見光區有很強的發射能力等優點。稀土發光材料已廣泛應用在顯示顯像、新光源、X射線增光屏等各個方面。

在稀土功能材料的發展中，尤其以稀土發光材料格外引人注目。稀土因其特殊的電子層結構，而具有一般元素所無法比擬的光譜性質，稀土發光幾乎覆蓋了整個固體發光的範疇，只要談到發光，幾乎離不開稀土。稀土元素的原子具有未充滿的受到外界遮罩的4f5d電子組態，因此有豐富的電子能級和長壽命激發態，能級躍遷通道多達20余萬個，可以產生多種多樣的輻射吸收和發射，構成廣泛的發光和鐳射材料。隨著稀土分離、提純技術的進步，以及相關技術的促進，稀土發光材料的研究和應用得到顯著發展。發光是稀土化合物光、電、磁三大功能中最突出的功能，受到人們極大的關注。就世界和美國24種稀土應用領域的消費分析結果來看，稀土發光材料的產值和價格均位於前列。我國的稀土應用研究中，發光材料占主要地位。

稀土化合物的發光是基於它們的4f電子在f-f組態之內或f-d組態之間的躍遷。具有未充滿的4f殼層的稀土原子或離子，其光譜大約有30000條可觀察到的譜線，它們可以發射從紫外光、可見光到紅外光區的各種波長的電磁輻射。稀土離子豐富的能級和4f電子的躍遷特性，使稀土成為巨大的發光寶庫，從中可發掘出更多新型的發光材料。


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當某種材料在低於某一溫度時，出現電阻為零的現象即超導現象，該溫度即是臨界溫度（Tc）。超導體是一種抗磁體，低於臨界溫度時，超導體排斥任何試圖施加於它的磁場，這就是所謂的邁斯納效應。在超導材料中添加稀土可以使臨界溫度Tc大大提高，一般可達70～90K，從而使超導材料在價廉易得的液氮中使用，這就大大地推動了超導材料的研製和應用的發展。

超導現象是1911年由一位荷蘭物理學家首先發現的，當水銀溫度降低到43K時，水銀便失去了電阻。隨後超導體的研究開發一直在進行，到1973年，科學家們制得一種鈮鍺合金，其臨界溫度是23.3K。

1986年發現一些新的超導體，超導研究也因此取得了突破性進展，當時發現一種鑭鋇銅氧陶瓷，其臨界溫度為35K。1987年2月又發現YBa2Cu3O7-x高溫超導體的臨界溫度達90K以上，大大超過了氮的沸點（77K）。新型稀土高溫材料可以在液氮溫度下工作。


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