稀土金属是重要的战略资源，因其独特优异的性质而广泛应用于高精尖科技和军工领域。稀土又是我国的优势资源，它的资源储量、生产量、消费量和出口量均占世界第一。正因为此，稀土资源的开发和利用日益受到多方面的关注。

一、资源储量分布、潜力及其在国际上的地位

截止2007年底，全国保有稀土资源储量为8468万吨(稀土氧化物，下同)，其中，基础储量1840万吨(其中储量1720万吨)，资源量6628万吨。此外，在四川、广东、湖北、云南、湖南5省还有预测资源量506.4万吨。我国稀土资源以地域和类型分成南(方)、北(方)、西(部)三大类。北方为混合型稀土矿(氟炭铈矿和独居石)，储量集中分布在内蒙古白云鄂博铁矿;南方为离子吸附型稀土矿，资源储量分布于江西、广东、广西、福建、湖南等省(区)，相对集中在江西、广东两省。西部四川冕宁和山东微山两地的稀土矿以氟炭铈矿为主。

离子吸附型重稀土矿查明资源储量81万吨，其中基础储量9万吨;主要集中分布在江西，59万吨，占72%;和广东，19万吨，占23.5%。按平均46%的回收率，离子吸附型稀土仅够开采8年。磷钇矿型重稀土矿查明资源储量8.6万吨，其中基础储量1.2万吨;主要集中分布在广西，3.7万吨，占42.8%;广东，3.5万吨，占23.5%;以及江西，1万吨，占12.3%。混合型稀土矿(包头矿)为我国稀土最主要工业类型，查明资源储量7944万吨，其中基础储量1767万吨(包括储量1727万吨)。混合型稀土矿主要集中分布在内蒙古自治区，该区的混合型稀土矿资源储量7754万吨，占全国的97.6%。贵州居第二位，资源量150万吨，占全国的1.9%。陕西和甘肃也有一些资源量。

氟炭铈矿轻稀土矿查明资源储量394万吨，其中基础储量56万吨。主要集中分布在四川(冕宁)，130万吨，占33%;湖北，122万吨，占33%;江西，33万吨，占8.3%;和广东，33万吨，占8.3%;青海35万吨，占8.8%。其它还有广西，湖南，及山东。山东(微山)保有资源储量9.6万吨，仅居全国第八位。独居石矿物查明资源储量67万吨，其中基础储量6万吨。主要集中分布在湖南，查明资源储量35万吨，占52%;广东查明资源储量18万吨，占26.5%。由此可见，对我国轻、重稀土矿产资源若不实行开采总量控制，将在20年内失去其优势地位。按储量计，我国稀土资源在世界上占第一位，即占世界稀土资源总量7820万吨的22%，其它稀土资源大国是：俄罗斯和吉尔吉斯合计1900万吨，共占24.3%;美国1300万吨，占16.6%;澳大利亚520万吨，占6.6%;印度110万吨，占1.4%;扎伊尔100万吨，占1.3%;加拿大94万吨，占1.2%。

二、国内外市场供需形势分析

一个时期以来，我国稀土工业超常发展，粗放式经营，过量开采，过量出口。为了出口，可以不惜一切代价，哪怕把“现代工业的味精”当土卖，也毫不在乎，而成为一个典型的过分依赖出口的畸形行业。从2000年到2006年，稀土矿产初级产品(以REO计，下同)产量从7.8万吨迅速发展到13.25万吨，年均增长9.2%;其中，包头矿(从铁矿尾砂中再选)产量从4.8万吨发展到5.04万吨，年均增长0.8%;氟碳铈矿(主要产地在四川冕宁)产量从1.59万吨发展到3.7万吨，年均增长15.1%;南方离子型稀土矿产量从1.3万吨发展到4.51万吨，年均增长23%。稀土冶炼分离产品从6.6万吨发展到15.7万吨，年均增长15.5%。

国内稀土应用快速增长，稀土应用总量由2000年的1.93万吨增长到2006年的6.28万吨，年均增长21.7%。稀土新材料的发展保持良好的发展势头，其中，稀土永磁材料2006年产量41350吨，比2000年的7080吨增长4.84倍，年均增长34.2%;稀土荧光粉产量5871吨，比2000年的1100吨增长433.7%，年均增长32.2%;稀土研磨材料产量6092吨，比2005年增长36.7%;各类车用尾气净化器产量约1000万套，比2003年320万套增长212.5%，年均增长46.2%;贮氢合金产量15000吨，比2003年的4300吨增长344.8%，年均增长51.7%。2006年出口各类出口稀土冶炼分离产品53313吨，比2000年的46700吨增长14.2%，年均增长2.23%;出口金额47823万美元，比2000年的31200万美元增长53.3%，年均增长7.38%。2000年稀土冶炼分离产品的出口量约占当年总产量的71.9%，2006年已经下降到34%。

2006年稀土磁体出口量达到11242吨，比上年增长28.5%;出口金额3.03亿美元，出口量占当年产量的27.2%。为了进一步保护资源，推动稀土行业健康发展，从2007年起，国家将稀土矿产品和稀土冶炼分离产品列入指令性计划管理。其中，稀土矿产品指令性计划生产指标总量为131780吨。各产区分配指标分别为内蒙古自治区75000吨，福建省5000吨，江西省20000吨，湖南省780吨，广东省10000吨，四川省21000吨。产区指标的分配明显地朝综合利用包头混合型稀土矿倾斜，而大大压缩了离子型稀土矿的生产量，同时严格控制四川氟碳铈矿的产量。2007年稀土矿产品实际生产量120800吨，比上年下降8.83%。其中，离子吸附型稀土矿产品产量为45000吨，比上年略有下降，但超计划生产9220吨。四川矿区由于乱采滥挖及对环境造成严重破坏而进行停产整顿，氟碳铈矿产量只有6800吨，比上年下降81.6%。包头混合型稀土矿产量69000吨，比上年增长37%。国内消费量72550吨，比上年增长15.6%。

稀土新材料的发展继续保持良好发展势头，其中，稀土永磁材料2007年产量50800吨，比上年增长22.85%；稀土荧光粉产量8481吨，增长44.5%;稀土研磨材料产量7523吨，增长23.5%;各类车用尾气净化器产量约1085万套，增长8.5%;贮氢合金产量18600吨，增长24%。各类稀土产品出口配额4.54万吨，实际出口量为4.54万吨，比上年下降14.8%，出口金额76377万元，比上年增长59.7%。总的趋势是，国内消费需求大幅增长，出口配额逐步减少，但随着国际市场稀土产品出口价格的大幅上扬，出口效益明显提高。

三、我国稀土矿资源开发利用中存在的问题

1.采矿选矿和冶炼分离产能严重过剩

目前全国轻稀土采矿生产能力高达22万吨(含50%REO)，处理轻稀土精矿能力38万吨，轻稀土冶炼分离能力11万吨，其中，以包头矿为原料的冶炼分离能力8万吨，以四川矿为原料的冶炼分离能力3万吨。南方离子吸附型稀土矿开采能力6万吨，冶炼分离能力在6万吨以上。全国稀土矿采选综合生产能力高达44万吨，稀土冶炼分离总能力达到20万吨，远远超过实际生产的需要。

2.布局决策分散与低水平重复建设，资源浪费严重

四川矿以氟碳铈矿为主，与以氟碳铈矿和独居石为主的包头矿所含的稀土种类差不多。四川矿过早过度盲目的开发实际上是低水平重复建设，并最终引发出一系列严重问题。首先是地方小企业甚至民采无规划的乱采滥挖造成了采富弃贫、漏采压矿等严重的破坏资源浪费资源问题;严重的乱采滥挖给这个矿未来有计划的大规模深部开采带来了极度的困难。利用四川矿生产提取出口市场所需的铈与钕后，剩下的大量镧镨铈混合稀土(占总量的40%)成为钕铈生产中的副产品被大量堆积甚至抛弃，造成了严重的资源浪费。

而在另一方面，在大量使用四川矿的情况下，包头矿的用量减少，使得目前包头混合型稀土矿的实际回收利用的稀土还不足开采量的10%，另外的90%以上的稀土资源进入尾矿库保护性堆存，堆存量已经超过千万吨(REO)。但是，由于选过稀土和未选过稀土的尾矿并没有分别进行堆存，稀释贫化严重，特别是管理不善造成当地众多小选厂选矿污水和其它废水的大量排放，对未经选稀土尾矿的污染十分严重，为今后的利用人为地设置了巨大的困难。

南方离子吸附型稀土矿的过度开发造成的乱采滥挖、采富弃贫、采易弃难、丢矿压矿等资源浪费现象大量存在，由落后的、大搬山式开采和池浸提取工艺造成植被破坏水土流失和环境污染问题也十分严重。后来，在一些矿山推广采用先进的原地浸矿技术，资源利用率有很大提高，但由于原地浸矿技术的应用需要一定的地质条件，并非所有的离子型稀土矿都适合。因此，池浸作业在南方的许多离子型稀土矿山依然存在，该工艺所造成的环境污染资源浪费现象在整体上讲并没有从根本上好转。据有关材料，目前离子型稀土矿采用原地浸出工艺的企业只占20%，资源利用率在70%左右，而采用落后的池浸提取工艺的企业却占80%，资源利用率不足40%，有的甚至只有25%。

3.产业集中度低，产品趋同率高，缺乏市场竞争力

目前，全国有重稀土矿山企业20家，其中，中型1家，小型18家，小矿1家;轻稀土矿山企业104家，除了包钢稀土1家为特大型外，还有中型企业6家，小型55家，小矿42家。稀土冶炼分离产业集中度更低。全国稀土冶炼分离总能力虽已达到20万吨，但分离厂的数量也达到120多家，单厂稀土冶炼分离能力只有1300吨/年。其中，REO分离能力超过5000吨/年的仅有6家，超过或者接近2000吨/年的约有13家，大部分企业的REO分离能力为500-1500吨/年。绝大部分分离厂的设备和控制水平低，单台设备生产能力小，科技开发力量薄弱，产品品种单一且互相雷同，产品收率平均低于国外先进水平3～5个百分点，成本高，产品批量小，质量均一性差，质量不稳定，还常常与大厂争原料抢市场。

4.出口过量，竞争无序，价格失控

我国稀土产品出口量占世界出口总量的80%以上，本应具备调控国际市场的能力，但由于多头出口，互相压价竞销，价格忽高忽低，难以控制。长期以往，一些稀土产品销售价格大幅下降，还必须贱卖。例如，20年前荧光极氧化钇售价是80-100美元/公斤，现在只卖10美元/公斤;20世纪90年代中期氧化钕外销价约18美元/公斤，现在只卖7美元/公斤。稀土产品出口的无序竞争，导致战略资源流失，企业和国家的经济利益也遭受严重损失。

5.稀土产品出口管理的不科学，稀土配分的差异性特点被错误地利用，造成大量宝贵的稀土资源在开发中被严重浪费

我国南方和北方稀土资源尽管在稀土成分上有很大差异性，稀土配分差别分大，但各种稀土元素均有一定的含量，也就是说，南北方稀土资源在稀土成分上有一定的互补性，而在某些情况下，这种互补性还很强。例如，包头矿的稀土配分为(超过或接近5%，下同)：La2O327.22%，CeO248.73%，Pr6O115.31%，Nd2O316.63%，离子型稀土的江西龙南矿的稀土配分为：Gd2O35.69%，Dy2O37.48%，Er2O34.26%，Y2O364.1%，而江西寻乌矿的稀土配分则为：La2O329.84%，CeO27.18%，Pr6O117.14%，Nd2O330.18%，Sm2O36.32%，Gd2O34.21%，Y2O310.07%。

但是，由于稀土生产和出口管理的不科学，制度设置不合理，并未按照各类稀土矿床的稀土配分与市场需求安排生产量，也未按照实际产品的可供应量安排出口，出口配额安排的简单化与无计划性，出现“市场价格高利润大的，大家就一窝蜂地拼命生产拼命出口，市场价格低利润小的，就无人愿意出口愿意生产”的现象，结果，高价格维持不了几天就会急剧回落。就这样，中国的生产商和出口商为追逐利润总是被外商牵着鼻子跑，而置国家利益于不顾，稀土品种因无人问津而只能当土卖。稀土出口配额制度形同虚设。

四、我国对稀土矿资源开发利用管理现行政策

国家在1991年将离子吸附型稀土矿列入保护性开采的特定矿种。近年又采取控制稀土矿产开采总量、稀土生产总量和减少出口总量等一系列的宏观调控措施。例如，国土资源部1999年5月发出通知，对稀土等8个矿产暂停颁发采矿许可证;稀土矿产品的生产正式纳入我国矿产资源规划范畴，2005年公布了被允许开采稀土矿产的企业名单，从2006年开始下达稀土矿产品开采总量控制年度生产指标及其分省指标;在控制稀土出口方面，国家早在上世纪90年代初就对稀土产品出口实行配额管理。2004年国家有关部门共同制定并发布《稀土产品出口目录》，在2005年取消稀土冶炼分离产品出口退税政策与加工贸易政策后，又在2007年初出台对所有稀土冶炼分离产品征收10%出口关税的政策。为了严格控制稀土矿产品的生产，并考虑到多方面的因素，经国务院批复的《2008—2015年全国矿产资源规划》将稀土矿产品2010年和2015年的开采总量控制调控目标分别被确定为12.2万吨与14万吨，国家的重点矿产开采总量控制调控措施实际上已经覆盖全部稀土矿产，而不是仅仅限于南方的离子吸附型稀土矿。总的看来，这些政策措施是很有成效的，稀土产品价格大幅度上涨，企业经济效益普遍好转，达到了限产保价的规划目标。

五、政策建议

我国稀土矿产存在着严重的生产过量和出口过多与不合理等方面的问题，需要从整个稀土资源统配的角度，加以统筹考虑，妥善安排生产和出口，妥善解决这些深层次问题。有人认为要禁止出口。我个人认为，既无必要也不可能。稀土资源与其用量相比，在世界上并不稀，也不缺，许多国家都有丰富的稀土资源。即使象离子吸附型稀土矿，在巴西、印度与澳大利亚这些地处热带的国家，也完全具有相同的成矿地质条件，找到这类稀土矿也并非难事。稀土矿产的采选与分离技术并不复杂，比如俄罗斯和美国，这些国家要想掌握稀土的采选与分离技术，我看是易如反掌。中国之所以从诸多稀土资源大国中脱颖而出，并击败对手成为世界稀土第一生产大国与出口大国，关键在于我国掌握了成本较低的开发技术，稀土生产成本也较低。出口过多，固然造成了宝贵稀土产品的价格过低，造成了稀土资源的大量流失，但如果出口过少，或者禁止出口，势必会促使世界其他稀土资源大国对其国内稀土资源的开发。而且，由国家宣布禁止稀土出口，也不符合WTO规则。


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随着稀土在各个领域里用途的不断开发，世界各国对稀土的需要量在继续增加。根据美国矿山局导报：1983年美国对稀土（按REO计）的年需要量为19000吨：全世界对稀土（按REO计）的年需要量为36600吨（表1）。

表11983年美国和全世界对稀土的需求量

从全世界稀土精矿生产的实际产量（表2）可以看出：1984年稀土精矿的产量比1983年增涨22.43%；在1984年生产的44461吨（按REO计）稀土精矿中，美国和澳大利亚的产量分别占56.93%和17.99%，美国生产的稀土精矿，以氟铈矿为主，澳大利亚生产的稀土精矿几乎全部是独居石，马采西亚则是生产磷钇矿精矿最多的国家。

表2全世界稀土精矿产量（REO，t计）

①系估计的数字。

根据美国矿山局的统计：1984年全世界拥有年生产稀土精矿51960吨（以REO计）的能力。从世界各国稀土精矿的生产能力（表3）可以看出：目前，世界上拥有生产能力最大的国家有美国、中国、澳大利亚、印度等。

表3全世界稀土生产能力（REO，t计）

①估计数字。

我国稀土精矿的生产，发展十分迅速，精矿的产量也在成倍地增涨。以1983年生产的稀土精矿产量为100，到1986年我国稀土精矿生产的产量猛增至304（表4）。在我国生产的稀土精矿中，氟碳铈矿－独居石混合精矿占80%～86%；单独的独居石精矿占11%～16%，磷钇矿精矿只占1.5%～2.5%（表5）。近年来，随着对离子吸附型稀土矿的大力开发，其产量（按REO计）已占我国稀土精矿总产量的15%～20%左右。

表4中国稀土精矿产量的增涨情况

表5中国各种稀土精矿的生产情况

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稀土在功能陶瓷新材料中的应用及市场前景

一、稀土与功能陶瓷

稀土，是包括15个镧系元素和钪、钇共17个金属元素的总称。稀土元素自18世纪末相继被人们发现以来，已在冶金、陶瓷、玻璃、石化、印染、农林等行业得到广泛应用。随着科学技术的进步，稀土的应用范围不断扩大。特别是近20余年来，稀土在高新技术领域的应用得到了迅猛发展。稀土在功能陶瓷中的应用，就是其中的一个重要方面。

功能陶瓷，是20世纪特别是第二次世界大战以后随着电子信息、自动控制、传感技术、生物工程、环境科学等领域的发展而开发形成的新型陶瓷材料，它可利用电、磁、声、光、热、力等直接效应及耦合效应所提供的一种或多种性质来实现某种使用功能。因功能陶瓷的品种类型繁多，性能特点丰富且适用面广，现已在电器装置、信号处理、传感计测、半导体元件、超导材料等方面得到广泛应用，倍受相关材料研究人员和生产者们的普遍关注。

稀土与功能陶瓷有着密切的关系。众所周知的超导陶瓷中大部分都含有稀土，如钇钡铜氧（YBCO）就是一种具有优良高温超导性的氧化物陶瓷，它可将所需的环境工作温度由低温超导材料的液氦区（Tc＝4.2K）提高到液氮区（Tc＝77K）以上，极大地提升了超导材料的实用价值。同时，在许多功能陶瓷的原料中掺加一定的稀土元素，不但可改善陶瓷的烧结性、致密度、强度等，更重要的是可使其特有的功能效应得到显著提高。

二、稀土在功能陶瓷中的应用

（一）在超导陶瓷中的应用

自1987年中、日、美等国材料科学家发现氧化物陶瓷钇钡铜氧（YBCO）具有优良的高温超导性（Tc高达92K）以来，人们在稀土高温超导陶瓷的性能研究及应用开发方面做了大量工作，并取得了许多重大进展，日本已有研究表明，用Nd、Sm、Eu、Gd等轻稀土（Ln）取代YBCO中的Y后，所得超导陶瓷材料LnBCO的临界磁场强度显著提高，磁通钉扎力也大为增强，在电力、储能和运输等方面极具实用价值。如经一定生产工艺所制得的LnBCO块材，能在77K捕集大于10T的磁场，可代替Nd－Ti用作磁悬浮列车的磁体。

北京大学以ZrO2为衬底并加热至约200℃，分别将Y（或其它稀土）、Ba的氧化物和Cu分层蒸发在衬底上进行扩散处理，并于800～900℃温度区间热处理，所制得的超导陶瓷在100K以上表现出具有良好的金属性电阻温度系数。日本鹿儿岛大学将稀土La掺加到Sr、Nb氧化物中所制成的陶瓷薄膜，在255K即发生超导现象。

（二）在压电陶瓷中的应用

钛酸铅（PbTiO3）是一种典型的具备机械能－电能耦合效应的压电陶瓷，其居里温度高（490℃）、介电常数低，适于高温和高频条件下应用。但在其制备冷却过程中，因产生立方－四方相变而易出现显微裂纹。为了解决这一问题，采用稀土对其进行改性，经1150℃温度烧结后可获得相对密度为99%的RE－PbTiO3陶瓷，显微组织得到明显改善，可用于制造在75MHZ的高频条件下工作的换能器阵列。分析认为，由于稀土离子RE3＋的置换作用，使PbTiO3陶瓷介电常数减小及压电各向异性（kt/kp）增强，特别适用于电子扫描医用超声系统中的换能器。并且因陶瓷的介电常数和径向机电耦合系数减小，其高频谐振峰变得单纯，利于制造高灵敏度、高分辨率的超声换能器。

在具有高压电系数的锆钛酸铅（PZT）压电陶瓷中，通过添加La2O3、Sm2O3、Nd2O3等稀土氧化物，可明显改善PZT陶瓷的烧结性能并利于获得稳定的电学性能和压电性能，这是因为用三价的La3＋、Sm3＋、Nd3＋等稀土离子取代了PZT中A位的Pb2＋后，使PZT陶瓷的电物理特性发生了一系列变化。此外，还可通过添加少量稀土氧化物CeO2来改善PZT陶瓷的性能，且CeO2的添加量以0.2%～0.5%为宜。掺加CeO2后PZT陶瓷的体积电阻率升高，利于工艺上实现高温和高电场下极化，其抗时间老化和抗温度老化等性能也均得到改善。经稀土改性的PZT陶瓷，现已在高压发生器、超声发生器、水声换能器等装置中得到广泛应用。

（三）在导电陶瓷中的应用

以稀土氧化物Y2O3作添加剂的钇稳定化氧化锆（YSZ）陶瓷，高温下具有良好的热稳定性和化学稳定性，是较好的氧离子导体，在离子导电陶瓷中具有突出地位。YSZ陶瓷传感器，已成功用于测量汽车尾气中的氧分压，有效控制空气/燃料比，节能效果显著，在工业锅炉、熔炼炉、焚化炉等以燃烧为主的设备中得到了广泛应用。YSZ陶瓷还可用作高温固体氧化物燃料电池（SOFC）中的电解质材料，使用较多的为Zr0.9Y0.1O1.95。因SOFC采用固体电解质，故不存在其他燃料电池所涉及的电解质处理问题，并且转换效率接近60%。此外，掺加有稀土的LaCr0.9Mg0.103、La0.85Sr0.15MnO3陶瓷及Ni－Zr（Y）O2－X金属陶瓷薄层，还可分别用作SOFC电池中的双极性极板、多孔阴极和多孔阳极材料。

然而，YSZ陶瓷只有在高于900℃时才表现出较高的离子导电率，故其应用仍受到一定限制。现有研究发现，在具有更高离子导电率的Bi2O3陶瓷中，掺加适量的Y2O3或Gd2O3，可使Bi2O3面心立方相稳定到室温，同时X射线衍射图谱也已表明，（Bi2O3）0.75－（Y2O3）0.25和（Bi2O3）0.65－（Gd2O3）0.35均为稳定的面心立方结构的高氧离子导电相。在这种陶瓷的侧面再镀上（ZrO2）0.92（Y2O3）0.08的保护膜后，即可制备组装成离子导电性高、稳定性好且能在中温条件下（500～800℃）工作的燃料电池和氧传感器，利于解决高温技术所带来的困难。

（四）在介电陶瓷中的应用

介电陶瓷主要用于制作陶瓷电容器和微波介质元件。在TiO2、MgTiO3、BaTiO3等介电陶瓷及其复合介电陶瓷中，添加La、Nd、Dy等稀土能显著改善其介电性能。

如在具有高介电常数的BaTiO3陶瓷中，添加介电常数值ε＝30～60的La、Nd稀土化合物，可使其介电常数在宽温度范围内保持稳定，器件的使用寿命显著提高。在热补偿电容器用介电陶瓷中，还可根据需要适当地掺加稀土，实现对陶瓷介电常数、温度系数、品质因数的改善或调节，扩大其应用范围。用La2O3对热稳定电容器钛酸镁陶瓷进行改性，所获得的MgO－TiO2－La2O3－TiO2系陶瓷和CaTiO3－MgTiO3－La2TiO5系陶瓷，即保持了原有的介电损耗和温度系数小的特点，其介电常数也得到了显著提高。

微波介质陶瓷的品种繁多，掺加有稀土氧化物的BaO－RE2O3－TiO2系陶瓷就是一种应用较为普遍的介质材料，其介电常数ε可超过80。如MgTiO3－CaTiO3－La2O3陶瓷的品质因数Qε值可高达8000，而Nd2Ti2O7－（BaPb）TiO3－TiO2陶瓷的介电常数ε则可达到90。由于新技术的应用，随着BaO－TiO2－SnO2－RE2O3系等新型陶瓷的开发，近年内微波陶瓷介质材料的主要技术指标渴望达到：Qε值约比目前提高一个数量级，即在微波频率下为10000；ε在2～2000范围内系列化，以适应多种用途；温度系数αε则在300～－100范围内系列化，可更方便地获得零温度系数的介质谐振器和滤波器等微波器件。

（五）在敏感陶瓷中的应用

敏感陶瓷是功能陶瓷中的重要一种，其特征是对某些外界条件如电压、气体成分、温度、湿度等反应敏感，故可通过其相关电性能参数的反应或变化来实现对电路、操作过程或环境的监控，广泛用于控制电路的传感元件，因此又被称为传感器陶瓷。稀土与这类陶瓷的性能之间存在着密切关系。

1、电光陶瓷

在PZT中添加稀土氧化物La2O3，即可获得透明的锆钛酸铅镧（PLZT）电光陶瓷。原母体材料PZT因存在孔隙、晶界相和各向异性，一般不透明，而La2O3的加入使其微观结构趋于均匀一致，在很大程度上消除了孔隙，减弱了其各向异性，显著减少了晶界上多次折射所引起的光散射和第二相所引起的光散射，故PLZT具有良好的透光性能。PLZT电光陶瓷存在着一次电光效应（波克尔效应）、二次电光效应（克尔效应）以及光散射效应和光学记忆效应，其中克尔效应的应用最为普遍，如屏蔽核爆炸辐射的护目镜、重型轰炸机的窗口、光通信调制器、全息记录装置等。由于PLZT电光陶瓷具备利用电场改变其光学性质的特点，它的出现标志着陶瓷材料真正进入功能光学领域。

2、压敏陶瓷

中南工业大学研究了稀土元素对ZnO压敏陶瓷电性能的影响，用稀土氧化物La2O3对ZnO压敏陶瓷进行掺杂后，其压敏电压VlmA值显著提高；而当掺杂量从0.1%增加到10%时，陶瓷的非线性系数α值从20下降为1，基本无压敏性质。故对于ZnO陶瓷，低浓度稀土元素掺杂时可提高其压敏电压值，但对非线性系数影响不大；而高浓度掺杂时陶瓷则不呈现压敏特征。

3、气敏陶瓷

从20世纪70年代开始，人们就在将稀土氧化物掺加到ZnO、SnO2及Fe2O3等气敏陶瓷材料中的作用方面作了许多研究，并制得了ABO3型和A2BO4型稀土复合氧化物材料。有研究结果显示，在ZnO中加入稀土氧化物，可明显提高其对丙烯的灵敏度；在SnO2中掺加CeO2，可得到对乙醇敏感的烧结型元件。

大连理工大学对在Fe2O3中掺加稀土氧化物RE2O3（RE＝Nd、Sm、La）而获得的REFeO3系列材料的性能进行了研究，指出材料的超微粒化是提高气敏元件灵敏度的重要因素，且稀土元素不同，对材料微观形貌的影响也有所不同，其中NdFeO3和SmFeO3的粒度较小，LaFeO3的粒度稍大。将所测REFeO3系列气敏元件在0.13%浓度的不同气氛中进行分析，发现REFeO3系列材料对乙醇均有较高的灵敏度，且其灵敏度高低顺序依次为NdFeO3＞SmFeO3＞LaFeO3，同时对汽油的灵敏度较低，对其它气体几乎不反应，因此具有较强的选择性。

4、热敏陶瓷

钛酸钡（BaTiO3）是目前研究最多且应用最广的热敏陶瓷。当在BaTiO3中掺加微量稀土元素如La、Ce、Sm、Dy、Y等时（摩尔原子分数控制为0.2%～0.3%），由于用与Ba2＋半径相近的RE3＋取代了部分Ba2＋，产生了多余的正电荷，并通过Ti4＋的作用形成了弱束缚电子，故使陶瓷的电阻率显著降低；但若掺杂量超过一定值（如掺杂La的摩尔分数＞0.35%），由于Ba2＋空位的形成和导电载流子的消失，陶瓷的电阻率反而急剧上升，甚至成为绝缘体。

5、湿敏陶瓷

在种类繁多的湿敏陶瓷中，目前稀土的掺加主要为镧及其氧化物，如Sr1－xLaxSnO3系、La2O3－TiO2系、La2O3－TiO2－V2O5系、Sr0.95La0.05SnO3及Pd0.91La0.09（Zr0.65Ti0.35）0.98O3－KH2PO3等。为了进一步提高湿度陶瓷的灵敏度，在现性和稳定性，以增强其实用性，还需加强稀土掺加对陶瓷相关性能影响方面的研究。

三、市场前景

随着材料科学的发展，近年来功能复合陶瓷备受关注，稀土掺杂在功能复合陶瓷的开发研究方面也取得了较大进展。浙江大学陈昂等，采用常规功能陶瓷的制备方法，将稀土超导陶瓷YBa2Cu3O7－x和铁电陶瓷BaTiO3复合，获得了铁电性与超导性共存的YBa2Cu3O7－x－ BaTiO3系复合功能陶瓷，其电导特性符合三维导电行为，并当YBa2Cu3O7－x含量较高时呈超导性。华中理工大学周东祥等的研究指出，LaCoO3－SrCoO3系和LaCrO3－ SrCrO3系复合功能陶瓷，可用作磁流体电机的电极材料和气敏材料；而在NTC热敏复合材料NiMn2O4－LaCrO3陶瓷中，新化合物LaMnO3导电相决定着陶瓷的主要性质。西安交通大学的邹秦等通过用稀土离子Y3＋、La3＋对（Sr,Ca）TiO3掺杂，省去了原有的用碱金属离子（Nb5＋、Ta5＋）涂覆并进行热扩散的工艺，而且制得的陶瓷材料致密度高、工艺性能良好，并保持了电阻率低（ρ为10－2Ω·cm量级）、非线性高（非线性系数α＞10）的介电－压敏复合功能特性。

智能陶瓷是指具有自诊断、自调整、自恢复、自转换等特点的一类功能陶瓷。如前所述在锆钛酸铅（PZT）陶瓷中添加稀土镧而获得的锆钛酸铅镧（PLZT）陶瓷，不但是一种优良的电光陶瓷，而且因其具有形状记忆功能，即体现出形状自我恢复的自调谐机制，故也是一种智能陶瓷。智能陶瓷材料概念的提出，倡导了一种研制和设计陶瓷材料的新理念，对拓宽稀土在近代功能陶瓷中应用极为有利。

近年的研究还表明，稀土在生物陶瓷、抗菌陶瓷等新型陶瓷材料中也有着独特的作用。由于稀土元素可与银、锌、铜等过渡元素协同增效，开发的稀土复合磷酸盐抗菌可使陶瓷表面产生大量的羟基自由基，从而增强了陶瓷的抗菌性能。

我国是一个众所周知的稀土资源大国，应进一步加强稀土掺杂对功能陶瓷性能影响的研究和新型功能陶瓷的开发力度，以充分发挥我国的稀土资源优势，有效提升稀土在高科技材料中的应用价值。

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