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钕元素为何被称为工业瑰宝?

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稀土素有“工业黄金”的美称,近些年来,随着高新科技产业的不断发展,工业领域以及军工领域对稀土的需求更是与日俱增,一经开采便供不应求。

稀土素有“工业黄金”的美称,近些年来,随着高新科技产业的不断发展,工业领域以及军工领域对稀土的需求更是与日俱增,一经开采便供不应求。

而在众多的稀土元素中,排行第4的钕元素因为适应性强且用途广泛最为出名,人们亲切地称之为“四姑娘”。

人们之所以称钕元素之为“四姑娘”,主要是因为它和硝酸反应可以生成一种粉红色(女性都比较喜欢这种颜色)的化合物,加上其在镧系家族中排行第4,于是,“四姑娘”的美名便这样叫开了。

“四姑娘”具有非常独特的化学性能,最大的应用就是可以制造出性能优良的磁铁——钕铁硼磁铁,这是目前世界上已经发现的磁性最强的永磁铁,不仅具有极其强大的矫顽力和高度稳定性,而且比一般磁铁的质量更轻、体积更小。这就使得它的用途相当广泛。

下面我们就举几个现实生活中的例子,来深入了解一下它的厉害之处:

中国高铁之所以快,离不开钕铁硼磁铁

近些年来,中国高铁的发展速度之快是有目共睹的,可以说是已经成为一张“国之名片”。

这在很大程度上得益于稀土钕铁硼永磁同步电机的应用,这种电动机能带来安静、高速且强劲澎湃的动力,使得我国的高铁的速度不仅得到了质的飞跃,而且还更加高效节能。

有数据显示,我国高铁所使用的电机比传统电机能节约25%以上的电能。

鉴于石油资源紧缺的压力以及环保的需求,电动汽车被认为是取代燃油汽车的最佳选项。

然而电动汽车要想得到与燃油汽车一样的性能,就要求电动机转速快、动力强劲且节能省电,钕铁硼磁铁这时就发挥了很重要的作用。比如我国比亚迪公司新生产的“比亚迪汉”汽车,百公里加速已经做到了3.9秒,而特斯拉Roadster百公里加速只需1.9秒,这样的成绩,燃油车是很难实现的。

有不少观点认为:随着新能源汽车市场的放量,未来对高性能钕铁硼磁铁的需求,可能呈现井喷式增长态势。

除了在高铁、新能源汽车领域以外,钕铁硼磁铁在风力发电、地铁、机器人、医疗器械、航空航天、小家电等各个领域都有着非常广泛的应用。

另外值得指出的是,稀土元素在军工领域也能发挥非常重要的作用。比如美军的F-22战斗机的发动机,以及它轻而坚固的机身等等,都有赖于稀土。

再比如上个世纪美苏冷战时期,美军的“爱国者”导弹之所以能拦截苏联的“飞毛腿”导弹,很大一部分原因是在制导系统中加入了3公斤多的钐钴磁体和钕铁硼磁体,用于电子束聚焦。

不过,俗话说“巧妇难为无米之炊”,要想制造出钕铁硼磁铁,当然离不开钕元素这一原材料的支持,而我国又是全球钕铁硼稀土永磁材料的主要生产地。

所以,综上所述,“四姑娘”当之无愧是工业界的瑰宝,军工界的核心,当然也是我们的“国宝”。

稀土

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