稀有金属

　　稀有金属是指在地壳中含量较少，分布稀散或难以从原料中提取的金属。稀有金属主要用于制造特种钢、超硬质合金和耐高温合金，在电气工业、化学工业、陶瓷工业、原子能工业及火箭技术等方面。

稀有金属有哪些

　　所谓稀有金属是指在自然界含量较少，或分布比较分散，应用与制备较晚，有些稀有金属元素到目前为止还是人造的。根据稀有金属性质的不同一般分做以下六类：

　　1、稀土金属

　　包括钪(Sc)、钇(Y)、镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)及镥(Lu)共17种。

　　其中的钷是人造的、具有放射性的金属元素，即到目前为止尚未在天然矿物中发现。其余的16种稀土金属以常量或微量共同存在于独居石及钪、镱等矿石中。稀土元素的原子结构具有共同特点，因此化学性质都相似;如易溶于稀酸;能形成稳定的配位化合物以及微溶于水的草酸盐、碳酸盐、硫酸盐、氟化物及氢氧化物等。

　　稀土盐类做为电镀铬的添加剂，可以实现低质量浓度铬酐溶液镀铬，在我国已有近30年的历史了，目前已经商品化。铈盐做为添加剂可以大大改善锡镀层的可焊性。从水溶液中电沉积稀土金属是很困难的，但稀土镧可以与镍共沉积形成Ni-La合金。总之，稀土金属在表面处理行业的应用具有非常广阔的发展前景。

　　2、稀有贵金属

　　铂(Pt)、铑(Rh)、钯(Pd)、钌(Ru)、铱(Ir)和锇(Os)属稀有贵金属。与Au和Ag相比，上述6种贵金属为稀有金属，电镀Pt、Rh和Pd薄镀层已有成熟的工艺。

　　3、放射性稀有金属

　　钋(Po)、镭(Ra)及15个锕系金属属放射性稀有金属。它们是锕(Ac)、钍(Th)、镤(Pa)、铀(U)、镎(Np)、钚(Pu)、镅(Am)、锔(Cm)、锫(Bk)、锎(Cf)、锿(Es)、镄(Fm)、钔(Ma)、锘(No)及铹(Lr)。全部是人造的元素。

　　4、稀有轻金属

　　锂(Li)、铷(Rb)、铯(Cs)及钫(Fr)属稀有轻金属，其中钫为人造元素。

　　5、稀有分散金属

　　铼(Re)、镓(Ga)、铟(In)、ta(TI)、及锗(Ge)属稀有分散金属。这些金属在自然界中不能形成独立的矿石，而是以杂质的形式分散存在于其它金属的矿石中。

　　6、难熔稀有金属

　　指熔点高的稀有金属，包括钛(Ti)、锆(Zr)、铪(Hf)、钽(Ta)、钨(W)、钼(Mo)、钒(V)、铼(Re)和锝(Tc)，其中锝为人造的元素。这些金属的标准电位很负，不可能从水溶液中沉积为纯金属，但可以在镍及钴等的诱导下电沉积为合金。

稀有金属材料加工

　　1、稀有金属箔材加工技术

　　稀有金属箔材已经成为工业产业所需的关键材料，工业产业对于稀有金属箔材的质量和jing准度要求非常高。

　　西方国家对稀有金属箔材加工技术的应用时间比较长，经验比较丰富，加工水平比较高，我国与西方国家的差距比较大，很多高精度的稀有金属箔材还需要从国外进口。

　　我国必须加大稀有金属材料加工技术的研究水平，缩短与西方国家之间的差距。稀有金属箔材主要应用以下加工技术：一是真空熔炼，二是锻造，三是轧制，四是真空热处理。

　　2、稀有金属材料成形加工技术

　　稀有金属材料成形加工技术具有以下特点：①生产工序比较少，②加工效率高，③成本低，④材料的利用率比较高。

　　稀有金属材料成形技术有以下几种：①精密铸造，②等温锻造，③超塑性成形，④扩散连接，⑤旋压成形，⑥管件塑性推制，⑦粉末冶金，⑧激光立体成形。稀有金属材料的价格相对较高，对于成形技术的要求也比较高。

　　3、稀有金属材料铸造技术

　　稀有金属材料铸造技术是应用Z为广泛的加工技术。铸造技术经常被用在飞机的传动系统中，使用一定数量的钛合金来铸造成精铸件来代替传统的紧固件，不仅减轻了飞机结构的重量，也降低了飞机零部件的应用成本，提高制造效率。

　　如今，我国的稀有金属材料铸造技术主要是依据型壳工艺进行分类，应用比较广泛的型壳加工技术有：①机加工石墨型，②石墨捣实型，③熔模精密陶瓷型。其中，机加工石墨型的特点有以下几个：一是材料表面的质量比较高，二是尺寸的jing准度比较高，三是铸造完成的模型可以重复使用。

　　机加工石墨型铸件的表面处理比较复杂，如果处理的不合理铸件表面就很容易出现气孔等问题。对此，稀有金属材料的铸造技术仅适合应用于结构简单的铸件加工。石墨捣实型铸造技术比较适用于结构复杂的铸件加工，降低铸件的铸造成本。熔模精密铸造加工工艺比较适用于壁薄的零部件，并且对于铸件的jing准度要求较高，是国内外应用比较广泛的稀有金属材料加工技术。技术人员需要按照稀有金属材料的类型来选择铸造技术。

　　目前，美国的稀有金属材料加工技术处于lingxian水平，我国稀有金属材料加工技术与美国差距较大。随着科学技术的快速发展，铸件热处理技术也得到迅猛发展，钛合金铸件的性能已经超过了很多传统铸件的性能。美国一架战斗机上钛合金铸件的数量大概有58个，占整个战斗机零部件总量的7.5%。

　　随着社会的快速发展，稀有金属材料的加工技术也在不断提高。但是，稀有金属材料加工技术的种类比较多，而且不同的技术特点和功能不同，技术人员需要结合稀有金属材料的特点合理选择加工技术，保证加工技术应用的合理性。

　　相比而言，西方国家应用稀有金属材料加工技术的时间比较早，经验比较丰富，我国与西方国家还存在较大差距。对此，我国相关部门在加大稀有金属材料加工技术研究力度的同时还需要合理的借鉴西方国家的先进经验，提高国内稀有金属材料加工技术水平。稀有金属材料加工技术具有广阔的发展前景，只是我国稀有金属材料加工技术还不够完善，还需要不断做出调整。

稀有金属的应用

　　稀有金属大多数具有耐高温、抗腐蚀、硬度大、导电和导热性好等特殊性能，广泛应用于高技术产业以及原子能、航空航天、武器等国防领域，是国际公认的战略物资。

　　一些稀有金属由于在地壳中比较分散，或其矿物没有特别引人注目的特征，因而被人们发现较迟，研究较少;某些稀有金属则由于制取较困难，其生产和应用都较迟，这些在历史上就给人们形成了“稀有”的概念。

　　但随着科学技术的发展，人们对稀有金属的研究、生产、应用日益增加。对某些稀有金属而言，“稀有”二字已失去了其原有的含义，也有许多稀有金属被划入普通金属之列。如钛在现代技术中应用日益广泛，产量增多，所以有时也被列入轻金属。

　　稀有金属具有各种优良性质，因而在国民经济各部门及近代科学技术各领域中(如航天、能源、电子、化工等)，都占有日益重要的地位。在有些领域中，稀有金属材料的应用甚至成为促进该领域在某一阶段发展的主要因素之一。在航空及航天技术中，由于密度小、高温强度大的钛材的应用，才使制造宇宙飞行器及马赫数较大的超音速飞机成为可能。

　　在电子工业中，高纯度稀有金属锗是Z主要的半导体材料之一。此外铌、钨、铝、钛、锆等也都是电子工业的重要材料;稀有金属钽用以制造比容大、性能稳定的优质电容器，成为航空及航天设备中的重要电子元件。

　　在钢铁工业中，稀土金属及稀有高熔点金属都是冶炼优质钢的重要添加剂，少量稀土或钒加入到钢中，都能大大提高其强度和耐冲击性能，故大量用于炼制各种低合金钢。钨用于炼制高速切削用钢(即高速工具钢，钒也是许多特种钢的重要成分。稀有高熔点金属的碳化物都具有很高的熔点、硬度和耐磨性能，因此广泛用于制作硬质合金。