稀土百科 | 稀土特种玻璃和高性能陶瓷材料

稀土除了在传统玻璃陶瓷中作为脱色剂、着色剂、抛光剂及陶瓷颜料外，更重要的则是用来制备特种玻璃和高性能陶瓷。铈组轻稀土几乎都是制备特种玻璃的上好原料。镧玻璃具有高折射、低色散的良好光学稳定性，广泛应用于各种透镜和镜头材料。此外，镧玻璃还用作光纤材料(同时还使用稀土元素铒)。铈玻璃用作防辐射材料，具有在核辐射下保持透明、不变暗的特点，在军事上和电视工业中有着重要的应用。钕玻璃可以制成很大的尺寸，是巨大功率激光装置最理想的激光材料。稀土陶瓷材料中，稀土可以其化合物形式和掺杂形式两种不同形式应用。稀土高性能陶瓷包括稀土高温结构陶瓷和稀土功能陶瓷两大类。

稀土的氧化物、硫化物和硼化物具有很强的高温稳定性，后两者还同时是惰性物质，它们是制造高温结构陶瓷的优良原料。例如，用氧化钇和氧化镐为主的耐高温透明陶瓷在激光、红外线等技术中有特殊用途。硫化铈、六硼化铈可用以制作冶炼金属的坩埚，也应用在喷气飞机和火箭上。稀土硼化物是优良的电子仪器的阴极材料，它具有很小的电子逸出功和很高的热电子发射密度。

稀土功能陶瓷的范围更广，包括(电、热)绝缘材料、电容器介质材料、铁电和压电材料、半导体材料、超导材料、电光陶瓷材料、热电陶瓷材料、化学吸附材料，还有固体电解质材料等。这类压电陶瓷已广泛地用于电声、水声、超音器件、信号处理、红外技术、引燃引爆、微型马达等方面。由压电陶瓷制成的传感器已成功用于汽车气囊保护系统。掺La或Nd的BaTiO₃电容器介质材料可使介电常数保持稳定，在较宽温度范围内不受影响，并提高了使用寿命。稀土元素如La、Ce、Nd在移动电话和计算机的多层陶瓷电容器中也发挥着重要作用。稀土掺杂在热敏半导体材料制作中起着关键作用，这类材料可用作过电过热保护元件、温度补偿器、温度传感器、延时元件及消磁元件等。