新型稀土功能材料的发展前景

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1、新型稀土功能材料的发展前景苏锵中山大学化学与化工学院中国科学院长春应用化学研究所，稀土化学与物理开放实验室我国开展稀土功能材料研发的有利条件我国具有世界上最丰富的稀土资源，量大而价廉，广东省还具有我国特有的以钇族稀土为主的离子吸附型矿。稀土元素的数目众多，多达17个，（从镧到镥的15个镧系元素加上钪和钇），约占周期表全部元素的1/7，是一片尚待研究开发的领域。稀土功能材料的研究历史还不长，20世纪40年代解决了纯稀土的分离问题以后，才能对它们的功能进行研究。在短短的50多年间，已发现稀土具有特异的物理和化学性能,，特别是具有特异的光、电、磁和催化性能，往往用“巨或庞(giant或co

2、lossal)”的字眼来形容一些具有破记录性能的稀土材料，如巨磁电阻材料、巨磁致伸缩材料、巨磁致冷材料和巨磁光旋转材料等，因此，在国际上把稀土称为21世纪的新材料。我国已成为国际上生产、出口和应用稀土的大国，已具备了比其他国家更优越的物质条件来从事稀土的研究和开发应用。完全有能力和可能迎头赶上，把资源优势转化为技术优势和经济优势。近期内将出现突破的稀土功能材料(1)不使用汞作为激发源，彻底排除光污染的绿色照明光源。基于GaN半导体的节能、耐用、小型化的白光照明光源。使用价格更低、含量比铽和铕更多的稀土如镝和钆的发光材料。(2)全固化、微型化、多波段、多功能的稀土激光材料，用于国防与通

3、讯。(3)为增进人类健康，便于医疗诊断和获得更清晰的透视图像，稀土将在荧光免疫分析、核磁成像、计算机断层成像、高能射线探测材料等方面取得应用。(4)由稀土配合物或聚合物组成的重量轻、大屏幕的全色电致发光薄膜显示器；使用钇铝石榴石单晶投影管的投影电视;以等离子体作激发源和稀土作发光材料的PDP彩色电视，场发射显示器，用于高清晰度、悬挂式大屏幕彩色电视。(5)在光通讯中使用传输损耗更低的稀土光纤和用于光信号放大的光纤放大器，体积小的波导放大器及光信息存储等新型的稀土信息材料。(6)稀土镍氢电池用于电动工具、电动汽车和便携式电源。(7)作为调节汽车的燃料/空气比的二氧化铈和测氧用的稀土传感

4、器及含稀土的汽车尾气催化剂将更广泛地进入市场。(8)新一代的磁能积更高、抗腐蚀、居里温度高、温度系数小的稀土永磁材料将面世。(9)巨磁致伸缩材料将在声纳、超声发生，微型机械和传感等方面获得广泛的应用。(10)新型磁致冷材料用于制造绿色磁冰箱代替目前使用氟氯烷烃的破坏臭氧层的电冰箱。(11)新型稀土巨磁电阻材料制成高信息存储密度的驱动器。(12)稀土高温超导材料进入应用阶段(超导悬浮用于高速转子和储能飞轮的磁性轴承、交通运输，高温超导薄膜用于微波集成电路和高频器件等)。(13)全部使用稀土的固体氧化物燃料电池将可能用作移动的或固定的电站。光学材料稀土发光材料研究我国含量丰富而价廉的镝和

5、钆等稀土离子作为激活剂的发光材料；利用缺陷作还原剂的新方法在空气下制备低价稀土发光材料；照明用的稀土发光材料：节能灯用的稀土三基色发光材料；高压汞灯用的稀土发光材料；GaN半导体白光二极管用的稀土发光材料；节能的长余辉弱光照明材料；利用光子劈裂达到量子效率大于100％的无汞荧光灯发光材料；显示用的稀土发光材料：阴极射线激发的彩电用的稀土发光材料；真空紫外激发的等离子体彩电用的发光材料；场发射显示用的稀土发光材料；有机薄膜电致发光的稀土材料。用于红外探测的稀土上转换发光材料；医疗用和高能粒子探测用的X射线光激励发光材料和闪烁晶体材料；含低价稀土的光信息存储用的长余辉材料和光谱烧孔材料；

6、光学集成用的硅等半导体薄膜中掺稀土的电致发光材料。稀土发光材料用于照明使用掺Dy3+发光材料的汞灯AlkalineearthAluminateLLPdopedwithEu2+,Dy3+LLPceramicsandglasseswithgreen,yellowandredcolors稀土发光材料用于阴极射线显示屏稀土光存储材料利用BaFBr:Sm2+,Sm3+等材料的光谱烧孔进行光存储。利用稀土长余辉材料与光激励长余辉现象在硼硅酸锌玻璃中实现光信息的写入、存储、读出和擦除。A:originalglassplateOpticalstorageinlong-lastingphosphore

7、scentglassTheinformationiswrittenintheglassbytheirradiation254nmandstoredinitB:two-dimensionalstorageinglass稀土在医疗和健康科技中的应用1.稀土在免疫分析中的应用2.稀土在医学影像中的应用2.1作为磁共振成像(MRI)的造影剂：Gd-DTPA2.2作为X线增感屏：BaFCl:Eu2+2.3作为X线CT的成像板:BaFBr:Eu2+2.4作为单光子发射