锆系列

企鹅电竞官网高纯氧化钪主要用作金属钪和钪材的原料,在冶金工业,用于制造合金,氧化钪在核工业可作为热电子交换器的发射的材料,氧化钪可用于固体燃料电池、记忆存储器单基片、用于各种荧光粉,原子反应堆中的中子吸收材料,磁泡材料,增感屏材料。氧化钪在光学玻璃、电子工业等方面也有一定的用途。

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为我国造出“王炸”的稀土科学家——徐光宪

来源:企鹅电竞官网    发布时间:2023-10-04 06:27:48

  1月15日,工信部网站公布消息,为依法规范稀土开采、冶炼分离等生产经营秩序,有序开发利用稀土资源,推动稀土行业高水平质量的发展,工业与信息化部起草了《稀土管理条例(征求意见稿)》,现向社会公开征求意见,要求相关单位在2021年2月15日前反馈意见。

  2月15日,《稀土管理条例(征求意见稿)》意见征求刚刚结束的第二天,英国的《金融时报》就做了相关报道。2月17日,美国彭博社发文称,中国作为全球最大的稀土生产和出口国,稀土是美国和欧洲的“阿喀琉斯之踵”。事实上,“稀土”已成为中国的“王炸”。

  如果“稀土武器”无足轻重,美国、英国也不会反应如此迅速。由此可见,我国的“稀土武器”威力还是很大的!

  据估计,每生产一架F-35战机,要消耗417公斤稀土产品。此外,稀土金属还用于芯片等高科技产品的生产。F35战机有很多零部件都用到不一样的种类稀土,想要在短时间内全部找到替代品是不可能的。除了F35,几乎所有美国新装备新武器也不能离开稀土。因此,一旦我国决定断供稀土,美国将有很多产品因没有办法获得足够的稀土而减产甚至停产!

  我国的“稀土武器”之所以效果这么好,主要归功于我国的“稀土之父”——徐光宪。在他的带领下我国彻底扭转我国稀土储量丰富,却缺少提炼技术的窘境。如今,我国不仅是稀土资源大国,更是稀土资源技术强国!目前我国是世界上最大的稀土生产国,拥有最完整的稀土产业链。

  我国今日的稀土地位也并不是轻易取得的,那是徐光宪院士通过几十年艰辛努力才换来的!

  一、1975年以前,因缺少提炼技术,拥有丰富的稀土资源我国,却要高价进口稀土产品,还经常因缺少稀土而导致军工项目停工。

  我国专业书籍《稀土材料》曾透露,我国的稀土储量占世界探明储量的70%。世界上最大的稀土矿是位于我国内蒙古的白云鄂博矿。稀有17种稀有金属,包括15个镧系元素,而我国是唯一一个能保证提供全部稀土金属种类的国家。按理说我国应该能够高价出售稀土才对,然而事与愿违。由于缺少提炼技术,当时我国的稀土只能被当作“土”来卖。

  据报道,上世纪60年代,世界上最大的稀土矿为美国的芒廷帕斯,而世界上最大的稀土加工厂商为法国的罗纳普朗克公司。

  为获取垄断利润,西方国家将稀土生产提纯技术视为同核弹技术一样的保密技术。这么做的目的是让当时稀土资源最丰富的我国无法自己加工稀土。为了获得提纯后的稀土材料,我国只能被迫以贱卖原始稀土矿为条件,高价购买西方成品以满足自己的需求。这对我国的发展造成非常大的阻碍,首当其冲的是当时很多军工项目因缺少足够的稀土成品而时常中道停工,进展缓慢。

  与此同时,西方发达国家却利用我们廉价的稀土原材料生产出各种先进材料,装配成各种先进武器,反过来威胁我国的国家安全!这种现象无疑令人十分恼火,却又无可奈何!

  1951年3月,徐光宪完成了题为《旋光的量子化学理论》博士论文,获美国哥伦比亚大学物理化学博士学位,并被选为美国西格玛克塞(Sigma Xi)荣誉科学会会员。

  其导师贝克曼看好徐光宪的学术潜质曾挽留他留在美国继续从事科学研究,并推荐他去芝加哥大学马利肯(R.S.Mulliken)教授处做博士后研究。当时徐光宪的妻子高小霞正在攻读博士学位,若徐光宪去马利肯教授处从事研究工作,不但自己能获得好的科研环境,而且也能为高小霞创造良好的博士学位攻读条件。

  徐光宪和高小霞均出生在积贫积弱的民国时期,更能体会到国破家亡的痛苦。因此,他们均满怀学成归国建设新中国的爱国热情努力学习。然而当时朝鲜战争如火如荼,中美关系也因此异常紧张,后来的解密文档显示,美国甚至多次准备对我国使用核武器!因担心可能因此无法回国,徐光宪放弃即将到手的工作,高小霞也毅然中断攻读博士学位。于1951年4月15日,徐光宪夫妻俩借华侨回国省亲的名义乘船回到新中国。

  1966年,文革动乱爆发。文革期间,由于拥有海外学习和工作经历,徐光宪受到了排挤和迫害。1969年底,徐光宪被迫离开技术物理系,到江西农场劳动。难能可贵的是,徐光宪并没有因此自暴自弃,放弃科研事业,而是继续潜心研究化学中的自然辩证法。

  苦心人,天不负!3年后,徐光宪终于等到了一个发挥他聪明才智的机会。1972年,他所在的北京大学化学系接到了一个艰巨的军工任务——分离镨钕。镨钕,在希腊语中是双生子的意思,因化学性质十分相似,是当时国际公认的大难题。这两种稀土元素是所有稀土元素中最难分离的一对。为了研究这对稀土元素的提纯技术,当时已年过半百的徐光宪第三次改变研究方向,换专业,再次主动学习专业相关知识,理由只有一个:此时此刻,祖国需要我。

  当时镨钕分离采用的是离子交换法,缺点是生产速度慢、成本高。徐光宪经过艰苦探索,提出了采用萃取分离法来实现镨钕分离。然而,当时在国际上稀土萃取化学还是一门并不成熟的新兴学科,想要掌握这种分离技术并不容易。

  为尽快研制出这种分离技术,徐光宪带领学生查遍了国内外的有关的资料,终于在美国人因失败而放弃的推拉体系中找到了灵感,自主创新出一套串级萃取理论,把镨钕分离后的纯度提高到了创纪录的99.99%!远超国际同行。

  然而对于徐光宪来说,这还只是传奇的开始!了解科研的人都知道,很多技术从实验室到工业化生产还有非常长一段路要走。这项新的稀土分离技术也不例外。为了把已经成功的串级萃取理论应用于大规模工业生产,徐光宪开始做大量试验摸索所有的环节的准确参数。他不得不使用繁琐的“摇漏斗”的方法来模拟串级试验,整套流程下来需要耗费一百多天的时间,如果得不到满意的结果,一切又都要从头再来。

  为了更快地推进稀土研究,徐光宪夜以继日,每周要工作80个小时,白天“摇漏斗”,晚上琢磨理论。凭借在理论归纳方面过人的天赋,他在实践的基础上推导出了一百多个化学公式,设计出最优化的工艺流程,并利用当时还不普及的计算机技术进行虚拟试验,使原本复杂的稀土生产的基本工艺彻底简单化,原来需要一百多天才能完成的模拟实验流程被缩短到不超过一星期!自此,我国稀土分离技术开始走在世界前列,从根本改变了受制于人的无奈局面。

  由于深知镨钕元素分离的复杂繁琐和超过难度,国内同行们几乎怀疑徐光宪的这套分离技术能否解决世界级技术难题。为了让同行信服,唯有进行工业化生产验证。幸好,当时的稀土第一大厂上海跃龙厂不畏风险,决定第一个尝试徐光宪的技术。试验让在场的同行目瞪口呆:一排排看似貌不惊人的萃取箱像流水线一样连接起来。只需要在这边放入原料,在流水线另一端的不同出口就会源源不断地输出各种高纯度的稀土元素。

  随着我国新式稀土分离技术的诞生,我国的廉价稀土冲击国际稀土市场,国外稀土分离企业纷纷倒闭或关闭。如今,几乎所有国际开采的稀土原材料也都有送到我国进行分离提纯再出口。美国业界专家曾估计,想要重新建立完善的稀土提纯产业至少要花费10年的时间,这是他们所不允许的,他们的众多高科技产品一刻不能离开好处工业维生素的稀土元素。

  从2012年起,我们凭借着36%的稀土储量以及80%的稀土产量成功拿到了稀土市场的绝对话语权以及定价权。

  三、徐光宪创建稀土串级萃取理论,培养出大批稀土技术人才,帮助我国一举垄断稀土行业。

  据报道,如今全国稀土专业的博士,大多数都是徐光宪的学生。执教数十载,徐光宪培养了近百名博士、硕士生和一大批稀土行业的优秀工程技术人员,创建了北京大学稀土化学研究中心和稀土材料化学及应用国家重点实验室,撰写了很多重要教材。他编写的《物理化学》《核物理导论》等课程,培养了新中国第一批放射化学人才。《物质结构》一书还曾是该课程全国唯一的统编教材,发行20余万册,在全国沿用了近25年,影响了几代人。

  如今,徐光宪培养的这些大批人才也不断“发光发热”,以严纯华、杨应昌为首的大批稀土分离大师为我国的稀土事业添砖加瓦。

  美国《国防》月刊文章称,中国首次申请国际稀土专利是在1983年,而仅仅14年后,中国的稀土相关专利总量就超过了美国,也超过了其他所有国家。截至2018年8月,中国积累的稀土专利申请量已经比美国多出2.3万余件。自2011年以来,中国每年稀土专利申请量都超过世界其他几个国家的总和。与世界其他几个国家相比,中国的申请速度在加快——2011年到2018年增加了250%。

  如今,我国不仅是稀土资源大国,更是稀土技术强国,还牢牢掌控世界稀土行业命门。这才有今年年初我国准备使用“稀土武器”的举措。为表彰徐光宪院士的突出贡献,2009年1月9日,徐光宪院士被授予2008年度国家最高科技奖。2015年,徐光宪老人不幸仙逝,然而他给国家留下的无形财富却永远也不会磨灭!

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