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电感耦合等离子体原子发射光谱法可以对稀土

2019-12-14 来源:小说阅读网-爱阅读

电感耦合等离子体原子发射光谱法可以对稀土进行检测

近日,“稀土”一词在各大媒体榜单上频繁出现,关于稀土的引起了广大友的激烈讨论。从进口稀土矿关口正式进行封关,再到股市中稀土板块行情起伏。也许稀土的概念较难体现其实际价值,但一句“中东有石油,中国有稀土”,应该已经可以说明稀土对我国的重要意义。

中国国家发展和改革委员会有关负责人就稀土产业发展相关问题答问一经发布就引起外界高度关注,纷纷猜测中方是否会把稀土作为反制美方无端打压的“武器”。被称为工业“维生素”的稀土包含哪些战略元素,它们又在高科技产业乃至军事领域发挥着怎样不可替代的作用呢?

稀土为何是重要资源

据了解,稀土是元素周期表中镧系元素镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥,以及与镧系的十五个元素密切相关的两个元素钪和钇,共17种元素的总称。由于其本身的物理化学性质,目前稀土较常应用于现代电子工业中,并且在新能源、新材料、节能环保、航空航天等领域中的使用也日益广泛。同时,稀土离我们的生活也并非很远,屏、LED、电脑、数码相机等生活中常见的用品都离不开稀土材料。由此可见稀土对于目前工业发展与社会发展的重要性。

稀土作为一种对各领域发展都有重要价值的战略资源,却也是一种不可再生的资源。早年发布的《中国的稀土状况与政策》白皮书中提及,中国拥有较为丰富的稀土资源,长期以来遵守稀土的公平贸易,并为行业稀土供应作出重要贡献。

稀土在军事装备领域的应用十分广泛,从大型舰船的推进电机到导弹上的小芯片,从精密的光学仪器到看上去很粗糙的火炮炮管,稀土元素的应用,都会大幅度提高其性能。

现代信息化装备离不开芯片,而芯片的制造离不开稀土元素。信息化装备打击精度准不准、探测距离远不远、抗干扰能力强不强、反应速度快不快,很大程度上取决于芯片。

电机是很多高科技装备所必需的设备,大到万吨战舰的全电力推进系统,小到导弹上的发电机,都离不开电机。稀土元素对电机性能提升非常明显。稀土永磁以优越的磁特性,被人们称为超级永磁,其体积小、重量轻、结构简单、工作可靠、散热效率高。国际稀土协会前主席曾指出,稀土永磁的出现,将引起电机的革命性变化。从上世纪70年代起,稀土永磁电机开始实用。1971年,一家美国公司研制成功了功率为伏安的稀土永磁发电机作为无人机电源发电机。而美国航天飞机的升降副翼的驱动装置,使用了重量仅为17磅的稀土永磁无刷直流电动机。美国的空空、空地导弹几乎都用稀土永磁电机控制舵面。

稀土元素也被广泛用于光学设备中。目前大部分激光材料都涉及稀土,从激光测距仪、激光雷达到激光制导武器。例如,坦克使用的掺钕钇铝石榴石激光测距机测距距离超过20公里,西方主战坦克广泛装备这类激光测距仪,例如M1系列,“豹2”系列、“挑战者”系列等。激光制导武器,比如激光制导炸弹、激光制导炮弹等也依靠使用稀土元素的激光照射器照射目标。稀土发光材料还成功用于夜视设备中。

虽然目前中国的稀土可开采储量仍处于世界前列,但并不意味着稀土资源能够滥用。由于人们对于稀土资源并不重视,我国早年间不合理的开采方式以及大量出口稀土资源的行为,不仅使得我国稀土储量骤减,环境被严重破坏,而且还导致稀土价格近几年来一直处于不合理状态。好在近年来我国在认识到稀土资源的重要性之后,对稀土资源出口量已开始有所控制。同时,近日限制稀土进口的消息也已正式出台,旨在保护稀土的现有资源,相信稀土行业的形势将会逐步改变。

利用光谱检测稀土

其实,稀土并非与其名字一样稀,相反的还广泛存在于土壤中,但因为稀土元素分布含量较低,而且并不是大部分土壤都能够开采出稀土元素,因而稀土资源才显得较少。那么在实际工业生产中,该如何知道土壤中是否存在稀土元素呢?据悉,在目前的技术条件下,一般是通过发射光谱或X荧光分析方法对土壤中稀土元素进行检测分析的。其中,发射光谱分析方法所使用的光源一般是等离子体,也就是利用电感耦合等离子体原子发射光谱法进行分析。

在利用电感耦合等离子体原子发射光谱法对稀土进行检测的过程中,一般需要将土壤样品由进样器引入雾化器,并使其进入焰矩时,样品中各组分以光的形式发射出能量。各元素之间发射不同波长的光谱,可以对土壤中各稀土元素进行定性判断。再根据发射光的强弱不同,对土壤中各稀土元素含量进行定量分析。这种方法既可以对土壤中的稀土元素进行定性分析,还能进行定量检测,是目前行业中较常用的一种方法。素有“工业维生素”、“工业黄金”、“新材料之母”等称号的稀土资源,在目前这个阶段十分重要。相信随着科学技术不断完善,检测稀土元素的方法也将愈发简单有效。人们在深入了解稀土资源之后,将会对于稀土资源更加重视。

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