強國資本 中東有石油 中國有稀土

2020-08-11 秦地天虹

稀土不是土，是一種具有17種特殊的元素的礦物質。稀土就是化學元素周期表中鑭系元素——鑭(La）、鈰(Ce）、鐠(Pr）、釹(Nd）、鉕(Pm）、釤(Sm）、銪(Eu）、釓(Gd）、鋱(Tb）、鏑(Dy）、鈥(Ho）、鉺(Er）、銩(Tm）、鐿(Yb）、鑥(Lu），以及與鑭系的15個元素密切相關的元素—釔(Y)和鈧(Sc)共17種元素，稱為稀土元素。

稀土元素的用途十分廣泛，特別在高科技領域稀土元素顯得特別重要。具一個簡單例子，1997年美國宇航局一位美籍華人物理學家丁肇中，諾貝爾獎得主。與中國多個科研單位合作研製出一個叫阿爾法磁譜儀（Alpha Magnetic Spectrometer），圓滿的送入國際空間站。


阿爾法磁譜儀是一個計劃安裝於國際空間站上的粒子物理試驗設備。其目的在於探測宇宙中的奇異物質，包括暗物質及反物質。 2009年11月初，諾貝爾物理學獎獲得者丁肇中教授宣布，阿爾法磁譜儀將於2010年7月29日早上7點30分在美國甘迺迪空間中心搭乘奮進號太空梭的STS-134航班升空，送到國際空間站，開始為期3年的探索之旅。2011年5月16日，阿爾法磁譜儀隨「奮進」號太空梭升空，中國科學家為磁譜儀傾注了大量心血，參與項目的國際同行對中國科學家的貢獻給予高度評價。

磁譜儀的核心部件--磁圈，結構的主體系外徑為1.3米，內徑為1.15米，高0.8米的空心高強度鋁製圓柱體。永磁體呈條狀插入主結構，高精度，在生產及裝配過程中嚴格控制偏差，以使其與太空梭對接時不產生裝配應力。

這一核心部件就是用的我國內蒙古包頭白雲鄂博的稀土永磁，一般的磁鐵首先要通電才能產生較大的磁能，稀土永磁不同，無需供電，它的磁能積本身就很大，這個磁譜儀上的磁圈其磁場強度高達1400高斯。

參與磁譜儀項目的中國大陸科研團隊主要有8個，分別為中科院電工所、中國運載火箭技術研究院、山東大學、東南大學、中山大學、上海交通大學楊煜普小組、中科院高能所以及航空科學與技術國家實驗室；來自中國臺灣的團隊主要有「中央研究院」、中山科學院等。他們的貢獻各不相同，但都必不可少。

中科院電工所研製成功了磁譜儀的核心部件——磁體系統。該磁體具有對高能粒子吸收作用小的特點，實現磁體與地磁無相互作用的力矩，極大降低了對空間飛行器的影響，解決了幾十年來不能將較強磁場磁體送入外層空間運行的世界技術難題。

中國運載火箭技術研究院承擔了磁譜儀量能器結構的研製工作，並在磁譜儀探測器的建造過程中發揮了重要作用。該院設計的磁體主結構在1998年曾搭乘太空梭進行了為期10天的空間

工作，在地面存放10多年後仍保持良好的性能，並繼續用作阿爾法磁譜儀2的磁體主結構。

通過這麼一個小例子，說明中國的稀土質量是世界頂尖的，中國的科研團隊集構和科研人員都是頂尖的。

2020年是一個不平凡的年代，新冠肺炎疫病侵襲我國，來勢兇猛，但在我國政府強有力的防控治疫，非常有效的解除疫情。在這種嚴峻的情況下，我國的科技工作者仍然戰鬥在一線，為國爭光，為人類造福。

2020年7月23日12時41分，長徵五號遙四運載火箭託舉著我國首次火星探測任務「天問一號」探測器，在中國文昌航天發射場點火升空。

2007年10月24日18時05分，「嫦娥一號」成功發射升空，在圓滿完成各項使命後，於2009年按預定計劃受控撞月。2010年10月1日18時57分57秒「嫦娥二號」順利發射 ，也已圓滿並超額完成各項既定任務。2012年9月19日，月球探測工程首席科學家歐陽自遠表示，探月工程已經完成嫦娥三號衛星和玉兔號月球車的月面勘測任務。嫦娥四號是嫦娥三號的備份星。嫦娥五號主要科學目標包括對著陸區的現場調查和分析，以及月球樣品返回地球以後的分析與研究。中國人的探月工程，為人類和平使用月球做出了新的貢獻。2018年5月21日，嫦娥四號中繼星「鵲橋」於西昌衛星發射中心由長徵四號丙運載火箭發射升空。2018年12月8日2時23分，中國在西昌衛星發射中心用長徵三號乙改二型運載火箭成功發射嫦娥四號探測器，開啟了月球探測的新旅程。此次發射任務是長徵系列運載火箭的第294次發射。


像這類高端項目都有稀土元素的參與。

軍事方面

稀土元素有工業「微生素」之稱，由於其具有優良的光電磁等物理特性，能與其他材料組成性能各異、品種繁多的新型材料，其最顯著的功能就是大幅度提高其他產品的質量和特殊性能。只要有稀土元素的參與可大幅度提高用於製造坦克、飛機、飛彈的特殊鋼、鋁合金、鎂合金、鈦合金的戰術性能。而且，稀土同樣是電子、雷射、核工業、超導等諸多高科技的潤滑劑。稀土科技一旦用於軍事，必然帶來軍事科技的躍升。從一定意義上說，美軍在冷戰後幾次局部戰爭中壓倒性控制，以及能夠對敵人肆無忌憚地公開殺戮，正緣於稀土科技領域的超人一等。

美國在海灣戰爭中利用稀土元素中的「釔」在M1A2坦克的火控瞄準系統中裝備了獨特的雷射測距儀，可測距距離為4000米，精準先發現，先開火。利用稀土元素的「鑭」製造出夜視儀，在沙塵漫天的戰場上，無論白天黑夜，美軍坦克都佔有無可比擬的絕對優勢。



在空軍武器裝備中，稀土元素中的，鏑﹑釹﹑鋱﹑銪﹑釔是飛機上最重要的稀土金屬元素，它們可用於飛機的熱障塗層。而稀土金屬的高強度和高耐用性，還大大減輕了飛機的自重。機體和發動機都大量採用了稀土「錸」元素，以滿足超音速巡航對機身堅固性的高要求。在機載精準制飛彈藥中，含有「釤」、「鈷」稀土元素的永磁發動機則在武器操控中起著至關重要的作用。

本文未完，待續。

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