稀土元素及其用途（rare earth elements and their uses）

打开一部智能手机、一台风力涡轮机、一辆电动汽车或一台 MRI 扫描仪，你都会发现稀土在默默地做着关键的活计。「稀土元素」一词通常指十五个镧系元素，再加上钪和钇这两个表现与之相似的较小金属。它们是现代技术隐藏的配料——量小而分量重——而它们几乎每一项用途，都是 4f 壳层奇异物理的直接回报。

它们的应用围绕三种特殊性质聚拢。其一，强磁性：钕和钐有许多未成对电子，与铁或钴成合金后做出已知最强的永磁体（Nd2Fe14B 和 SmCo）。正是这些又小又强的磁铁，缩小了耳机、硬盘、电动车电机和风力发电机。其二，锐利而纯净的光：铕、铽、钇等是荧光灯、LED 和老式显示屏红绿蓝背后的荧光粉掺杂剂，而钕、铒、镱是固态激光器中的活性离子，以及让互联网通过光纤运行的掺铒放大器中的活性离子。其三，有用的催化与化学：氧化铈净化汽车尾气、抛光玻璃，镧改善原油的催化裂化，而钆众多的未成对电子使它成为让 MRI 影像变亮的标准造影剂。

它在化学之外的重要性在于供应与战略。由于这些元素化学上近乎相同、难以分离，精炼产能集中在少数几处，稀土在能源和国防中被视为关键材料。那个诚实的说法值得再说一遍：「稀土」是个误导的名字。铈和钕在地壳中比铅或锡更常见；稀少的是找到它们富集成矿，困难的是把单个元素彼此分开。它们的重要性不来自稀缺，而来自其他元素无可匹敌的性质。