我國地大物博,有五大稀缺資源儲量位居全球第一,這五樣資源每一樣都是重要的國家戰略性資源。
一、稀土
稀土是指元素周期表中鑭系元素和釔系元素的共同稱呼,一共包括了17種元素。
全球稀土主要儲量國家包括中國、美國、澳大利亞、印度、俄羅斯、巴西、加拿大等。其中,中國是全球最大的稀土元素生產國和儲量國,其掌握著約90%的全球稀土元素儲量和近80%的全球產量。美國、澳大利亞等國家也具有較為豐富的稀土資源儲量。
在我國,稀土主要分布在內蒙古、甘肅、四川、山東等地區。美國的稀土主要分布在加利福尼亞州、科羅拉多州、內華達州等地區。澳大利亞的稀土主要分布在西澳大利亞州、北領地等地區。俄羅斯的稀土主要分布在東西伯利亞和遠東地區等。
稀土在工業領域有廣泛的應用,尤其是在高科技和先進技術領域。
(1)磁體材料:稀土中的釹鐵硼磁鐵材料是目前應用最廣泛的高性能永磁材料,被廣泛應用于電機、發電機、計算機硬盤、汽車和風力發電等領域。
(2)催化劑:稀土催化劑是工業領域中常見的催化劑之一,常被用于汽車廢氣凈化、化工過程中的反應催化、煉油和制藥等領域。
(3)稀土金屬合金:稀土金屬合金具有較好的耐腐蝕性、高溫強度和硬度,廣泛用于航空、航天、核工業等領域。
(4)光學材料:稀土元素可以被用于制造各種光學材料,如激光材料、光學玻璃、濾光片等。
(5)電子材料:稀土元素在電子材料中的應用涉及到顯示器件、電子管、半導體材料等領域,可以提高設備的性能和穩定性。
(6)核燃料:稀土元素在核工業中具有重要作用,如鏑、鋱等元素可以被用于制造核燃料控制材料。
(7)熱電材料:稀土元素也被廣泛應用于熱電材料中,可以將熱能轉化為電能,用于制造太陽能電池板等。
在軍工領域,稀土在導彈、飛機、坦克、艦艇等武器裝備的制造中被廣泛應用,能夠提高武器裝備的精度和可靠性。稀土還被用于制造高性能電機,例如武器裝備中的各種電動機、發電機等。此外,稀土元素被廣泛應用于光學玻璃中,例如用于制造激光器和高性能光學器件。
二、石墨
石墨礦是一種天然礦物,主要成分為碳。石墨的晶體結構類似于石墨烯,具有良好的導電性、熱導性和機械性能,因此在工業領域有著廣泛的應用。
中國是世界上石墨礦儲量最豐富的國家,石墨礦主要分布在山東、貴州、河北、江西、云南、遼寧等省份。印度是世界上石墨礦儲量第二大國,主要分布在安得拉邦、阿魯納恰爾邦、賈坎德邦、奧里薩邦、拉賈斯坦邦等地。巴西是世界上石墨礦儲量第三大國,主要分布在米納斯吉拉斯州、巴拉那州、巴伊亞州、圣保羅州等地。
在工業領域,石墨的主要應用包括:
(1)鑄造:石墨可以用于制造高溫下使用的鑄造模具,這些模具可以生產鋁、鎂、黃銅和銅合金等金屬件。
(2)車間潤滑:石墨可以作為車間機器設備的潤滑劑,降低機器設備的摩擦和磨損,延長機器的使用壽命。
(3)電池:石墨可以作為電池的負極材料,用于生產堿性電池和鋰離子電池。
(4)導電材料:石墨可以用于制造導電材料,如電極、電熱元件等。
(5)碳纖維:石墨可以制造碳纖維,這種輕質高強度的材料在航空、汽車和航天等領域有廣泛應用。
在軍工領域,石墨的應用也很廣泛:
(1)高溫材料:石墨可以制造高溫材料,如火箭噴嘴、導彈材料等。
(2)防護材料:石墨可以制造防護材料,如坦克車體的裝甲板等。
(3)熱控制:石墨可以用于制造熱控制材料,如制造導彈時使用的導熱隔熱材料。
(4)潤滑:石墨可以用于制造高溫下的潤滑材料,如導彈的潤滑油等。
(5)電極材料:石墨可以用于制造電極材料,如電池和電容器等。
三、鎢礦石
鎢礦石是一種重要的金屬礦石,主要用于生產硬質合金、鎢酸鹽、鎢鋼等高科技材料和軍工領域的彈頭、導彈等制造。
中國是全球最大的鎢礦石生產國,鎢礦石主要分布在江西、湖南、廣東、福建、云南等地。其中,江西省的鎢峰礦和石城礦是世界上最大的兩個鎢礦床之一。儲量較高的國家還有俄羅斯、加拿大、美國等。俄羅斯的鎢礦石主要分布在西伯利亞地區,其中托木斯克州的鎢礦床最為著名。加拿大的鎢礦石主要分布在魁北克和安大略兩個省份,其中薩德伯里地區的鎢礦床規模較大。美國的鎢礦石主要分布在內華達州、加利福尼亞州和科羅拉多州等地,其中內華達州的麥吉爾礦床是美國最大的鎢礦床之一。
鎢是一種非常重要的工業金屬,具有高熔點、高密度、高硬度等優異的物理和化學性質,因此在許多領域得到廣泛應用。
工業領域應用:
(1)制造高速切削工具和高溫合金:鎢作為合金添加劑,可以提高鋼鐵和鑄鐵的硬度、韌性和耐磨性,制成高速鋼和硬質合金,用于制造高速切削工具和高溫合金,如航空發動機的葉輪、燃燒室和噴嘴等。
(2)電子工業:鎢具有高熔點和低蒸發率,可以制成電子管、半導體器件等高溫元件的燈絲、電極、閘極和導線等。
(3)化學工業:鎢三氧化物是重要的催化劑,廣泛用于合成高分子材料、涂料、塑料等。
(4)金屬加工:鎢粉末、鎢絲、鎢箔等材料可以用于電弧焊、電子束焊、激光焊、真空鍍膜、鎢絲燈等。
軍工領域應用:
(1)制造彈頭和炮彈:鎢具有高密度和高強度,可以制成防彈衣、彈頭、炮彈、導彈等軍事裝備的重要部件。
(2)核武器:鎢可以用于核武器的反應堆材料、中子反射體和熔化器等重要部件,保證核武器的爆炸效果和可靠性。
(3)航空航天領域:鎢合金可以用于制造高溫高強度的航空發動機葉輪和噴嘴等。
四、鍺礦石
鍺礦石是指含鍺的礦物或礦石,主要分布在全球的幾個地區。目前全球已探明的鍺礦儲量大約為220,000噸,其中大約80%分布在中國,主要分布在江西、山西、福建、貴州、安徽等省份。儲量較高的國家還有美國、德國、俄羅斯等。美國的鍺礦石主要分布在加利福尼亞州、科羅拉多州和南達科他州。德國是歐洲最大的鍺礦石生產國,主要產地包括黑森州、勃蘭登堡州和薩克森州。俄羅斯的鍺礦石主要分布在西伯利亞地區的托木斯克州和伊爾庫茨克州。
鍺在工業領域的應用非常廣泛,主要用途包括以下幾個方面:
(1)半導體材料:鍺是一種重要的半導體材料,被廣泛應用于電子設備、計算機芯片、太陽能電池等領域。
(2)光學玻璃:鍺玻璃具有高折射率和高透明度等特性,廣泛應用于紅外光學系統、激光器和太陽能集熱器等領域。
(3)合金添加劑:鍺可以作為銅、鋁、鎂、鐵等合金的添加劑,用于提高合金的硬度、強度和耐腐蝕性。
(4)化學催化劑:鍺化合物可以作為工業催化劑,用于有機合成、環保、燃料電池等領域。
鍺礦石在軍工領域的應用主要體現在其作為半導體材料的重要性。半導體材料是現代電子設備的核心組成部分,而鍺礦石中的鍺元素是一種重要的半導體材料。
在軍事領域,半導體材料被廣泛應用于雷達、導彈、衛星通信等軍事設備中。例如,在雷達中,半導體材料被用于制造高頻放大器、功率放大器、混頻器和檢波器等核心器件;在導彈中,半導體材料被用于制造控制電路、導引系統和彈頭等重要部件;在衛星通信中,半導體材料被用于制造太陽能電池板、接收機和信號處理器等設備。
五、銦礦石
銦礦石是一種稀有金屬礦石,其全球儲量較為稀少,主要分布在少數幾個國家。中國是全球銦礦石主要產地之一,擁有大約40%的全球銦礦石儲量。主要分布在江西、云南等省份。加拿大也是銦礦石的主要產地之一,其銦礦石儲量占全球的約25%。主要分布在魁北克省、安大略省等地。澳大利亞也是銦礦石的主要產地之一,其銦礦石儲量占全球的約20%。主要分布在新南威爾士州、昆士蘭州等地。
銦礦石是一種稀有金屬礦石,它在工業領域有廣泛的應用。
(1)透明導電膜:銦錫氧化物(ITO)是一種廣泛用于平板顯示器、智能手機和其他電子設備中的透明導電膜。ITO膜可以在不失去透明性的情況下傳導電流,因此是制造平板顯示器等電子設備的關鍵組件。銦的高電導率、光學透明性以及與氧化錫的協同作用使得銦錫氧化物在制造透明導電膜方面非常重要。
(2)LED:銦化合物還被廣泛應用于LED(發光二極管)的制造中,它們能夠發出藍色光,同時還可以調整LED的發光顏色。在LED照明應用中,銦的使用量很小,但對于光電領域來說,銦的需求量卻相當大。
(3)太陽能電池:銦鎵鍺硒(CIGS)太陽能電池是另一種銦的應用方式。CIGS太陽能電池由銅、銦、鎵和硒組成,其中銦是非常重要的成分。CIGS太陽能電池具有較高的轉換效率、較小的空間占用和較長的使用壽命,因此有望成為太陽能發電的主要技術之一。
此外,銦還被用于潤滑油添加劑、合金制造、電容器等領域。在半導體制造和集成電路制造中,銦在掩膜制備、蝕刻和清洗過程中起到重要作用。此外,銦還被用于生物醫學和制藥領域中。
銦是一種稀有金屬,具有良好的導電性、導熱性和耐腐蝕性,因此在軍工領域中有廣泛的應用。
(1)在導彈技術中的應用
銦可以用來制造導彈的各種電子元器件,如導彈的電子接觸點、導彈的穩定控制器、導彈的光纖光電轉換器等。此外,銦還可以用于導彈的液晶顯示屏、太陽能電池等部件。
(2)在航空航天領域的應用
銦在航空航天領域也有廣泛的應用,例如用于制造飛機引擎的銦合金,以及用于制造太空探測器的各種部件,如測量儀器、電池、電子元器件等。