摘要：
对稀土功能材料的应用进展进行了简要概述，介绍了稀土材料在发光材料、永磁材料、催化材料、儲氢材料等重要领域的高值化应用情况，并展望了稀土材料在辐射防护、稀土合金等方面的研究新动向.
关键词：
稀土元素； 功能材料； 研究动向
中图分类号： O 69文献标志码： A文章编号： 1000-5137（2017）06-0789-06
Abstract：
This article reviews the applications of rare earth functional materials.Rare earth is applied in some important fields，such as permanent magnets，luminescent materials，hydrogen storage materials，catalytic materials.Current problems in research and application are briefly discussed.The new research tendencys of rare earth materials in radiation protection and rare earth alloy are also discussed.
Key words：
rare earth elements； functional materials； research tendency
稀土元素具有未充满电子的4f轨道结构，表现出独特的光、电、磁和化学性能，在石油、化工、冶金、玻璃陶瓷、军事、农业、高新技术等领域得到了广泛的应用，随着科技进步和应用技术不断突破，稀土元素的价值将越来越大，稀土材料的高值化应用是我国稀土资源的重点发展方向.
1稀土元素
稀土元素是指元素周期表中原子序数为57到71的15种镧系元素，以及与镧系元素化学性质相似的钪（Sc）和钇（Y）共17种元素.17种稀土元素通常分为两组：轻稀土（镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕）和重稀土（钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇）[1].
稀土元素由于具有4f电子层的原子结构，电子能级异常丰富，具有光、电、磁、核等特殊性能，能与其他材料组成性能各异、品种繁多的新型材料，其最显著的作用就是大幅度提高其他产品的质量和性能，是诸多高科技的润滑剂.
在新材料领域，稀土功能材料主要应用在发光材料、永磁材料、储氢材料、催化材料、抛光材料、核辐射防护、军事等高新技术领域.
2稀土发光材料
稀土发光材料的发光性能主要取决于稀土离子4f壳层电子的性质.这些4f电子可以在f-f组态之内或f-d组态之间跃迁，呈现出极其丰富的能级跃迁.因此，稀土离子可以吸收或发射从紫外光区到红外光区各种波长的光，从而形成多种多样的发光或吸波材料，成为现代高效发光材料和屏蔽材料的基础.
稀土离子4f壳层电子的跃迁需要激发源，目前，根据激发源的不同，稀土发光分为：光致发光（以紫外光或可见光激发），阴极射线发光（以电子束激发），X射线发光（以X射线激发），以及电致发光（以电场激发）等.
稀土三基色荧光粉（由红、绿、蓝三种稀土的荧光粉按一定比例混合而成）是稀土发光材料最传统的应用方式.最近几年，白光LED的出现及迅猛发展，使其成为照明领域的研究热潮，其最为重要的优点是环保和节能高效.照明用白光LED的实现目前主要有如下三种方案：
1）蓝光LED和钇铝石榴石（YAG）荧光粉合成白光；
2）紫光（400 nm）或紫外LED（360 nm等）激发红、绿、蓝荧光粉合成白光；
3）分别用发射出红光、绿光、蓝光的三基色光的半导体芯片进行组合发白光.
目前，白光LED光通量和发光效率有待提高，大功率芯片技术缺少，鉴于此，目前白光LED照明还难以取代稀土YAG荧光粉做成的节能灯.
稀土发光材料还被应用于其他众多领域，例如用于太阳能电池增效的稀土光转换材料[2]、防伪材料[3]、农用光转换薄膜[4]，等等.将高能光子（紫外光）转换成可见光的下转换发光材料，能将太阳光中对植物生长不利的波长为290～400 nm的紫外光，转换到对植物光合作用十分有利的蓝光区（400～480 nm）和红橙区（580～700 nm）.近年来，能将波长较长的红外光转变为较短波长光的上转换稀土发光材料，除了作为荧光探针应用于生物成像、生物标记、生物检测、免疫分析等生物医学领域外[5]，Liao等[6]进行的量子通讯实验，使用1 550 nm波段的光子作为信息传播媒介，通过上转换过程实现信号的接收与传送，使上转换材料重新引起国际上的关注.
3稀土永磁材料
稀土永磁材料是将钐、钕混合稀土金属与过渡金属（如钴、铁等）组成的合金，用粉末冶金方法压型烧结，经磁场充磁后制得的一种磁性材料.
1967年，Strant[7]采用粉末法制作出第一块YCo5永磁体以后，人们又研发出钐钴2∶17型磁体[8]，其（BH）max 高达30 MGOe.钐钴磁体由于其高磁性能和高工作温度，在航天、航空、航海等要求较高的特殊环境领域得到广泛应用.之后，日本住友特殊金属公司和美国通用汽车公司于1983年分别报道了含有钕（Nd）、铁（Fe）和硼（B）的新型永磁体，这就是第三代稀土永磁材料——钕铁硼磁体，自问世至今，钕铁硼就是世界上磁性最强的永磁材料.根据制备方法和用途的不同，钕铁硼材料主要分为烧结型和粘结型.近年来，由于重稀土Tb和Dy价格的大幅度波动，热压（热变形）钕铁硼磁体也受到了人们的重视.目前，根据应用领域及制造工艺的不同，市场上主要有烧结钕铁硼、粘结钕铁硼、热压（热变形）钕铁硼、烧结钐钴四大类稀土永磁材料.