我国地大物博,有五大稀缺资源储量位居全球第一,这五样资源每一样都是重要的国家战略性资源。
一、稀土
稀土是指元素周期表中镧系元素和钇系元素的共同称呼,一共包括了17种元素。
全球稀土主要储量国家包括中国、美国、澳大利亚、印度、俄罗斯、巴西、加拿大等。其中,中国是全球最大的稀土元素生产国和储量国,其掌握着约90%的全球稀土元素储量和近80%的全球产量。美国、澳大利亚等国家也具有较为丰富的稀土资源储量。
在我国,稀土主要分布在内蒙古、甘肃、四川、山东等地区。美国的稀土主要分布在加利福尼亚州、科罗拉多州、内华达州等地区。澳大利亚的稀土主要分布在西澳大利亚州、北领地等地区。俄罗斯的稀土主要分布在东西伯利亚和远东地区等。
稀土在工业领域有广泛的应用,尤其是在高科技和先进技术领域。
(1)磁体材料:稀土中的钕铁硼磁铁材料是目前应用最广泛的高性能永磁材料,被广泛应用于电机、发电机、计算机硬盘、汽车和风力发电等领域。
(2)催化剂:稀土催化剂是工业领域中常见的催化剂之一,常被用于汽车废气净化、化工过程中的反应催化、炼油和制药等领域。
(3)稀土金属合金:稀土金属合金具有较好的耐腐蚀性、高温强度和硬度,广泛用于航空、航天、核工业等领域。
(4)光学材料:稀土元素可以被用于制造各种光学材料,如激光材料、光学玻璃、滤光片等。
(5)电子材料:稀土元素在电子材料中的应用涉及到显示器件、电子管、半导体材料等领域,可以提高设备的性能和稳定性。
(6)核燃料:稀土元素在核工业中具有重要作用,如镝、铽等元素可以被用于制造核燃料控制材料。
(7)热电材料:稀土元素也被广泛应用于热电材料中,可以将热能转化为电能,用于制造太阳能电池板等。
在军工领域,稀土在导弹、飞机、坦克、舰艇等武器装备的制造中被广泛应用,能够提高武器装备的精度和可靠性。稀土还被用于制造高性能电机,例如武器装备中的各种电动机、发电机等。此外,稀土元素被广泛应用于光学玻璃中,例如用于制造激光器和高性能光学器件。
二、石墨
石墨矿是一种天然矿物,主要成分为碳。石墨的晶体结构类似于石墨烯,具有良好的导电性、热导性和机械性能,因此在工业领域有着广泛的应用。
中国是世界上石墨矿储量最丰富的国家,石墨矿主要分布在山东、贵州、河北、江西、云南、辽宁等省份。印度是世界上石墨矿储量第二大国,主要分布在安得拉邦、阿鲁纳恰尔邦、贾坎德邦、奥里萨邦、拉贾斯坦邦等地。巴西是世界上石墨矿储量第三大国,主要分布在米纳斯吉拉斯州、巴拉那州、巴伊亚州、圣保罗州等地。
在工业领域,石墨的主要应用包括:
(1)铸造:石墨可以用于制造高温下使用的铸造模具,这些模具可以生产铝、镁、黄铜和铜合金等金属件。
(2)车间润滑:石墨可以作为车间机器设备的润滑剂,降低机器设备的摩擦和磨损,延长机器的使用寿命。
(3)电池:石墨可以作为电池的负极材料,用于生产碱性电池和锂离子电池。
(4)导电材料:石墨可以用于制造导电材料,如电极、电热元件等。
(5)碳纤维:石墨可以制造碳纤维,这种轻质高强度的材料在航空、汽车和航天等领域有广泛应用。
在军工领域,石墨的应用也很广泛:
(1)高温材料:石墨可以制造高温材料,如火箭喷嘴、导弹材料等。
(2)防护材料:石墨可以制造防护材料,如坦克车体的装甲板等。
(3)热控制:石墨可以用于制造热控制材料,如制造导弹时使用的导热隔热材料。
(4)润滑:石墨可以用于制造高温下的润滑材料,如导弹的润滑油等。
(5)电极材料:石墨可以用于制造电极材料,如电池和电容器等。
三、钨矿石
钨矿石是一种重要的金属矿石,主要用于生产硬质合金、钨酸盐、钨钢等高科技材料和军工领域的弹头、导弹等制造。
中国是全球最大的钨矿石生产国,钨矿石主要分布在江西、湖南、广东、福建、云南等地。其中,江西省的钨峰矿和石城矿是世界上最大的两个钨矿床之一。储量较高的国家还有俄罗斯、加拿大、美国等。俄罗斯的钨矿石主要分布在西伯利亚地区,其中托木斯克州的钨矿床最为著名。加拿大的钨矿石主要分布在魁北克和安大略两个省份,其中萨德伯里地区的钨矿床规模较大。美国的钨矿石主要分布在内华达州、加利福尼亚州和科罗拉多州等地,其中内华达州的麦吉尔矿床是美国最大的钨矿床之一。
钨是一种非常重要的工业金属,具有高熔点、高密度、高硬度等优异的物理和化学性质,因此在许多领域得到广泛应用。
工业领域应用:
(1)制造高速切削工具和高温合金:钨作为合金添加剂,可以提高钢铁和铸铁的硬度、韧性和耐磨性,制成高速钢和硬质合金,用于制造高速切削工具和高温合金,如航空发动机的叶轮、燃烧室和喷嘴等。
(2)电子工业:钨具有高熔点和低蒸发率,可以制成电子管、半导体器件等高温元件的灯丝、电极、闸极和导线等。
(3)化学工业:钨三氧化物是重要的催化剂,广泛用于合成高分子材料、涂料、塑料等。
(4)金属加工:钨粉末、钨丝、钨箔等材料可以用于电弧焊、电子束焊、激光焊、真空镀膜、钨丝灯等。
军工领域应用:
(1)制造弹头和炮弹:钨具有高密度和高强度,可以制成防弹衣、弹头、炮弹、导弹等军事装备的重要部件。
(2)核武器:钨可以用于核武器的反应堆材料、中子反射体和熔化器等重要部件,保证核武器的爆炸效果和可靠性。
(3)航空航天领域:钨合金可以用于制造高温高强度的航空发动机叶轮和喷嘴等。
四、锗矿石
锗矿石是指含锗的矿物或矿石,主要分布在全球的几个地区。目前全球已探明的锗矿储量大约为220,000吨,其中大约80%分布在中国,主要分布在江西、山西、福建、贵州、安徽等省份。储量较高的国家还有美国、德国、俄罗斯等。美国的锗矿石主要分布在加利福尼亚州、科罗拉多州和南达科他州。德国是欧洲最大的锗矿石生产国,主要产地包括黑森州、勃兰登堡州和萨克森州。俄罗斯的锗矿石主要分布在西伯利亚地区的托木斯克州和伊尔库茨克州。
锗在工业领域的应用非常广泛,主要用途包括以下几个方面:
(1)半导体材料:锗是一种重要的半导体材料,被广泛应用于电子设备、计算机芯片、太阳能电池等领域。
(2)光学玻璃:锗玻璃具有高折射率和高透明度等特性,广泛应用于红外光学系统、激光器和太阳能集热器等领域。
(3)合金添加剂:锗可以作为铜、铝、镁、铁等合金的添加剂,用于提高合金的硬度、强度和耐腐蚀性。
(4)化学催化剂:锗化合物可以作为工业催化剂,用于有机合成、环保、燃料电池等领域。
锗矿石在军工领域的应用主要体现在其作为半导体材料的重要性。半导体材料是现代电子设备的核心组成部分,而锗矿石中的锗元素是一种重要的半导体材料。
在军事领域,半导体材料被广泛应用于雷达、导弹、卫星通信等军事设备中。例如,在雷达中,半导体材料被用于制造高频放大器、功率放大器、混频器和检波器等核心器件;在导弹中,半导体材料被用于制造控制电路、导引系统和弹头等重要部件;在卫星通信中,半导体材料被用于制造太阳能电池板、接收机和信号处理器等设备。
五、铟矿石
铟矿石是一种稀有金属矿石,其全球储量较为稀少,主要分布在少数几个国家。中国是全球铟矿石主要产地之一,拥有大约40%的全球铟矿石储量。主要分布在江西、云南等省份。加拿大也是铟矿石的主要产地之一,其铟矿石储量占全球的约25%。主要分布在魁北克省、安大略省等地。澳大利亚也是铟矿石的主要产地之一,其铟矿石储量占全球的约20%。主要分布在新南威尔士州、昆士兰州等地。
铟矿石是一种稀有金属矿石,它在工业领域有广泛的应用。
(1)透明导电膜:铟锡氧化物(ITO)是一种广泛用于平板显示器、智能手机和其他电子设备中的透明导电膜。ITO膜可以在不失去透明性的情况下传导电流,因此是制造平板显示器等电子设备的关键组件。铟的高电导率、光学透明性以及与氧化锡的协同作用使得铟锡氧化物在制造透明导电膜方面非常重要。
(2)LED:铟化合物还被广泛应用于LED(发光二极管)的制造中,它们能够发出蓝色光,同时还可以调整LED的发光颜色。在LED照明应用中,铟的使用量很小,但对于光电领域来说,铟的需求量却相当大。
(3)太阳能电池:铟镓锗硒(CIGS)太阳能电池是另一种铟的应用方式。CIGS太阳能电池由铜、铟、镓和硒组成,其中铟是非常重要的成分。CIGS太阳能电池具有较高的转换效率、较小的空间占用和较长的使用寿命,因此有望成为太阳能发电的主要技术之一。
此外,铟还被用于润滑油添加剂、合金制造、电容器等领域。在半导体制造和集成电路制造中,铟在掩膜制备、蚀刻和清洗过程中起到重要作用。此外,铟还被用于生物医学和制药领域中。
铟是一种稀有金属,具有良好的导电性、导热性和耐腐蚀性,因此在军工领域中有广泛的应用。
(1)在导弹技术中的应用
铟可以用来制造导弹的各种电子元器件,如导弹的电子接触点、导弹的稳定控制器、导弹的光纤光电转换器等。此外,铟还可以用于导弹的液晶显示屏、太阳能电池等部件。
(2)在航空航天领域的应用
铟在航空航天领域也有广泛的应用,例如用于制造飞机引擎的铟合金,以及用于制造太空探测器的各种部件,如测量仪器、电池、电子元器件等。