稀土元素，稀土金属

周期表中第ⅢB族元素钪、钇和镧系元素的总称。包括钪Sc、钇Y、镧La、铈Ce、镨Pr、钕Nd、钷Pm、钐Sm、铕Eu、钆Gd、铽Tb、镝Dy、钛Ho、铒Er、铥Tm、镱Yb、镥Lu等17种金属元素。它们都具有银白色金属光泽。原子结构上的共同特点是，最外层一般只有2个电子，次外层都有8个电子，仅外数第三层电子数略有不同，所以它们的性质非常相似。一般化合价为＋3。化学性质都比较活泼。除钪外，都能与热水直接反应，析出氢气。易溶于稀酸。除钷是人造的放射性元素，尚未在天然矿物中发现外，其他稀土元素都微量存在于独居石和钪、钇等矿物中。我国内蒙古包头等地稀土金属矿物资源十分丰富。在陶瓷工业中，稀土金属的应用大有可为。从理论上来看，稀土元素的原子结构中，外数第三层f能级一般都未充满电子，其中未成对的电子不稳定，容易在能级间发生跃迁。跃迁时所需的能量，正好是可见光区域内光子所具有的能量。不同元素各能级间的能量差是不相等的，因而它们吸收光子的能量也不同，亦即吸收不同波长的可见光，所以就呈现出不同的颜色。因此，大多数稀土元素用作陶瓷着色剂是大有发展前途的。而且，由于绝大多数稀土元素都处在第六周期，原子核外有六层电子层，而发生跃迁的电子是在4f能级，因而跃迁的电子不易受邻近的离子的影响，故呈色较稳定，色调较柔和。主要缺点是有些不够光亮。一般在陶瓷中大多使用稀土元素的氧化物，因此稀土元素的离子价态和配位数都对它们的显色作用有影响。而这些价态和配位数主要取决于瓷釉的组成和烧制工艺。在玻璃和日用瓷中，利用二氧化铈与二氧化钛结合，可得到一种极好看的黄色。利用氧化镨，可以配制镨黄色料和镨绿色料，这是利用稀土元素制造的一种最新的陶瓷色料。近年来，二氧化铈作为乳浊剂应用于低温烧成的釉面砖中，取得了很好的效果，是很有发展前途的一种乳浊剂。稀土元素氧化物还可用于配制铁氧体，例如钇铁氧体，其组成为3Y2O3·5Fe2O3，它的电阻率较高，高频损耗极小，是一种良好的超高频微波铁氧体材料。据有关资料统计，美国在玻璃、陶瓷中稀土元素的用量，约占其稀土元素总用量的2％。