稀土科普

稀土资源简介
一、稀土概述
稀土一词是历史遗留下来的名称。

稀土元素是从18世纪末叶开始陆续发现，当时人们常把不溶于水的固体氧化物称为土。

稀土一般是以氧化物状态分离出来的，又很稀少，因而得名为稀土。

稀土元素的发现至今已经经历了一个漫长的时期，人们对稀土元素独特的化学性质和物理性质的认识，也经历了一个逐渐深入的过程，因此能合理充分地应用稀土元素。

1、稀土元素的定义及分布
稀土元素是指周期表中第57（镧）到71（镥）号原子序的镧系元素，以及第三副族中的钪和钇共17个元素，它们在自然界中共同存在，性质非常相似。

由于这些元素发现的比较晚，又难以分离出高纯的状态，最初得到的是元素的氧化物，它们的外观似土，所以称它们为稀土元素。

除钪和钷外，其余15个元素往往共生。

稀土不是土，是一组典型的金属元素。

稀土在地壳中的含量并不稀少，比常见元素铜、锌、锡、铅、镍等元素要多。

世界已查明的稀土储量为9860万吨，其中中国占36.52%。

我国稀土资源主要分布在具有“稀土之谷”美誉的包头和四川、江西、广东、湖南、广西等地。

其中包头为氟碳铈矿与独居石的混合矿，四川为氟碳铈矿，江西、广东等南方五省为世界罕见的离子型矿，湖南有全国最大的独居石矿。

湖南的稀土资源储量在全国处于前列，且稀土矿种齐全。

主要有独居石矿及离子吸附型稀土矿。

独居石矿储量居全国首位，分布于环洞庭湖地区和岳阳新墙河流域，主要已探明较大矿点有岳阳筻口、华容三朗堰、望湘区（湘阴、岳阳、长沙三县交界之洞庭湖以东区）、临湘詹家桥和平江县南江桥区。

离子吸附型稀土矿储量在全国排在第四，沿南岭山脉分布广泛，在株州炎陵、郴州桂东和资兴、永州江华等地都储量丰富，主要矿点有江华姑婆山、炎陵东风和下村、郴州雪化顶和彭公庙等。

湖南省有特色矿还有郴州汝城益将稀土钪矿，独立钪矿远景资源量1515吨，伴生钪矿远景资源量4063吨，价值巨大。

另外江华、汝城、资兴、炎陵还有褐钇铌矿和磷钇矿。

2、稀土的分类及其冶炼方法
稀土元素分为轻稀土和重稀土。

轻稀土(又称铈组)：镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆。

重稀土(又称钇组)：铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇。

铈组与钇组之别，是因为矿物经分离得到的稀土混合物中，常以铈或钇比例多的而得名。

也有的根据稀土元素物理化学性质的相似性和差异性，除钪之外(有的将钪划归稀散元素)，划分成三组，即轻稀土组为镧、铈、镨、钕、钷；中稀土组为钐、铕、钆、铽、镝；重稀土组为钬、铒、铥、镱、镥、钇。

稀土元素的冶炼方法分为湿法冶炼和火法冶炼。

稀土金属的湿法冶炼分为溶剂萃取法和离子交换法。

溶剂萃取法是指借助于有机溶剂的作用，使溶解在水溶液（水相）中的溶质，部分或几乎全部转移到有机溶剂（有机相）中去的过程称为溶剂萃取（被分离元素的溶解度差异）。

离子交换法是指离子交换的原理是利用各种稀土元素配合物性质的差别，离子交换树脂上稀土离子先与树脂活性基团的阳离子选择性地进行交换、淋洗；在树脂上稀土离子分步淋洗下来，经过多次这样的过程，性质十分相似的元素得以分开。

稀土金属的火法冶炼分为熔盐电解法和金属热还原法。

熔盐电解法是指稀土氧化物在熔融状态下通过直流电场的作用，大批量生产混合稀土金属，单一轻稀土金属，镨钕、镝铁、钆铁、钆镁、钇镁等合金的生产方法。

目前主要采用氟化物熔盐体系。

该方法经济方便、回收率高，可连续生产。

金属热还原法是指利用活性较强的还原剂在高温下还原稀土化合物的方法。

主要生产单一重稀土金属，钐、铕、镱等高蒸气压金属。

稀土金属热还原过程多在保护气氛和真空中进行。

生产产品纯度高，主要缺点是非连续化生产，需要钙、镧等还原剂。

3、稀土元素性质的决定因素
稀土元素的性质非常相似，但彼此之间又有一些差别，这都是由它们的原子和离子的电子结构，以及半径大小所决定的。

3.1稀土元素原子和离子的电子结构特征
电子结构特征是由电子组态来描述的。

电子组态是由主量子数n和角量子数l所规定的一种原子或离子中电子排布方式。

电子组态用符号nl表示。

根据能量最低原理，镧系元素原子的基态电子组态由两种类型：[Xe］4f n6s2和［Xe］4f n-15d16s2。

当原子受热或电磁辐射的激发，分别失去它们的5d16s2或4f16s2三个外层电子之后，都变成正三价的离子。

当4f轨道处于全空、半充满和全充满时，
离子是较稳定的，所以镧、钆、镥的正三价离子是最稳定的。

原子序比镧大1或2的铈、镨，比钆大1的铽原子，也倾向于多电离出1或2个4f电子，变成稳定的正4价的离子。

原子序比钆、镥小1或2的钐、铕、镱，也倾向于少电离出1或2个电子，变成具有半充满或全充满的4f轨道，形成稳定的正2价的离子。

3.2稀土元素的原子半径和离子半径
镧系元素随着原子序的增加，核电荷相应增加，电子依次填入4f内层，而外层保持不变。

因为4f电子的径向分布不可能完全屏蔽核电荷对外层电子的引力，核电荷的增加对外层电子的引力也增大，因而造成镧系元素原子和正三价离子半径也随之减小，这就是“镧系收缩”现象。

3.3稀土元素特性
镧系元素的电子能级极为丰富，13种稀土离子共有1639个能级。

当电子从基态能级跃迁到能量较高的能级时，原子则处于激发态。

电子跃迁会吸收或辐射光子，由此产生了光学性质。

15种镧系元素共存在199177个可能跃迁，因此稀土元素具有十分丰富的光学性质。

目前只有48个跃迁已被应用，占总跃迁数的1/4000，开发潜能巨大。

特殊的电子结构和稀土原子的大磁矩，决定了它们具有奇特的磁、光、电等性能，是无法替代的。

稀土活泼性仅次于碱金属，与镁接近，都是强还原剂；活泼性顺序由Sc、Y、La递增，由La~Lu递减。

在不太高的温度下即可与氧、硫、氯、氮等反应，所以在冶金工业中常用作脱硫、脱氧剂。

稀土金属与水作用可放出氢，与酸反应更激烈。

因此，稀土金属要保存在煤油里。

二、稀土元素的应用
近年来，稀土元素在工业，农业各产业领域以及在科学技术个方面的应用，由少到多，由局限到广泛，由粗放到精细一步步地发展起来。

1、稀土元素在激光和发光材料中的应用
激光和发光材料是由作为基质的化合物和掺杂在其中的激活剂离子组成的，其中基质和激活剂主要是稀土元素离子和化合物。

由此可见，在激光和发光工作物质中，稀土元素是很重要的组成元素。

稀土元素在激光和发光材料中的应用主要是利用了其光谱的特性。

这一特性主要是由稀土元素的特有的电子组态结构决定的。

这类电子组态结构的特点：（1）
4f壳层是深藏在5s5p轨道的里面，电子外壳层对4f电子起着屏蔽作用，使它较少受到外场的影响。

化合物中Ln3+离子4f电子能级内的跃迁和发射，都呈锐线状，而且和它们的原子光谱相似；（2）除了4f电子能级内的跃迁辐射之外，因为4f能级和5d及6s能级距离相近，正三价的镧系离子也可以产生4f-5d和4f-6s 能级间的跃迁辐射；（3）由于4f电子受到5s5p轨道的屏蔽，受外场影响小，所以呈球状，化学性质与碱土金属相似。

由于镧系离子具有未充满的4f壳层以及4f电子的自旋轨道偶合作用，加上4f、5d、6s电子能量比较相近，产生数目很多的能级。

镧系离子的吸收光谱或激发光谱，来源于f组态内的电子跃迁，即f-f跃迁；组态间的能级跃迁，即4f-5d、4f-6s、4f-6p等跃迁；还有电荷迁移跃迁，即配体离子的电子向三价离子的跃迁。

从高能级向低能级的跃迁就产生相应的发射光谱。

正是由于它们所表现出来的丰富的分离能级和长寿命的激发态，能级之间的跃迁通道可能多达20万个，因此稀土离子可以产生多种的跃迁发射和吸收，可以组成各种光谱的发光材料和激光材料。

那些4f能级全空、半空和全满的离子，本身虽然在可见光区没有相应的跃迁吸收和发射，但它们吸收和传递辐射能的能力很强，因此是组成发光材料基质化合物的材料。

2、稀土元素在磁性材料中的应用
稀土金属与某些3d过渡金属生成的金属间化合物，具有优异的永磁特性，最大磁能积是传统的永磁材料的5-10倍。

稀土永磁材料可以分为三类：（1）稀土钴永磁材料；（2）稀土铁永磁材料：（3）稀土铁氮系和稀土铁碳系。

稀土永磁材料的研制和开发具有重大的学术意义和经济价值。

稀土元素的这些应用都体现了稀土元素的磁性的性质。

物质的磁性是物质对外界磁场的反应，从微观角度来看是由于物质中带电粒子的运动所形成的元磁矩，即原子磁矩和分子磁矩，当这些元磁矩取向有序时，物质便产生磁性。

由于核的磁效应比电子的磁效应小三个数量级，所以电子时物质磁性的主要负载者。

电子的磁矩分别起源于电子的轨道运动和自旋运动。

稀土元素三价离子除了La、Lu、Sc、Y都具有不成对的电子，因此都具有顺磁性，而且他们的磁矩比d过渡元素离子的磁矩大。

他们的磁矩决定于基态总角动量的大小。

由于不成对的4f 电子受到5s5p壳层的屏蔽，化合物中稀土三价离子的磁矩受配位环境的影响较小，与离子的理论磁矩相近。

非三价离子的磁矩与等电子的三价离子的磁矩也相
近。

稀土金属的4f电子处于内层，其外层三个价电子为传导电子，因此大多数稀土金属的有效磁矩和失去三个电子的三价稀土离子的磁矩几乎相同。

大多数稀土金属呈现顺磁性。

钆在0o C时比铁具更强的铁磁性。

铽、镝、钬、铒等在低温下也呈现铁磁性，镧、铈的低熔点和钐、铕、镱的高蒸气压表现出稀土金属的物理性质有极大差异。

钐、铕、钇的热中子吸收截面比广泛用于核反应堆控制材料的镉、硼还大。

稀土金属具有可塑性，以钐和镱为最好。

除镱外，钇组稀土较铈组稀土具有更高的硬度。

3、稀土元素在储氢材料中的应用
人们很早就发现，稀土金属与氢气反应生成稀土氢化物REH2，这种氢化物加热到1000o C以上才会分解。

而在稀土金属中加入某些第二种金属形成合金后，在较低温度下也可吸放氢气，通常将这种合金称为稀土贮氢合金。

以LaNi5为代表的稀土储氢合金被认为是所有储氢合金中应用性能最好的一类。

优点：初期氢化容易，反应速度快，吸-放氢性能优良。

20o C时氢分解压仅几个大气压。

缺点：镧价格高，循环退化严重，易粉化。

采用混合稀土(La，Ce，Sm)Mm替代La可有效降低成本，但氢分解压升高，滞后压差大，给使用带来困难。

采用第三组分元素M(Al，Cu，Fe，Mn，Ga，In，Sn，B，Pt，Pd，Co，Cr，Ag，Ir)替代部分Ni是改善LaNi5和MmNi5储氢性能的重要方法。

4、稀土元素在催化剂材料中的应用
镧、铈等轻稀土目前的主要应用领域是用作催化材料。

稀土元素具有未充满电子的4f轨道和镧系收缩等特征,表现出独特化学性能，作为催化剂，已在许多重要的化学过程中得到广泛应用，如石油化工、化石燃料的催化燃烧、机动车尾气净化和有毒有害气体的净化、烯烃聚合、碳一化工、燃料电池(固体氧化物燃料电池)等。

从20世纪60年代中期开始，国内外对稀土化合物的催化性质进行了广泛的研究，稀土催化材料按其组成大致可分为:稀土复合氧化物,稀土—(贵)金属,稀土-分子筛等。

研究表明，稀土在催化剂中的存在可以(1)提高催化剂的储氧能力；(2)提高活性金属的分散度,改善活性金属颗粒界面的催化活性；(3)降低贵金属用量；(4)提高Al2O3等材料的热稳定性；(5)促进水气转化和蒸汽重整反应；(6)提高晶格氧的活动能力等，从而使催化剂的性能得到显著提高。

5、十七种稀土元素的具体应用
1）镧(La)
“镧”这个元素是1839年被命名的，当时有个叫“莫桑德”的瑞典人发现铈土中含有其它元素，他借用希腊语中“隐藏”一词把这种元素取名为“镧”。

镧的应用非常广泛，如应用于压电材料、电热材料、热电材料、磁阻材料、发光材料(兰粉)、贮氢材料、光学玻璃、激光材料、各种合金材料等。

镧也应用到制备许多有机化工产品的催化剂中，光转换农用薄膜也用到镧，在国外，科学家把镧对作物的作用赋与“超级钙”的美称。

2）铈(Ce)
“铈”这个元素是由德国人克劳普罗斯，瑞典人乌斯伯齐力、希生格尔于1803年发现并命名的，以纪念1801年发现的小行星——谷神星。

铈有着广泛的应用：(1)铈作为玻璃添加剂，能吸收紫外线与红外线，现已被大量应用于汽车玻璃。

不仅能防紫外线，还可降低车内温度，从而节约空调用电。

从1997年起，日本汽车玻璃全加入氧化铈，1996年用于汽车玻璃的氧化铈至少有2000吨，美国约1000多吨。

(2)目前正将铈应用到汽车尾气净化催化剂中，可有效防止大量汽车废气排到空气中美国在这方面的消费量占稀土总消费量的三分之一强。

(3)硫化铈可以取代铅、镉等对环境和人类有害的金属应用到颜料中，可对塑料着色，也可用于涂料、油墨和纸张等行业。

目前领先的是法国罗纳普朗克公司。

(4)Ce:LiSAF激光系统是美国研制出来的固体激光器，通过监测色氨酸浓度可用于探查生物武器，还可用于医学。

铈应用领域非常广泛，几乎所有的稀土应用领域中都含有铈。

如抛光粉、储氢材料、热电材料、铈钨电极、陶瓷电容器、压电陶瓷、铈碳化硅磨料、燃料电池原料、汽油催化剂、某些永磁材料、各种合金钢及有色金属等。

3）镨(Pr)
大约160年前，瑞典人莫桑德从镧中发现了一种新的元素，但它不是单一元素，莫桑德发现这种元素的性质与镧非常相似，便将其定名为“镨钕”。

“镨钕”希腊语为“双生子”之意。

大约又过了40多年，也就是发明汽灯纱罩的1885年，奥地利人韦尔斯巴赫成功地从“镨钕”中分离出了两个元素，一个取名为“钕”，另一个则命名为“镨”。

这种“双生子”被分隔开了，镨元素也有了自己施展才华的广阔天地。

镨是用量较大的稀土元素，其用于玻璃、陶瓷和磁性材料中。

镨的广泛应用包括：(1)镨被广泛应用于建筑陶瓷和日用陶瓷中，其与陶瓷釉混合制成色釉，也可单独作釉下颜料，制成的颜料呈淡黄色，色调纯正、淡雅。

(2)用于制造永磁体。

选用廉价的镨钕金属代替纯钕金属制造永磁材料，其抗氧性能和机械性能明显提高，可加工成各种形状的磁体。

广泛应用于各类电子器件和马达上。

(3)用于石油催化裂化。

以镨钕富集物的形式加入Y型沸石分子筛中制备石油裂化催化剂，可提高催化剂的活性、选择性和稳定性。

我国70年代开始投入工业使用，用量不断增大。

(4)镨还可用于磨料抛光。

另外，镨在光纤领域的用途也越来越广。

4）钕(Nd)
伴随着镨元素的诞生，钕元素也应运而生，钕元素的到来活跃了稀土领域，在稀土领域中扮演着重要角色，并且左右着稀土市场。

钕元素凭借其在稀土领域中的独特地位，多年来成为市场关注的热点。

金属钕的最大用户是钕铁硼永磁材料。

钕铁硼永磁体的问世，为稀土高科技领域注入了新的生机与活力。

钕铁硼磁体磁能积高，被称作当代“永磁之王”，以其优异的性能广泛用于电子、机械等行业。

阿尔法磁谱仪的研制成功，标志着我国钕铁硼磁体的各项磁性能已跨入世界一流水平。

钕还应用于有色金属材料。

在镁或铝合金中添加1.5～2.5%钕，可提高合金的高温性能、气密性和耐腐蚀性，广泛用作航空航天材料。

另外，掺钕的钇铝石榴石产生短波激光束，在工业上广泛用于厚度在10mm以下薄型材料的焊接和切削。

在医疗上，掺钕钇铝石榴石激光器代替手术刀用于摘除手术或消毒创伤口。

钕也用于玻璃和陶瓷材料的着色以及橡胶制品的添加剂。

随着科学技术的发展，稀土科技领域的拓展和延伸，钕元素将会有更广阔的利用空间。

5）钷(Pm)
1947年，马林斯基(J.A.Marinsky)、格伦丹宁(L.E.Glendenin)和科里尔(C.E.Coryell)从原子能反应堆用过的铀燃料中成功地分离出61号元素，用希腊神话中的神名普罗米修斯(Prometheus)命名为钷(Promethium)。

钷为核反应堆生产的人造放射性元素。

钷的主要用途有：(1)可作热源，为真空探测和人造卫星提供辅助能量。

(2)Pm147放出能量低的β射线，用于制造钷电池，作为导弹制导仪器及钟表的电源。

此种电池体积小，能连续使用数年之久。

此外，钷还用于便携式X-射线
仪、制备荧光粉、度量厚度以及航标灯中。

6）钐(Sm)
1879年，波依斯包德莱从铌钇矿得到的“镨钕”中发现了新的稀土元素，并根据这种矿石的名称命名为钐。

钐呈浅黄色，是做钐钴系永磁体的原料，钐钴磁体是最早得到工业应用的稀土磁体。

这种永磁体有SmCo5系和Sm2Co17系两类。

70年代前期发明了SmCo5系，后期发明了Sm2Co17系。

现在是以后者的需求为主。

钐钴磁体所用的氧化钐的纯度不需太高，从成本方面考虑，主要使用95%左右的产品。

此外，氧化钐还用于陶瓷电容器和催化剂方面。

另外，钐还具有核性质，可用作原子能反应堆的结构材料，屏敝材料和控制材料，使核裂变产生巨大的能量得以安全利用。

7）铕(Eu)
1901年，德马凯(Eugene-AntoleDemarcay)从“钐”中发现了新元素，取名为铕(Europium)。

这大概是根据欧洲(Europe)一词命名的。

氧化铕大部分用于荧光粉。

Eu3+用于红色荧光粉的激活剂，Eu2+用于蓝色荧光粉。

现在Y2O2S:Eu3+是发光效率、涂敷稳定性、回收成本等最好的荧光粉。

再加上对提高发光效率和对比度等技术的改进，故正在被广泛应用。

近年氧化铕还用于新型X射线医疗诊断系统的受激发射荧光粉。

氧化铕还可用于制造有色镜片和光学滤光片，用于磁泡贮存器件，在原子反应堆的控制材料、屏敝材料和结构材料中也能一展身手。

8）钆(Gd)
1880年，瑞士的马里格纳克(G.deMarignac)将“钐”分离成两个元素，其中一个由索里特证实是钐元素，另一个元素得到波依斯包德莱的研究确认，1886年，马里格纳克为了纪念钇元素的发现者研究稀土的先驱荷兰化学家加多林(GadoLinium)，将这个新元素命名为钆。

钆在现代技革新中将起重要作用。

它的主要用途有：(1)其水溶性顺磁络合物在医疗上可提高人体的核磁共振(NMR)成像信号。

(2)其硫氧化物可用作特殊亮度的示波管和x射线荧光屏的基质栅网。

(3)在钆镓石榴石中的钆对于磁泡记忆存储器是理想的单基片。

(4)在无Camot循环限制时，可用作固态磁致冷介质。

(5)用作控制核电站的连锁反应级别的抑制剂，以保证核反应的安全。

(6)用作钐钴磁体的添加剂，以保证性能不随温度而变化。

另外，氧化钆与镧一起使用，有
助于玻璃化区域的变化和提高玻璃的热稳定性。

氧化钆还可用于制造电容器、x 射线增感屏。

在世界上目前正在努力开发钆及其合金在磁致冷方面的应用，现已取得突破性进展，室温下采用超导磁体、金属钆或其合金为致冷介质的磁冰箱已经问世。

9）铽(Tb)
1843年瑞典的莫桑德(KarlG.Mosander)通过对钇土的研究，发现铽元素(Terbium)。

铽的应用大多涉及高技术领域，是技术密集、知识密集型的尖端项目，又是具有显著经济效益的项目，有着诱人的发展前景。

其主要应用如下：(1)荧光粉用于三基色荧光粉中的绿粉的激活剂，如铽激活的磷酸盐基质、铽激活的硅酸盐基质、铽激活的铈镁铝酸盐基质，在激发状态下均发出绿色光。

(2)磁光贮存材料，近年来铽系磁光材料已达到大量生产的规模，用Tb-Fe非晶态薄膜研制的磁光光盘，作计算机存储元件，存储能力提高10～15倍。

(3)磁光玻璃，含铽的法拉第旋光玻璃是制造在激光技术中广泛应用的旋转器、隔离器和环形器的关键材料。

特别是铽镝铁磁致伸缩合金(TerFenol)的开发研制，更是开辟了铽的新用途，Terfenol是70年代才发现的新型材料，该合金中有一半成份为铽和镝，有时加入钬，其余为铁，该合金由美国依阿华州阿姆斯实验室首先研制，当Terfenol置于一个磁场中时，其尺寸的变化比一般磁性材料变化大，这种变化可以使一些精密机械运动得以实现。

铽镝铁开始主要用于声纳，目前已广泛应用于多种领域，从燃料喷射系统、液体阀门控制、微定位到机械致动器、机构和飞机太空望远镜的调节机翼调节器等领域。

10）镝(Dy)
1886年，法国人波依斯包德莱成功地将钬分离成两个元素，一个仍称为钬，而另一个根据从钬中“难以得到”的意思取名为镝(dysprosium)。

镝目前在许多高技术领域起着越来越重要的作用。

镝的最主要用途是：(1)作为钕铁硼系永磁体的添加剂使用，在这种磁体中添加2-3%左右的镝，可提高其矫顽力，过去镝的需求量不大，但随着钕铁硼磁体需求的增加，它成为必要的添加元素，品位必须在95～99.9%左右，需求也在迅速增加。

(2)镝用作荧光粉激活剂，三价镝是一种有前途的单发光中心三基色发光材料的激活离子，它主要由两个发射带组成，一为黄光发射，另一为蓝光发
射，掺镝的发光材料可作为三基色荧光粉。

(3)镝是制备大磁致伸缩合金铽镝铁(Terfenol)合金的必要的金属原料，能使一些机械运动的精密活动得以实现。

(4)镝金属可用做磁光存贮材料，具有较高的记录速度和读数敏感度。

(5)用于镝灯的制备，在镝灯中采用的工作物质是碘化镝，这种灯具有亮度大、颜色好、色温高、体积小、电弧稳定等优点，已用于电影、印刷等照明光源。

(6)由于镝元素具有中子俘获截面积大的特性，在原子能工业中用来测定中子能谱或做中子吸收剂。

(7)Dy3Al5O12还可用作磁致冷用磁性工作物质。

随着科学技术的发展，镝的应用领域将会不断的拓展和延伸。

11）钬(Ho)
十九世纪后半叶，由于光谱分析法的发现和元素周期表的发表，再加上稀土元素电化学分离工艺的进展，更加促进了新的稀土元素的发现。

1879年，瑞典人克利夫发现了钬元素并以瑞典首都斯德哥尔摩地名命名为钬(holmium)。

钬的应用领域目前还有待于进一步开发，用量不是很大。

目前钬的主要用途有：(1)用作金属卤素灯添加剂，金属卤素灯是一种气体放电灯，它是在高压汞灯基础上发展起来的，其特点是在灯泡里充有各种不同的稀土卤化物。

目前主要使用的是稀土碘化物，在气体放电时发出不同的谱线光色。

在钬灯中采用的工作物质是碘化钬，在电弧区可以获得较高的金属原子浓度，从而大大提高了辐射效能。

(2)钬可以用作钇铁或钇铝石榴石的添加剂；(3)掺钬的钇铝石榴石(Ho:YAG)可发射2μm激光，人体组织对2μm激光吸收率高，几乎比Nd:YAG高3个数量级。

所以用Ho:YAG激光器进行医疗手术时，不但可以提高手术效率和精度，而且可使热损伤区域减至更小。

钬晶体产生的自由光束可消除脂肪而不会产生过大的热量，从而减少对健康组织产生的热损伤，据报道美国用钬激光治疗青光眼，可以减少患者手术的痛苦。

我国2μm激光晶体的水平已达到国际水平，应大力开发生产这种激光晶体。

(4)在磁致伸缩合金Terfenol-D中，也可以加入少量的钬，从而降低合金饱和磁化所需的外场。

(5)另外用掺钬的光纤可以制作光纤激光器、光纤放大器、光纤传感器等等光通讯器件在光纤通信迅猛的今天将发挥更重要的作用。

12）铒(Er)
1843年，瑞典的莫桑德发现了铒元素(Erbium)。

铒的光学性质非常突出，一。