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半导体材料是由一系列元素组成的,其中包括碳(C)、氮(N)、氧(O)、硅(Si)、磷(P)、硫(S)、砷(As)、硒(Se)、锗(Ge)、锡(Sn)、铜(Cu)、铋(Bi)、铝(Al)、钼(Mo)、钨(W)、铍(Be)、钒(V)、钴(Co)、钛(Ti)、钙(Ca)、锆(Zr)、铌(Nb)、镁(Mg)、铬(Cr)、钼(Mn)、钽(Ta)、铷(Rb)、锶(Sr)、钇(Y)、铯(Cs)、钆(Gd)、锆(Zn)、铪(Hf)、钼(Hg)、铊(Tl)、铯(Pb)、铋(Bi)、锇(Os)、钌(Ir)、钯(Pd)、铑(Rh)、钌(Ru)、铱(Yb)、铂(Pt)、钯(Au)、铑(Hg)、钐(Tm)、钆(Gd)、铕(Er)、钆(Tb)、铽(Dy)、镝(Ho)、钬(Lu)、锝(Tm)、钆(Yb)、锆(Lu)、钋(Th)、钍(U)、钚(Np)、铀(Pu)、钐(Am)、钫(Cm)、镭(Lr)等。地球上最稀缺的元素有研究指出,如果按照地壳中的比重以及对人类社会的重要性来说,铑是地球上最稀缺的元素,紧随其后的是金、铂和碲。铑 铑属于铂族金属(铂族金属还包括铂、钯、铱、锇、钌),铂族金属与金、银一样属于稀贵金属,在地球上的含量极少。铂族金属广泛用于石油、汽车、电子、化工、原子能以及环保行业,它们在这些工业中用量不大,但起着关键作用,故有“工业维生素”之称。其中铑在铂族金属中更是稀有中的稀有,其最主要用途是作为汽车尾气净化催化剂,可减少汽车有害物质排放。随着汽车产量日益增长以及环保标准日趋严格,未来汽车工业对铑的需求还将不断增加。碲 碲是一种稀有元素,在地壳中含量与金差不多,也是地壳中含量最少的半导体元素。碲的消耗量超过一半用在冶金工业中,以改善钢的性能。碲的化合物还是制造太阳能薄膜电池的主要原料。未来几十年里,碲必将成为非常重要的战略资源之一。铋 铋被公认为是一种安全无毒的“绿色金属”,广泛应用于医药、半导体、超导体、电子陶瓷等领域。由于铋的绿色特性,它在许多领域有望替代有毒金属铅的使用。可是,尽管铋的需求不断增长,但受资源限制的影响,铋的产量则在不断下降。铟 铟属稀缺战略金属,在地壳中的分布量不仅小还极其分散,只是作为锌和其他一些金属矿中的杂质存在。液晶显示器和平板电脑、智能手机的屏幕对铟的需求占主导地位。此外,在太阳能电池、电子信息、国防军事、航天航空、核工业领域也具有极其重要的战略价值。锑 锑是我国储量、产量占世界第一的稀有小金属,其消费的主要领域是在阻燃剂、铅酸蓄电池、催化剂及玻璃工业等领域。中国以全球三分之一的储量,承担着世界九成以上的锑供应。钨 钨是世界上最硬的金属,在工业钻头、刀具等领域无可替代,因此被称为“工业牙齿”。钨与锑、锡、稀土并称为中国的四大战略资源。镓 镓作为新一代半导体材料,被誉为“电子工业脊梁”,广泛应用在智能手机、LED灯、太阳能发电、军事、医疗等领域。钴 钴有“工业味精”之称,是非常稀缺的战略资源之一。绝大部分的钴用于锂离子电池的正极材料,每个手机电池中约含6.6克钴,而每辆新能源汽车所需要钴为10千克以上。可见,未来钴的需求将呈现爆发式增长。
稀土元素 稀土元素是钪、钇和镧系元素共17种金属元素的通称。稀土元素被广泛应用于国防工业、冶金、机械、石油、化工、玻璃、陶瓷、纺织、皮革、农牧养殖等各个领域,如在钢铁和有色金属中,只要加入极少量稀土元素就能明显改善金属材料各项性能。
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