關稅戰vs.稀土戰/「看不見」的稀土 讓日常生活運轉
中國限制稀土出口,將對電動車產生衝擊。圖爲通用汽車在密西根州的電動車裝配廠。(美聯社)
稀土最常用來製成強力永久磁鐵,放在「發電機」產品中。一般日常生活中可見的風力發電機、電動車,就可看到稀土材料身影,此外,戰鬥機、太空梭所使用的發動機、推動系統或者高精度感測器,因內含永久磁鐵,也對稀土這項材料仰賴甚深。
1970~1980年代,研究單位發現,稀土元素所組成的永久磁鐵磁場最大,比起傳統鋁鎳鈷合金磁鐵、鐵氧體磁鐵的磁場都要大上很多,因而陸續運用永磁發電機。
在整體稀土磁鐵市場中,需求量最大的,莫過於風力發電機。稀土磁鐵讓永磁發電機結構更爲簡單,也可避免傳統勵磁繞組的燒燬與斷線,這讓整體發電效率、可靠性大爲提高,根據統計,風力發電機每GW(百萬瓩)約需547噸稀土永磁。
電動車馬達,現在也都採用永磁馬達。之所以採用永磁馬達,是因爲永磁馬達不需通電就帶有磁場,體積小,短時間內也可以達到高轉速,出力更快、耗能更少。
工研院產科國際所經理廖鎔榆指出,「每一臺電動車大概會使用3到5公斤的稀土磁鐵。電動車爲什麼不用傳統馬達?最主要是那些馬達的重量都較永磁馬達重上數倍,現在電動車搭載的鋰電池重量就高達400~500公斤,如果還要配備一個很重的驅動馬達,那電動車裡的鋰電池電量,根本就無法讓電動車跑得遠。」
稀土除了製造爲永久磁鐵之外,通常也會用於製作光學玻璃。所謂的光學玻璃,並不是一般玻璃,而是具有高折射率的玻璃,例如,眼鏡。廖鎔榆表示,「有些人近視度數高、鏡片就會厚,現在有很多人會將鏡片換成輕薄鏡片,這種輕薄鏡片折射率高,就有稀土的成分在其中。」
而在科技產業中,最常用到稀土材料的,最主要是被動元件中的陶瓷電容(MLCC),稀土裡的釔、鑭、鈰、鐠、釹,都是陶瓷電容裡的必要元素;此外,半導體的CMP(化學機械研磨)製程中,有一道工序是使用研磨劑將晶圓減薄或者是鏡面化的一道重要工序,而在這道工序之中,也會使用稀土材料,以達到拋光、磨平效果。
稀土雖不易開採、分離、純化,但是,因爲稀土特性,也使得愈來愈多產品都採用稀土材料設計。稀土已是民衆日常生活中,不可或缺的重要金屬元素材料。