铈的应用

铈铈是稀土中丰度最高的元素，由于其对氧和硫有很强的化学亲合力而广泛用于钢铁工业中。铈的氧化还原电位为十1.74，很容易在三价(Ce3+)态和四价(Ce4+)态之间变化。以铈作涂层和添加剂能改善高温合金和不锈钢的抗氧化、热腐蚀、水腐蚀和硫化性能。因此，可将氧化铈或二氧化铈用作制造镁硅铁合金的添加剂，也用作球墨铸铁的孕育剂。铈还广泛用于铝基和镁基轴承合金与镍铬高温合金中。

铈涂层防止氧化和腐蚀的最好例证是从二氧化铈用于形成氧化铬氧化皮的合金开始的。将氧化铈涂敷于合金上有许多种技术，包括喷涂、在硝酸铈溶液中浸渍、溅射、电泳、应用氧化铈泥浆于乙醇悬浮液中等。然而，涂料工业已发现“溶胶-凝胶”技术是最好的方法。用这种方法得到的结果证实铈捕获铬氧化物的能力很强，从而防止了氧化物在基体金属合金表面上的粘附。

道氏镁公司生产了一种高温模铸镁合金。含铅3．5％～4．5％、铈化合物2％～3％和锰0．27％。这种高抗腐蚀合金的抗张强度几乎达到140MPa，在温度高达177 ℃时仍然有效。

富铈混合稀土首次加入镁基合金，以减少铸件中的微孔。1984年美国铝业公司开发出一种高温铝合金，取代了高科技航天领域使用的较重的钢和钛合金，这种合金叫Cu78，含铝88％、铁8％、铈4％。添加铁和铈提高了其高温下的抗腐蚀性。Cu78可在高达260℃～316℃下仍保持其强度，而传统的铝合金只能在135℃～149℃保持其强度。

铈不但对氧具有很高的亲合力，对硫亦有很强的亲合力。向高强度低合金和不锈钢中加入少量铈可以改进晶粒间界稳定性，并使钢制造过程中硫化物的形状得以控制。软的非金属夹杂物硫化物或氧化物会使钢在热轧过程中产生弱层，因而导致产品的机械性能下降。铈经常以富铈混合稀土金属形式加入熔融钢中，这时铈跟氧和硫结合生成高熔点高硬度的铈氧化物和铈硫氧化物，以免形成性能差的其它氧化物和硫化物。这种稀土夹杂物在轧制时不会变形，因此赋予细晶粒化的最终产品以良好性能。