位于化学周期表ⅢB族的 15个镧系元素，加上钪和钇，一共17个元素统称为稀土元素[23]。稀土元素还分为重稀土和轻稀土两大类，在17个元素当中钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪和钇属于重稀土元素。稀土元素位于化学周期表的ⅢB族，容易失去最外层电子而呈正价态离子，因此在参与化学反应过程中稀土元素极易与负价态的离子结合，表现出较强的金属特性。Ce的核外电子排布为4f25s25p66s2，其化学性质活泼，很容易失去4f和6s两层的电子而表现出+4的价态，失去电子的+4Ce的最外层电子层容易吸附其他原子的外层电子，从而使其与Ce元素发生反应生成金属间化合物，且这种化合物十分稳定；此外，从稀土Ce原子的半径角度考虑，其原子半径相比Cu、Al等金属原子都较大，因此原子核中心对外层电子的吸引力很弱，最外层和次外层电子极容易失去，因此稀土元素表现出异常活泼的化学性质[17][18]。

1.2.2 稀土元素铈在金属材料中应用

（1）加入铈对金属机械性能的影响。

有关实验研究表明，在合金材料中加入稀土元素Ce之后，极大地提高了合金材料的硬度，增强了合金材料在高温和室温下的可塑性、热稳定性。在2003年，宣天鹏等人在化学镀Co-Ni-B复合镀层中添加稀土Ce，实验表明复合镀层的硬度、耐磨性都得到了显著的提高，并且还由此具有了磁性。此外，另有研究发现，添加稀土到铅黄铜中，会提高铅黄铜的强度、硬度，在铜铅合金中加入一定量稀土元素，可以减缓其在疲劳破坏时裂纹扩展的速度，从而使抗疲劳能力得到有效提高[21]。

(2)添加稀土元素对基材金属耐腐蚀性能的影响。

在合金材料工业生产领域，为了提高合金材料的耐腐蚀性能，一般采用在合金材料中添加或复合添加微量稀土元素的方法。在固溶处理之后，镀件的表面会生成一层氧化物，这种氧化物组织结构十分致密，它能够有效的阻碍金属离子迁移，抑制其扩散作用，并且隔绝金属离子与外界空气及一些腐蚀介质等的直接接触，降低其侵蚀作用从而减缓金属腐蚀的速度[17]。