在陸軍的武器裝備中，稀土元素可用於裝甲用鋼材料。如我國早在上個世紀60年代，就設計出了稀土碳鋼，由其制成的裝甲鋼抗擊力提高了70%左右。而包含稀土元素的可延展性球磨鑄鐵製造的迫擊炮炮彈殺傷力大大提高。
稀土元素還可以用在火控瞄准系統中，如美國引以為豪的M1A2坦克憑借自身先進的火控系統，能夠在戰場上做到先敵發現和先敵開火，主要是它裝備了獨特的激光測距儀，這就要用到稀土金屬釔元素。在海灣戰爭中，美軍M1A2坦克的激光測距儀測距距離為4000米，而伊拉克T-72坦克的激光測距儀只能達到2000米。同時，美軍坦克還裝備了含有稀土金屬鑭元素的夜視儀。結果，在沙塵漫天的戰場上，無論白天還是黑夜，美軍坦克都占有無可比擬的絕對技術優勢。
在空軍的武器裝備中，稀土應用的程度更深，17種稀土元素在航空維修領域都有用途。其中，鏑、釹、鋱、銪、釔是飛機上最重要的5種稀土金屬元素，它們可用於飛機的熱障塗層、有色熒光材料和電機永磁材料。而稀土金屬的高強度和高耐用性，還大大減輕了飛機的自重。如在美軍的F-22戰機上，機體和發動機都大量採用了稀土錸元素，以滿足超音速巡航對機身堅固性的高要求。在機載精確制導彈藥中，含有釤、鈷稀土元素的永磁發動機則在武器的操控中起著至關重要的作用。
在海軍的武器裝備中，也有稀土金屬大顯身手之地。錸元素可以極大地強化鈦合金，從而用於製造極高航速和較大潛深的合金潛艇。蘇聯上世紀60、70年代製造的P級、“阿爾法”級、M級和S級潛艇都屬於鈦合金潛艇。這些潛艇的航速普遍達到40節以上，潛深可至400～600米，遠比當時魚雷25～40節的平均航速和最大400米的潛深優越得多。這種魚雷追不上、夠不著的潛艇，一度成為美國海軍的心頭大患。而作為美國海軍“宙斯盾”系統核心部分的SPY-1雷達上也使用了由稀土元素制成的磁鐵。
在航天上，以鉬元素為主的二硫化鉬能夠適應太空的高真空和宇宙射線的強輻射，成為各類航天器上必不可少的軸承潤滑劑。
由此可以看出，稀土的軍事應用，不但範圍廣，而且用途都很關鍵。這是其成為世界各國，尤其是軍工大國關注焦點的主要原因。從某種程度上說，西方大國正是靠著從中國進口的大量稀土，保持著對中國的軍事技術優勢。
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