Strategische Forschung zur Entwicklung seltener Erden-Funktionsmaterialien bis zum Jahr 2035
Zhu Minggang',Sun Xu',Liu Ronghui,xu Huibing₂
(1. General Iron and Steel Research Institute, Peking 100081; 2. Zhong yan Rare Earth New Materials Co., Ltd., Peking 100088)
Zusammenfassung: Seltene Erden sind eines der wichtigsten strategischen Materialien mit den meisten Ressourceneigenschaften in ChinaFunktionsmaterialien sind die Kernmaterialien der neuen Generation der Informationstechnologie , Luft- und Raumfahrt sowie moderne Waffen und Ausrüstung, fortschrittlicher Schienenverkehr, energiesparende und neue Energiefahrzeuge, leistungsstarke medizinische Ausrüstung und andere High-Tech-Bereiche. Dieses Papier stellt den Hintergrund der Industrie für seltene Erden-Funktionsmaterialien und den Entwicklungsstatus vor, analysiert die Probleme, die bei der Entwicklung der Industrie für seltene Erden-Funktionsmaterialien in China bestehen, stellt die Entwicklungsideen für die neue Materialkraft 2035-Entwicklungsstrategie und die wichtigste Entwicklungsrichtung vor, ausgehend von der Stärkung strategische Prognose und politische Unterstützung für seltene Erden, Stärkung der Grundlagenforschung und Anwendung im Bereich seltener Erden, Stärkung des Aufbaus von Vorteilsteams für seltene Erden und Talente, die politische Vorschläge unterbreiten, um die Entwicklung von Funktionsmaterialien für seltene Erden zu fördern und die Strategie umzusetzen Umstellung von Seltenerdenergie auf Seltenerdenergie als Referenz.
Schlüsselwörter: Funktionsmaterialien für seltene Erden; wichtige strategische Materialien; neue materialien power 2035
Klassifizierungsnummer: O614.33; TG
Entwicklungsstrategien für Seltene Erden
Funktionsmaterialien bis 2035
Zhu Minggang 1, Sun Xu 1, Liu Ronghui2, Xu Huibing 2
(1. Central Iron & Steel Research Institute, Peking 100081, China; 2. Grirem Advanced Materials Co., Ltd., Peking 100088, China)
Zusammenfassung: Seltene Erden-Funktionsmaterialien sind von entscheidender und strategischer Bedeutung für die Unterstützung von High-Tech-Bereichen wie der Informationstechnologie der neuen Generation, der Luft- und Raumfahrt und modernen Waffen, dem fortschrittlichen Schienenverkehr, energiesparenden und neuen Energiefahrzeugen sowie der Hochleistungsmedizin Geräte. In diesem Artikel werden der Entwicklungsstand und die Trends der Industrie für seltene Erden-Funktionsmaterialien in China vorgestellt und die Probleme der Branche analysiert. Um die Wettbewerbsfähigkeit der seltenen Erden-Funktionsmaterialien in China zu fördern, werden einige politische Vorschläge vorgeschlagen: Dazu gehören die Stärkung strategischer Vorhersagen und politischer Unterstützung, die Förderung von Grundlagenforschung und -anwendung sowie die Verbesserung des Aufbaus vorteilhafter Teams und der Personalentwicklung im Bereich der Seltenen Erden.
Schlüsselwörter: Funktionsmaterialien für seltene Erden; kritische und strategische Materialien; Neue Material-Power-Strategie 2035
Zunächst Vorwort
Seltenerdelemente (15 Lanthanoide, Yttrium, Scandium insgesamt 17 Yuan, allgemeiner Name des Elements) aufgrund ihrer einzigartigen elektronischen Schichtstruktur, so dass sie hervorragende magnetische, optische, elektrische und andere physikalische und chemische Eigenschaften aufweisen, in Fahrzeugen mit neuer Energie, neue Anzeige und Beleuchtung, Industrieroboter und elektronische Information, Luft- und Raumfahrt, Landesverteidigung, Energieeinsparung und Umweltschutz sowie die Herstellung von High-End-Geräten und andere strategische aufstrebende Industrien spielen eine wichtige Rolle und sind ein unverzichtbares Kerngrundmaterial [1].
Neue Seltenerdmaterialien, repräsentiert durch Seltenerd-Funktionsmaterialien, sind fertig geworden. Einer der Schwerpunkte des Ballwettbewerbs. Industrieländer und Regionen wie Europa, Amerika und Japan haben Seltenerdelemente als „strategische Elemente des 21. Jahrhunderts“ aufgeführt und strategische Reserve- und Schlüsselforschung durchgeführt. In der „Key Materials Strategy“ des US-Energieministeriums, im „Elemental Strategy Plan“ des Ministeriums für Bildung, Bildung und Wissenschaft und im „EU Critical Raw Materials Plan“ der Europäischen Union sind alle Seltenerdelemente aufgeführt als Forschungsschwerpunkte. Insbesondere haben die Vereinigten Staaten in den letzten Jahren die Seltenerdindustrie neu gestartet, um Seltenerdmagnete für militärische Zwecke zu beschaffen. Man kann sagen, dass Seltenerd-Permanentmagnetmaterialien zum „Shangganling“ auf dem Gebiet der Seltenerd-Funktionsmaterialien geworden sind.
Aus diesem Grund hat China seltene Erden als strategische Ressource für die nationale Kontrolle und Entwicklung aufgeführt und seltene Erden-Funktionsmaterialien als wichtige strategische Materialien in seinen nationalen mittel-, langfristigen und langfristigen Entwicklungsplänen wie „Made in China 2025“ aufgeführt. . Die Stellungnahmen des Staatsrates zur Förderung der nachhaltigen und gesunden Entwicklung der Seltenerdindustrie und andere relevante Vorschriften haben auch dazu beigetragen, wissenschaftliche und technologische Innovationen im Bereich der Funktionsmaterialien für seltene Erden zu fördern, die Struktur der Seltenerdindustrie zu optimieren und zu fördern die kontinuierliche Verbesserung des Entwicklungsniveaus und der Qualität von Seltenerd-Funktionsmaterialien in China.
2. Entwicklungsstand von Seltenerd-Funktionsmaterialien
Seltene Erden sind eine wichtige strategische Ressource und ein vorteilhaftes Feld, in dem China über eine internationale Diskursmacht verfügt. China ist ein bedeutendes Land der Welt mit Reserven an seltenen Erden. Nach Angaben der gesamten Reserven an seltenen Erden beträgt die Reserve etwa 1,2108 t, wobei Chinas Reserven 4,4107 t erreichen, was etwa 37,8 % ausmacht [2,3], China ist der weltweit größte Produzent von seltenen Erden. Im Jahr 2019 betrug die weltweite Produktion seltener Erden 2,1105 t, wobei Chinas Produktion seltener Erden 1,32105 t erreichte, was etwa 63 % der weltweiten Produktion seltener Erden ausmachte. Gleichzeitig ist China auch ein Land der Industrialisierung seltener Erden mit einem vollständig unabhängigen Industriesystem, das die Erzverarbeitung im vorgelagerten Bereich, die Schmelztrennung, die Produktion von Oxiden und seltenen Erdmetallen im mittleren Bereich sowie alle neuen Materialien und Anwendungen für seltene Erden im vorgelagerten Bereich abdeckt flussabwärts. Im Jahr 2018 betrug der Produktionswert der chinesischen Industriekette für seltene Erden etwa 90 Milliarden Yuan, wovon 56 % auf Funktionsmaterialien für seltene Erden entfielen, der Produktionswert betrug etwa 50 Milliarden Yuan, 27 % entfielen auf die Verhüttung und Trennung Der Produktionswert betrug etwa 25 Milliarden Yuan. Unter ihnen machen die Seltenerd-Funktionsmaterialien mit 75 % den höchsten Anteil an Seltenerd-Permanentmagnetmaterialien aus, mit einem Produktionswert von etwa 37,5 Milliarden Yuan, katalytische Materialien mit einem Anteil von 20 % und einem Produktionswert von etwa 10 Milliarden Yuan Yuan. In der Verbrauchsstruktur von Seltenerd-Funktionsmaterialien in China profitieren Seltenerd-Permanentmagnetmaterialien von der schnellen Entwicklung neuer Energiefahrzeuge und der Elektronikindustrie und machen mehr als 40 % der Verbrauchsstruktur aus; Metallurgie, Maschinen, Petrochemie und Glaskeramik machen 12 %, 9 % bzw. 8 % aus, Wasserstoffspeichermaterialien und Leuchtstoffe machen etwa 7 % aus; katalytische Materialien, Poliermaterialien und leichte Agrartextilien für 5 % [4].
(1) Schmelz- und Trennfeld für seltene Erden
Im Jahr 1988 übertraf Chinas Produktion von Seltenen Erden die der Vereinigten Staaten und wurde zum weltweit ersten Produzenten von Seltenen Erden. Der Grad der Verhüttung und Trennung seltener Erden in China ist weltweit führend und kontrolliert bis heute den Weltmarkt für hochreine einzelne seltene Erden. Gegenwärtig konzentrieren sich Chinas Unternehmen zur Schmelztrennung seltener Erden hauptsächlich auf Chinas sechs große Gruppe seltener Erden: North Rare Earth High-Tech Co., LTD. (Gruppe), South China Rare Earth Group Co., LTD., Guangdong Rare Earth Industry Group, Co., LTD., China Rare Earth Co., LTD., Minmetals Rare Earth Group Co., LTD., Xiamen Tungsten Industry Co ., GMBH. Zu den ausländischen Projekten zur Verhüttung und Trennung seltener Erden zählen vor allem das Mountain Pass-Projekt der American Molybdenum Company (übernommen von Shenghe Resources Holdings Co., Ltd.), das Verhüttungs- und Trennungsprojekt der australischen Lynas in Kuantan, Malaysia, und die belgische Solvi Group (Solvay). ) Projekt usw.
(2) Bereich der Seltenerd-Permanentmagnetmaterialien
Seltenerd-Permanentmagnetmaterialien sind nicht nur die schnellste Entwicklungsrichtung und der größte und vollständigste industrielle Maßstab im gesamten Bereich der Seltenen Erden, sondern auch ein unersetzlicher und unverzichtbarer Schlüsselrohstoff in der nationalen Verteidigungsindustrie und auch das Anwendungsfeld mit dem größten Menge an Seltenerdmaterialien. Seit dem Jahr 2000 hat sich der industrielle Umfang der Anwendung von Seltenerd-Permanentmagnetmaterialien in China ausgeweitet, und die Rohlingsproduktion gesinterter NdFEB-Magnete ist von 8104 t zu Beginn des 12. Fünfjahresplans auf 1,8105 t im Jahr 2019 gestiegen. auf die mehr als 85 % der weltweiten Produktion entfallen; Die Produktion von Samarium-Kobalt-Permanentmagnetmaterialien beträgt 2400 t, was mehr als 80 % der Gesamtproduktion ausmacht.
Die umfassende Entwicklung gesinterter NdfeB-Magnete in High-Tech-Industrien wie Fahrzeugen mit neuer Energie wie Windkraft, Hybrid- und Elektrofahrzeugen, energiesparenden Haushaltsgeräten, Industrierobotern, Hochgeschwindigkeits- und Magnetschwebebahnen hat die Entwicklung maßgeblich unterstützt der Branche der Seltenerd-Permanentmagnetmaterialien und ein beträchtliches Wachstumspotenzial der Branche. In den Bereichen Hochleistungs-Permanentmagnetmaterialien aus seltenen Erden, Technologie zur Reduzierung starker Seltenerdmetalle, ausgewogener Nutzung von Permanentmagnetmaterialien aus seltenen Erden in großen Mengen und Magnetrecycling- und -nutzungstechnologie liegt China nahe an der fortgeschrittenen Stufe der Weltkollegen.
Obwohl sich unser Land zum weltweit größten Hersteller von Seltenerd-Permanentmagnetmaterialien entwickelt hat, was durch die große Fülle an Seltenerd-Permanentmagnetmaterialien repräsentiert wird, ist ein Teil der Herstellungstechnologie für Seltenerd-Permanentmagnete weltweit führend, aber Chinas Produkte für Seltenerd-Permanentmagnetmaterialien sind ist immer noch nicht in der Lage, den Bedarf an hochwertigen Robotern, der fünften Generation der mobilen Kommunikationstechnologie (5G), Lithographiemaschinen und anderen aufstrebenden Industrien für High-End-Permanentmagnettechnologie zu decken. Gleichzeitig besteht immer noch ein großer Abstand zu Industrieländern wie den Vereinigten Staaten und Japan in Bezug auf die fortschrittlichste Aufbereitungstechnologie, thermische Verformung, Kornverfeinerung und kontinuierliche intelligente Ausrüstung.
(3) Im Bereich der Seltenerd-Leuchtstoffe
Mit der beschleunigten Verbreitung von Halbleitermaterialien in den Bereichen Beleuchtung, Anzeige und Informationserkennung steigt auch die Marktnachfrage nach Lichtquellenqualität. Im Bereich der Beleuchtung gilt die Vollspektrumbeleuchtung als führende Richtung der neuen Generation weißer LED-Beleuchtung. In anderen Bereichen lumineszierender Materialien sind Nahinfrarotdetektoren ein wichtiger Bestandteil des Internets der Dinge, das weltweit in den Mittelpunkt gerückt ist, und haben große Anwendungsaussichten in der Sicherheitsüberwachung, Biometrie, Lebensmittel- und medizinischen Tests und anderen Bereichen.
Im Bereich der Leuchtstoffe verfügen Mitsubishi Chemical Co., LTD., Electrification Corporation und Japan Chemical Industry Co., Ltd. mit Beleuchtungs- und Anzeigematerialien mit weißen Leuchtdioden (LED) über absolute Vorteile in Bezug auf Produktion und Verkaufsvolumen und Gesamtvermögen auf dem Weltmarkt. Auch die Lokalisierungsrate von Weißlicht-LED-Leuchtstoff in China ist seit 2000 um weniger als 5 % pro Jahr auf derzeit etwa 85 % gestiegen. Allerdings besteht immer noch eine gewisse technologische Kluft zwischen chinesischen Unternehmen und dem Ausland. Die derzeit einflussreichsten Unternehmen in China sind Youyou Yan Rare Earth New Materials Co., LTD., Jiangsu Borui Optoelectronics Co., LTD. und Jiangmen Keheng Industrial Co., LTD.
(4) Bereich der Seltenerdkristallmaterialien
Zu den Seltenerdkristallmaterialien gehören hauptsächlich Seltenerdlaserkristalle und szintigraphische Seltenerdkristalle, die in der Landesverteidigung, in hochmodernen wissenschaftlichen Geräten, bei der medizinischen Behandlung, Erkennung, Sicherheitsinspektion und in anderen Bereichen weit verbreitet sind. In den letzten Jahren haben sich hochwertige medizinische Diagnosegeräte wie die Positronen-Emissions-Computertomographie (PET-CT) rasant weiterentwickelt, was zu einer starken Nachfrage nach leistungsstarken Seltenerd-Szintitillationen, repräsentiert durch Yttrium-Lutetium-Silikat-Kristalle (LYSO), geführt hat und in den aufstrebenden Volkswirtschaften vertreten ist aus China haben in Zukunft besonders großes Marktpotenzial. Basierend auf dem Besitz von einer Einheit pro Million Einwohner muss China etwa 1.000 Einheiten an PET-CT-Geräten hinzufügen, und die Nachfrage nach Seltenerd-Szintillationskristallen wird 3 Milliarden Yuan übersteigen.
(5) Bereich der katalytischen Seltenerdmaterialien
Katalytische Materialien für seltene Erden spielen eine wichtige Rolle in der Volkswirtschaft. Sie können in großem Umfang in Umwelt und Energie eingesetzt werden, fördern die umfassende Anwendung der reichlich vorkommenden und leichten Seltenerdelemente Lanthan und Cer und lindern und lösen wirksam das Ungleichgewicht des Verbrauchs seltener Erden in China die Energie- und Umwelttechnologie verbessern und das menschliche Lebensumfeld verbessern. Der Öl-Crack-Katalysator und der Abgasreinigungskatalysator für Kraftfahrzeuge sind die katalytischen Materialien für seltene Erden, die in den beiden größten Anwendungen eingesetzt werden, darunter Öl-Crack-Katalysatoren, mobile Quellen (Kraftfahrzeuge, Schiffe, Landmaschinen usw.), Abgasreinigungskatalysatoren und feste Quellen (Industrieabgase). nicht vorrätig, Erdgasverbrennung, organische Abgasbehandlung usw.) Abgasreinigungskatalysator usw.
Im Vergleich zu ähnlichen Katalysatoren auf der Welt haben die inländischen Crackkatalysatoren das gleiche Niveau in ihrer Nutzungsleistung erreicht. Aber im Abgasreinigungskatalysator für Kraftfahrzeuge, in Kohlekraftwerken mit Hochtemperaturkatalysator zur Denitrierung von Industrieabgasen, wie z. B. Cer-Zirkonium-Seltenerd-Sauerstoffspeichermaterialien, modifizierter Aluminiumoxidbeschichtung, großem, ultradünnem Wandträger (> 600 Mesh) Bei der Großproduktion und der Systemintegration von Schlüsseltechnologien und -geräten usw. besteht immer noch eine gewisse Lücke zum fortgeschrittenen Niveau ausländischer Unternehmen.
(6) Hochreine Seltenerdmetalle und Zielmaterialien
Hochreines Seltenerdmetall ist der Kernrohstoff für die Forschung und Entwicklung von High-Tech-Materialien, die häufig in magnetischen Materialien, optischen Funktionsmaterialien, katalytischen Materialien, Wasserstoffspeichermaterialien, funktionellen Keramikmaterialien und Sputtertargetmaterialien für elektronische Informationen verwendet werden und anderen Bereichen. Bis zum Ende des 20. Jahrhunderts haben Mine Metal Co., LTD., East Cao Corporation, Honeywell International Company sowie europäische und amerikanische Unternehmen von der hochreinen Metallaufbereitung bis zur Industrialisierungsentwicklung und der Anwendungsphase neuer Materialien unter 7-nm-Hochauftragsprozessen gearbeitet Integrierte Schaltkreise, 5G-Kommunikationsgeräte, Hochleistungsgeräte und intelligente Sensoren, Festkörperspeicher und andere fortschrittliche elektronische Informationsprodukte bieten unterstützende Schlüsselmaterialien. Die weltberühmten Unternehmen zur Herstellung hochreiner Seltenerdmetalle und Zielmaterialien sind hauptsächlich Japan Toscao Corporation, Honeywell International Corporation und andere Fortune-500-Unternehmen. Zu Chinas Unternehmen, die hochreine Seltenerdmetalle und Zielmaterialien herstellen, gehören hauptsächlich Zhongyan Rare Earth New Materials Co., Ltd., das Hunan Rare Earth Metal Materials Research Institute usw. Es gibt immer noch Lücken bei technologischer Innovation, fortschrittlicher Ausrüstung und modernster Grundlagenforschung und andere Aspekte. Gegenwärtig hat China einen Durchbruch bei der Herstellungstechnologie für ultrahochreine Seltenerdmetalle erzielt, aber es besteht noch ein gewisser Abstand zur Verwirklichung der Industrialisierung und zur Sicherstellung der Entwicklung integrierter Schaltkreise und anderer elektronischer Informationsindustrien.
3. Schwierigkeiten und Herausforderungen bei der Entwicklung seltener Erden-Funktionsmaterialien
Basierend auf dem oben genannten Forschungsstand zu Funktionsmaterialien für seltene Erden kann festgestellt werden, dass seltene Erden als nicht erneuerbare, global knappe strategische Ressource schon immer im Mittelpunkt der globalen Aufmerksamkeit standen. Seit den Handelsstreitigkeiten zwischen China und den Vereinigten Staaten sind Seltene Erden und Seltene Erden-Permanentmagnetmaterialien zu den „Schlüsselwörtern“ geworden, die von in- und ausländischen Medien häufig genannt werden. Der Grund dafür ist, dass die Dominanz der Industriekette für seltene Erden und seltene Erden-Permanentmagnetmaterialien in China und die Entwicklungsgeschwindigkeit der Technologie für seltene Erden-Permanentmagnetmaterialien die Vereinigten Staaten beunruhigen. Obwohl China bei seinen Ressourcen für seltene Erden sowie bei der Gewinnung, Auswahl und Verhüttung seltener Erden weltweit führend ist und auch über eine Reihe origineller Technologien verfügt, steht es bei der Entwicklung von funktionellen Materialien für seltene Erden immer noch vor vielen Schwierigkeiten und Herausforderungen.
Seltenerd-Funktionsmaterialien stellen externe Herausforderungen dar, die hauptsächlich aus den USA in das „Guo-System + Global Camp“ kommen und versuchen, die Abhängigkeit von Chinas Seltenerd-Permanentmagnetprodukten durch „umfassende Entkopplung“ zu beseitigen und gleichzeitig andere Länder anzuregen die Verwendung von Chinas Seltenerd-Permanentmagnetmaterialien aufzugeben, um die rasante Entwicklung der Wissenschaft, Technologie und Anwendungsindustrie für Seltenerdmetalle in unserem Land einzudämmen und einzudämmen. Auf der anderen Seite befinden sich in den mittleren und nachgelagerten Anwendungsbereichen seltener Erden-Funktionsmaterialien die meisten Forschungs- und Entwicklungsarbeiten in China auf dem Stand führender ausländischer Technologiemethoden. Obwohl in unserem Land in den letzten Jahren die Zahl der Patentanmeldungen auf dem Gebiet der Seltenerdmaterialien rasant zugenommen hat, handelt es sich bei der überwiegenden Mehrheit um verbesserte Patente oder Randpatente. Die Kernrechte an geistigem Eigentum sind unabhängig, insbesondere das ursprüngliche internationale Patent, und es gibt viele Kerntechnologien Durch ausländische Patente wurden technische Hindernisse stark beeinträchtigt, was die hohe Qualität der Entwicklung und Internationalisierung der Seltenerdindustrie erheblich beeinträchtigte.
Die internen Herausforderungen von Funktionsmaterialien für seltene Erden ergeben sich hauptsächlich aus den grundlegenden Mängeln der Seltenerdindustrie und der unzureichenden Aufmerksamkeit beim „Schmieden langer Bretter“. Unternehmen und Forschungseinrichtungen bevorzugen die Unterstützung kurzfristiger Forschungs- und Nachahmungstechnologien und unzureichende Unterstützung für Originaltechnologien mit großen Entwicklungsschwierigkeiten, hohen Entwicklungskosten und langen technologischen Durchbruchszyklen; Die multidisziplinären und branchenübergreifenden Forschungs- und Entwicklungskapazitäten im Bereich der Funktionsmaterialien für seltene Erden müssen gestärkt werden. Letztendlich ist Chinas ursprüngliche Innovationsfähigkeit unzureichend und die Fähigkeit, die Kerntechnologie von Funktionsmaterialien für seltene Erden zu kontrollieren, ist schwach.
Daher sollte bei der Konzentration auf die Entwicklung von Funktionsmaterialien für seltene Erden im Jahr 2035 mehr Aufmerksamkeit auf den unabhängigen Innovationsaufbau der Kapazität von Funktionsmaterialien für seltene Erden aus der Perspektive der Globalisierung gelegt werden, einschließlich der Kontrolle von Kerntechnologien, des Lernens und der Integration mit internationale fortschrittliche Technologien sowie die Vorteile der Seltenerd-Funktionsindustrie und werden immer größer und stärker.
4. Seltene Erden-Funktionsmaterialien in den zukünftigen Entwicklungsideen, wichtige Entwicklungsrichtung und Entwicklungsziele
(1) Entwicklungsideen
Eng integriert mit den nationalen Strategien, kombiniert mit zukünftigen Anwendungsszenarien wie intelligenten Robotern, Smart Cities, Ozean- und interstellarer Entwicklung, Big-Data-Gesellschaft und Mensch-Maschine-Docking, Fokus auf die Entwicklung und Industrialisierung der Schlüsseltechnologieforschung, Streben nach Durchbrüchen die Kernvorbereitungstechnologie, intelligente Produktionsausrüstung, spezielle Prüfinstrumente und ihre Anwendungstechnologie für fortschrittliche Seltenerd-Funktionsmaterialien, Seltenerd-Lumineszenzmaterialien, Seltenerd-Katalysatoren, Seltenerd-Katalysatoren, Seltenerdkristallmaterialien, hochreine Seltenerdmetalle und Target Materialien; Durch synchrone Innovation der gesamten Industriekette werden wir die Förderung und Umsetzung fortschrittlicher Errungenschaften fördern, um die effektive Versorgung mit Schlüsselmaterialien für wichtige strategische Bedürfnisse wie strategische aufstrebende Industrien, Landesverteidigung und intelligente Fertigung sicherzustellen und schließlich die Unabhängigkeit zu verwirklichen Lieferung hochwertiger funktioneller Seltenerdmaterialien; Führen Sie bahnbrechende Grundlagentheorien und experimentelle Forschung durch, indem Sie wissenschaftliche Fragen eingehend erforschen und sammeln, und schlagen Sie originellere Theorien vor, machen Sie originelle Entdeckungen, erhalten Sie eine Menge neuer Seltenerdmaterialien und neue Anwendungen der Originalergebnisse; Um die strategische Transformation Chinas von einer Seltenerdmacht zu einer Seltenerdmacht zu verwirklichen, um die zukünftige Entwicklung der Seltenerdtechnologie und -industrie anzuführen und um materielle Unterstützung für die Verwirklichung des strategischen Ziels Chinas zu leisten, „zu den führenden innovativen Ländern zu gehören“. bis 2035“.
(2) Wichtigste Entwicklungsrichtung
1. Schlüsseltechnologien zur Herstellung ultrahochleistungsfähiger Seltenerd-Permanentmagnetmaterialien und zur effizienten und ausgewogenen Nutzung seltener Erden
Im Hinblick auf die zukünftige intelligente Gesellschaft mit höherer magnetischer Leistung von Permanentmagnetmaterialien und neuen Technologien und Geräten für die Anforderungen an die Funktionsvielfalt von Permanentmagnetmaterialien werden die Wissensaktualisierung und das historische Gesetz des technologischen Wandels sowie die aktuelle Entwicklung von Hochleistungs-Seltenerden kombiniert Permanentmagnetmaterialien Kornverfeinerung und Grenzoptimierung von Schlüsseltechnologien wie Verständnis, um wichtige Entwicklungsinhalte zu formulieren.
(1)NdFeB-Permanentmagnetmaterialien: Schwerpunkt auf der Herstellungstechnologie von gesintertem NdFeB mit hoher Gesamtleistung, Forschung zum Kristallgrenzendiffusionsmechanismus schwerer seltener Erden in gesinterten NdFeB-Magneten, Forschung zur Rückgewinnungstechnologie und -anwendung von gesintertem NdFeB, Technologie und Theorie zur Vorhersage der Serviceleistung gesinterte NdFeB-Magnete usw.
(2)Samarium-Kobalt-Permanentmagnetmaterialien: Schwerpunkt auf dem elementaren Regulierungsmechanismus von Samarium-Kobalt-Magneten mit hohem Restgehalt, der Regulierung von Nanostruktur- und Mikroregionskomponenten bei der technischen Vorbereitung von Hochleistungs-Samarium-Kobalt-Permanentmagneten, der Forschung zur Antioxidationstechnologie von Samarium-Kobalt auf höchstem Niveau Verwenden Sie die Temperatur und die Oberflächenschutztechnologie von Hochtemperatur-Samarium-Kobalt-Permanentmagneten usw.
(3)Thermopress-Permanentmagnetmaterialien: Schwerpunkt auf der Erforschung des Anisotropiebildungsmechanismus von dünnwandigen Heißdruck-Magnetringen, Forschung zur Herstellungstechnologie von Hochleistungsmagnetpulver für Heißpress-Magnetringe, Vorbereitungstechnologie und Anwendung von Hochleistungs-Heißdruck-Permanentmagnetringen , technische Vorbereitungsausrüstung und verfahrenstechnische Entwicklung von Hochleistungs-Heißdruck-Magnetringen usw.
(4) Permanentmagnetmaterialien mit hoher Häufigkeit: Der Schwerpunkt liegt auf der ausgewogenen Nutzung von seltenen Erden mit hoher Häufigkeit (La, Ce usw.) in Permanentmagnetmaterialien, dem Mechanismus der Dual-Hauptphasen-Cer-Magnetstruktur und der Verbesserungstechnologie der Koerzitivkraft.
(5) Durch die Kombination von Materialgenen und maschinellem Lernen werden das Strukturdesign und die Leistungsberechnung magnetischer Funktionsmaterialien durchgeführt und das neue System und die neue Struktur von Materialien für die wichtigsten Leistungsindizes von Produkten mit hoher magnetischer Energie und hoher Koerzitivfeldstärke der ersten Generation untersucht von permanentmagnetischen Seltenerdmaterialien.
(6) Studieren Sie entsprechend den Eigenschaften magnetischer Funktionsmaterialien die neuen Prinzipien und neuen Geräte zum Testen und Testen und beseitigen Sie schrittweise die Abhängigkeit von Analyse- und Testgeräten vom Ausland.
2. Neue Seltenerd-Permanentmagnetmaterialien und Schlüsseltechnologien für maßgeschneiderte Anwendungen
Angesichts des allgemeinen Trends einer kohlenstoffarmen Wirtschaft, der die Welt erfasst, legen Länder auf der ganzen Welt Wert auf Umweltschutz und niedrige Kohlenstoffemissionen als wichtige wissenschaftliche und technologische Bereiche. Zu den wichtigsten Entwicklungsinhalten gehören: Entwicklung eines intelligenten Schienenverkehrssystems und eines intelligenten industriellen Fertigungssystems; Entwicklung permanentmagnetischer Materialien und magnetischer Energiesysteme mit Permanentmagnet-Aufhängungslagertechnologie und permanentmagnetischer Wirbelstromübertragung; Entwicklung von Permanentmagnetmaterialien aus seltenen Erden für Permanentmagnet-Direktantriebsgeneratoren mit hoher Korrosionsbeständigkeit in marinen Korrosionsumgebungen; Entwicklung permanentmagnetischer Materialien mit hohem magnetischem Energieprodukt, hoher Koerzitivkraft, Miniaturisierung und hoher Präzision für Anwendungsszenarien wie Roboter und Smart City.
2. Hochwertige Seltenerd-Lumineszenzmaterialien und ihre wichtigsten Herstellungstechnologien und -geräte
Angesichts der steigenden Nachfrage nach Lichtquellenqualität auf dem Halbleiterbeleuchtungsmarkt ist es notwendig, sich auf die Entwicklung hochwertiger lichtemittierender Seltenerdmaterialien und ihrer wichtigsten Herstellungstechnologien und -geräte zu konzentrieren, um den Anwendungen in den Bereichen Beleuchtung und Anzeige gerecht zu werden und Informationserkennung. Zu den wichtigsten Entwicklungsinhalten gehören: wichtiger Durchbruch bei neuen Seltenerd-Lumineszenzmaterialien wie nichtsichtbare Emission und Aufwärtskonversionsemission; Entwicklung von Theorien und technischen Methoden zur Verbesserung der Infrarot-Emissionseffizienz unter violettem Licht; Entwicklung von Materialien mit hocheffizienter Schmalbandemission und hoher Farbreinheit der grünen und roten Emission; Entwurf und Entwicklung eines neuen Materialsystems mit unabhängigen Rechten an geistigem Eigentum unter Verwendung des Prinzips der strukturellen Kompatibilität und des gleichwertigen Eigentumsersatzes sowie Durchführung eines Strukturentwurfs auf der Grundlage von Materialien mit hohem Durchsatz, um eine Reihe neuer lumineszierender Seltenerdmaterialien zu erhalten.
4. Schlüsseltechnologie zur Herstellung von katalytischen Seltenerdmaterialien
Katalytische Seltenerdmaterialien sind High-Tech-Materialien, die die umfassende Anwendung der reichlich vorhandenen und leichten Seltenerdelemente Lanthan und Cer fördern, das Ungleichgewicht des Seltenerdverbrauchs in China wirksam lindern und lösen, die Energie- und Umwelttechnologie verbessern und den Lebensunterhalt der Menschen fördern. und das Lebensumfeld der Menschen verbessern. Zu den wichtigsten Entwicklungsinhalten gehören: Entwicklung von hocheffizienten, energiesparenden und langlebigen petrochemischen katalytischen Seltenerdmaterialien, synthetischen katalytischen Seltenerdmaterialien für saubere Energie, Kontrolle der Abgasverschmutzung von Kraftfahrzeugen und Kontrolle der industriellen Abgasemission von katalytischen Seltenerdmaterialien und -schlüsseln Technologien der Industrialisierung; Der Schwerpunkt liegt auf der Entwicklung von Schlüsseltechnologien für den molekularen Aufbau von Nanokäfigen und der Herstellung von Cer-Zirkonium-Materialien mit hoher spezifischer Oberfläche, der Entwicklung ultrahochleistungsfähiger katalytischer Seltenerdmaterialien und der maßstabsgetreuen Anwendung in effizienten katalytischen Reinigungsteilen für seltene Erden mit festen und mobilen Quellen Quellenabgassystem, um die Lokalisierung zu realisieren.
5. Fortschrittliche Seltenerdkristallmaterialien und ihre industrielle Herstellungstechnologie
Seltenerdkristallmaterialien werden häufig in der Landesverteidigung, in hochmodernen wissenschaftlichen Geräten, in der medizinischen Behandlung, bei der Erkennung, bei Sicherheitsinspektionen und in anderen Bereichen eingesetzt. Seltene Erden-Kristallmaterialien und ihre industrielle Herstellungstechnologie sind der wichtigste Entwicklungstrend der Zukunft
Die wichtigste Entwicklungsrichtung von Seltenerd-Laserkristallen umfasst: die Entwicklung von großformatigen und hochwertigen Seltenerd-Laserkristall-Wachstums- und Verarbeitungstechnologien und -geräten;
Entwicklung einer effizienten Vorbereitungstechnologie für hochwertige Seltenerd-Laserkristalle und Laserfasern; verschiedene neue Laseranwendungstechnologien auf Basis von Seltenerd-Laserkristallen.
6. Technologie zur Herstellung hochreiner Seltenerdmetalle und Targets
Die neue Generation von Informationselektronik und Energiematerialien sind die Hauptanwendungsrichtungen hochreiner Seltenerdmetalle und Zielprodukte. Zu den wichtigsten künftigen Forschungs- und Entwicklungsrichtungen für hochreine Seltenerdmetallmaterialien gehören: weitere Verbesserung der Reinheit von Seltenerdmetallen auf über 4N5 (99,995 %), Entwicklung einer kostengünstigen und großtechnischen Herstellung von ultrahochreinen Seltenerdmetallen Technologie zur Bereitstellung wichtiger Rohstoffe für die Entwicklung hochreiner Seltenerd-Targets; die Entwicklung von Feinreinigungskontrollprozessen und großen Hochvakuum-Reinigungsgeräten wie großflächigen Öfen und Einkristall-Reinigungsöfen; die Entwicklung von Analyse- und Nachweistechnologien für Spurenverunreinigungen in ultrahochreinen Seltenerdmetallen und Zielmaterialien.
(3) Entwicklungsziele
Ziel 1.2025: Vollendung des Übergangs der Seltenerdindustrie vom „Following“ zum „Running and Running“.
Bis 2025 wird es ein starkes Land im Bereich seltener Erden-Funktionsmaterialien werden. Für eine neue Generation der Informationstechnologie, moderne Transportmittel, eine neue Generation von Beleuchtung und Anzeige, Energieeinsparung, Umweltschutz, integrierte Schaltkreise, biologische Medizin, Landesverteidigung, großer Entwicklungsbedarf, vorläufiger Master mit unabhängigen geistigen Eigentumsrechten für magnetische Seltenerdmaterialien Die Erfolgsquote bei der Erzeugung von Seltenerd-Permanentmagnetmaterialien und der Schlüsselkerntechnologie für Fertigungsanlagen, neue Energiefahrzeuge, Luft- und Raumfahrt, industrielle Servomotoren und andere High-End-Magnetwerkstoffanwendungen erreichte 70 %. Durchbrechen Sie die Chargen- und stabile Herstellungstechnologie von Seltenerd-Lumineszenzmaterialien, und die Lokalisierungsrate stieg auf über 80 %; Durchbrechen Sie die Schlüsselvorbereitungstechnologie für neue Funktionsmaterialien für seltene Erden wie Hochleistungskristallmaterialien für seltene Erden, hochreine seltene Erdmetalle und Zielmaterialien und erfüllen Sie die Anforderungen hochwertiger medizinischer Geräte, intelligenter Erkennung, integrierter Schaltkreise usw. den Import teilweise ersetzen; Entwicklung neuer Seltenerd-Funktionsmaterialien und deren Herstellungstechnologie sowie Erweiterung neuer Anwendungsfelder. Bis 2025 wird China eine Reihe wichtiger Kerntechnologien für wichtige neue Seltenerdmaterialien beherrschen und eine Reihe multinationaler Konzerne und Industriecluster mit starker internationaler Wettbewerbsfähigkeit in den Wettbewerbsbereichen bilden. Unsere Position in der globalen industriellen Wertschöpfungskette wird erheblich gestärkt und der Übergang der Seltenerdindustrie vom Follow-up zum Betrieb wird abgeschlossen sein.
Ziel 2.2030: China zunächst zu einer Weltmacht für seltene Erden auszubauen
Bis 2030 wird die Innovationsfähigkeit im Bereich der Seltenerd-Funktionsmaterialien erheblich verbessert, und es kann die weltweite Forschung und industrielle Entwicklung von Seltenerd-Permanentmagnetmaterialien anführen und zunächst das Ziel erreichen, eine weltweite Seltenerdindustrie zu werden. Superhochleistungs-Permanentmagnete in Robotern, medizinischen Geräten, Luft- und Raumfahrt, Internet der Dinge, Schiffen, petrochemischen und anderen wichtigen Geräten und technischen Anwendungen, Meister mit unabhängigen geistigen Eigentumsrechten für magnetische Seltenerdmaterialien und Produktionsanlagen, neue Energiefahrzeuge, Navigation 042 Luft- und Raumfahrt, industrielle Servomotoren und andere High-End-Anwendungen für magnetische Materialien, die Erfolgsquote beim Austausch von Seltenerd-Permanentmagnetmaterialien erreichte 80 %.
3. Ziel 2035: Aufbau einer weltweiten Seltenerdenergie
Bis 2035 werden große Durchbrüche auf dem Gebiet der Funktionsmaterialien für seltene Erden erzielt und die Innovationsfähigkeit erheblich verbessert. Das Gesamtinnovationsniveau im Bereich der neuen Materialien für seltene Erden wird das Niveau von Ländern auf Weltniveau erreichen, die allgemeine Wettbewerbsfähigkeit wird erheblich gestärkt, einige Vorteile werden globale Innovationsführerkapazitäten schaffen und China zu einer Weltmacht im Bereich seltener Erden machen Materialien.
Seltenerd-Permanentmagnetmaterialien, katalytische Materialien und Leuchtmaterialien haben das international fortgeschrittene Niveau erreicht und eine vollständige Selbstversorgung erreicht. Die Selbstversorgungsrate optischer Funktionskristalle und hochreiner seltener Erden für nationale Verteidigungsanwendungen liegt bei über 95 %; Die wichtigsten Kerntechnologien und geistigen Eigentumsrechte von Seltenerd-Magnetmaterialien und High-End-Magnetmaterialien wie neue Energiefahrzeuge, Landesverteidigung, Luft- und Raumfahrt, intelligente Fertigung, Gesundheitswesen und Meerestechnik bilden eine Charge originaler Seltenerd-Funktionsmaterialien, in denen Die ursprünglichen geistigen Eigentumsrechte einer neuen Generation von Seltenerd-Permanentmagnetmaterialien liegen in den Händen Chinas. Chinas unabhängig formulierte Standards machen mehr als 30 % der internationalen Standards aus und haben die Stimme bei der Formulierung hochwertiger Materialstandards. Fördern Sie innovative Talente und Teams für Seltenerd-Funktionsmaterialien, realisieren Sie den neuen Entwicklungsmodus zur Förderung neuer Anwendungen durch Seltenerd-Funktionsmaterialien und etablieren Sie ein weltweit führendes technologisches Innovationssystem und Industriesystem, um eine Plattform für Originaltechnologien bereitzustellen.
4. Politikvorschlag
Die Entwicklungsstrategie für Seltenerd-Funktionsmaterialien bis 2035 soll den Aufbau eines neuen Entwicklungsmusters wissenschaftlicher und technologischer Innovation für Seltenerd-Funktionsmaterialien beschleunigen, die wissenschaftlichen und technologischen Ressourcen und Humanressourcen in seltenen Erden dominierenden Regionen optimieren und das „lange Brett“ konsolidieren „Vorteil im Bereich der Seltenen Erden. Sollte danach streben, die ursprüngliche Innovationsfähigkeit, Skalierungstechnik und Leistungsfähigkeit zu verbessern, die umweltfreundliche Herstellung von Funktionsmaterialien für seltene Erden zu fördern, sich energisch zu entwickeln und die High-End-Anwendung mit unabhängigen geistigen Eigentumsrechten für Hochleistungsmagnetik, Licht, Elektrizität und seltene Erden zu erfüllen Andere neue Funktionsmaterialien und Anwendungstechnologien, die Schaffung von Chinas fortschrittlicher „Mit“-Innovationsplattform für Seltenerdmaterialien, den Aufbau von Seltenerdmaterialien und die Anwendung einer kohlenstoffarmen Wirtschaftsindustriekette, die schrittweise mit Chinas unabhängigen geistigen Eigentumsrechten für strategische Hochleistungsindustrien für Seltenerdmaterialien gebildet wird Verwirklichung der Produktion seltener Erden in Richtung seltener Erden. Spezifische Richtlinien und Maßnahmen werden wie folgt empfohlen:
(1) Stärkung der Fähigkeit zur strategischen Vorhersageforschung und politischen Unterstützung im Bereich der Funktionsmaterialien für seltene Erden auf nationaler Ebene
Beschleunigen Sie zunächst die Einrichtung eines auf nationaler Ebene koordinierten Systems für geistiges Eigentum, Technologiesystem, Talentsystem und Plattformsystem für Seltenerd-Funktionsmaterialien.
Zweitens die Kontinuität und Kontinuität der Umsetzung des mittel- und langfristigen Plans im Bereich der Funktionsmaterialien für seltene Erden stärken, eine langfristige und stabile staatliche Unterstützung schaffen und intermittierende Unterstützung vermeiden.
Drittens: Stärkung des Bewusstseins für den Schutz geistigen Eigentums im Bereich der Funktionsmaterialien seltener Erden, Verbesserung des Rechtssystems und der Umsetzungsmechanismen des Schutzes geistigen Eigentums, Stärkung und Umsetzung von Anreizmaßnahmen für Innovationsaktivitäten von Arbeitserfindern sowie Stimulierung der endogenen Impulse und Entstehung von innovative Technologien für seltene Erden-Funktionsmaterialien und ihre Industrien.
(2) Stärken Sie die Unterstützung des Vorteilsteams für seltene Erden und den Aufbau von Talentgradienten und verbessern Sie die nachhaltige Innovationsfähigkeit von Funktionsmaterialien für seltene Erden
Erstens werden wir wettbewerbsfähige Forschungseinrichtungen und -teams im Bereich der Vorteile seltener Erden langfristig und stabil unterstützen und so schnell wie möglich nationale wissenschaftliche und technologische Innovationsplattformen für Funktionsmaterialien seltener Erden auf verschiedenen Ebenen einrichten.
Zweitens: Geben Sie der Rolle von Experten im jungen und mittleren Alter beim Aufbau der Talentebene volles Gewicht, um Talentfehler und die Verschwendung von Talentressourcen zu vermeiden.
Drittens konzentrieren wir uns auf die Ausbildung junger Backbone- und Vollzeittechniker im Bereich der Funktionsmaterialien für seltene Erden. Für herausragende technische Talente kann die Schwelle der Bewertungspolitik entsprechend gelockert werden, und solange sie Beiträge leisten, haben sie die Möglichkeit, persönlichen Wert zu verwirklichen, sodass führende Talente in wissenschaftlichen Forschungs- und Innovationsaktivitäten gefördert werden können. Spontane Entstehung.
(3) Stärkung der internationalen Zusammenarbeit im Bereich der Funktionsmaterialien für seltene Erden und Verbesserung der globalen Wettbewerbsfähigkeit Chinas im Bereich der funktionalen Materialien für seltene Erden
Erstens sollten im aktuellen internationalen Umfeld verschiedene Möglichkeiten genutzt werden, um einen internationalen Personalaustausch und einen Informationsaustausch über seltene Erden in Wissenschaft und Technologie durchzuführen. Die Verwaltungsabteilung sollte versuchen, den internationalen wissenschaftlichen und technologischen Austausch zu erleichtern, die Begrenzung der Teilnahme von Forschern an akademischen Konferenzen und technischen Austauschen zu lockern und die technische Forschung und Entwicklung zu vermeiden, die durch lokale und abteilungsinterne Interessen verursacht wird.
Zweitens sollten wir entsprechend der aktuellen Situation im In- und Ausland bei gleichzeitiger Stärkung der internen Zirkulation im Bereich inländischer Seltenerd-Funktionsmaterialien danach streben, den internationalen neuen Markt zu erweitern und die internationale externe Zirkulation zu erweitern. Einerseits soll der Grad der Öffnung gegenüber der Außenwelt gestärkt werden, Bedingungen für die Einführung von High-End-Anwendungsunternehmen für neue Seltenerdmaterialien erhalten und geschaffen werden, aktiv ein neues Muster der globalen Industrie für neue Seltenerdmaterialien entwickelt und etabliert werden Gemeinschaft der Seltenerdtechnologie; andererseits die Einfuhr seltener Erden mäßig lockern, um den Druck des heimischen Umweltschutzes und des Ressourcenverbrauchs zu verringern; Ermutigen Sie gleichzeitig chinesische Seltenerdunternehmen, auszugehen, Anteile zu erwerben, zu kaufen und neue Materialien für seltene Erden wie Roboter-Servomotoren und Antriebsmotoren für Elektrofahrzeuge zu entwickeln. Die vorteilhaften Unternehmen von High-Tech-Anwendungsprodukten werden das Geschäft und die Wissenschaft verbessern und technologisches Entwicklungsumfeld im In- und Ausland, um die globale Wettbewerbsfähigkeit der chinesischen Industriekette und Lieferkette für funktionelle Seltenerdmaterialien zu verbessern.