Strateegilised uuringud haruldaste muldmetallide funktsionaalsete materjalide evolutsiooni kohta aastaks 2035

Zhu Minggang', Sun Xu', Liu Ronghui, xu Huibing^₂

(1. General Iron and Steel Research Institute, Beijing 100081; 2. Zhong yan Rare Earth New Materials Co., Ltd., Peking 100088)

Kokkuvõte: üks peamisi strateegilisi materjale, millel on Hiinas kõige ressursiomadused, haruldased muldmetallidfunktsionaalsed materjalid on uue põlvkonna infotehnoloogia põhimaterjalid , lennundus ja kaasaegsed relvad ja varustus, täiustatud raudteetransiit, energiasäästlikud ja uued energiasõidukid, suure jõudlusega meditsiiniseadmed ja muud kõrgtehnoloogia valdkonnad. Selles artiklis tutvustatakse haruldaste muldmetallide funktsionaalsete materjalide tööstuse tausta ja arengustaatust, analüüsitakse Hiinas haruldaste muldmetallide funktsionaalsete materjalide tööstuse arendamisel esinevaid probleeme, esitatakse uued materjalijõu 2035. aasta arengustrateegia arendamise ideed ja peamised arengusuunad alates tugevdamisest. haruldaste muldmetallide strateegilise prognoosimise ja poliitika toetamine, haruldaste muldmetallide valdkonna alusuuringute ja rakenduste tugevdamine, haruldaste muldmetallide eeliste meeskonna ja talentide ehitamise tugevdamine. Soovitused haruldaste muldmetallide funktsionaalsete materjalide väljatöötamise edendamiseks, strateegiliste üleminek haruldaste muldmetallide energialt haruldaste muldmetallide energiale.

Märksõnad: haruldaste muldmetallide funktsionaalsed materjalid; peamised strateegilised materjalid; uute materjalide võimsus 2035

Klassifikatsiooninumber: O614.33; TG

Haruldaste E arthi arendusstrateegiad

Funktsionaalsed materjalid aastaks 2035

Zhu Minggang 1, Sun Xu 1, Liu Ronghui2, Xu Huibing 2

(1. Central Iron & Steel Research Institute, Peking 100081, Hiina; 2. Grirem Advanced Materials Co., Ltd., Peking 100088, Hiina)

Kokkuvõte: Haruldaste muldmetallide funktsionaalsed materjalid on ülitähtsad ja strateegilised kõrgtehnoloogiliste valdkondade toetamisel, nagu uue põlvkonna infotehnoloogia, lennundus ja kaasaegne relvastus, täiustatud raudteetransiit, energiasäästlikud ja uued energiasõidukid ning suure jõudlusega meditsiinitehnika. seadmed.Selles artiklis tutvustatakse Hiina haruldaste muldmetallide funktsionaalsete materjalide tööstuse arenguseisu ja suundumusi ning analüüsitakse selle tööstuse probleeme.Hiinas haruldaste muldmetallide funktsionaalsete materjalide konkurentsivõime edendamiseks pakutakse välja mõned poliitilised soovitused. sealhulgas strateegilise prognoosimise ja poliitika toetamise tugevdamine, alusuuringute ja rakenduste edendamine ning soodsate meeskondade loomise ja personali arendamise tõhustamine haruldaste muldmetallide valdkonnas.

Märksõnad : haruldaste muldmetallide funktsionaalsed materjalid; kriitilised ja strateegilised materjalid; uus materjalide energiastrateegia 2035

Esiteks eessõna

Haruldased muldmetallid (15 lantaniidi, ütrium, skandium kokku 17 jüaani Elemendi üldnimetus) tänu oma ainulaadsele elektroonilise kihi struktuurile, nii et sellel on suurepärased magnetilised, optilised, elektrilised ja muud füüsikalised ja keemilised omadused, uutes energiasõidukites, uus ekraan Valgustus, tööstusrobotid ja elektrooniline teave, lennundus, riigikaitse, energiasääst ja keskkonnakaitse ning tipptasemel seadmete tootmine ja muud strateegilised arenevad tööstusharud mängivad olulist rolli, on asendamatu põhimaterjal [1].

Uued haruldaste muldmetallide materjalid, mida esindavad haruldaste muldmetallide funktsionaalsed materjalid, on saanud täielikuks Pallivõistluse üks fookuspunkte. Arenenud riigid ja piirkonnad, nagu Euroopa, Ameerika ja Jaapan, on nimetanud haruldased muldmetallid 21. sajandi strateegilisteks elementideks ning viinud läbi strateegilise reservi ja võtmeuuringuid. USA energeetikaministeeriumi sõnastatud "põhimaterjalide strateegia", haridus-, haridus- ja teadusministeeriumi koostatud "elementaarstrateegia plaan" ja Euroopa Liidu koostatud "ELi kriitiliste toorainete kava" on kõik loetletud haruldaste muldmetallide elemendid. peamiste uurimisvaldkondadena. Eelkõige on Ameerika Ühendriigid viimastel aastatel taaskäivitanud haruldaste muldmetallide tööstuse, et hankida haruldaste muldmetallide magneteid sõjaliseks kasutamiseks. Võib öelda, et haruldaste muldmetallide püsimagnetmaterjalidest on saanud "Shangganling" haruldaste muldmetallide funktsionaalsete materjalide valdkonnas.

Sel põhjusel on Hiina nimetanud haruldased muldmetallid riikliku kontrolli ja arendustegevuse strateegiliseks ressursiks ning nimetanud haruldaste muldmetallide funktsionaalsed materjalid oma riiklikes keskmise pikkusega, pika- ja pikaajalistes arengukavades, näiteks "Made in China 2025" peamiste strateegiliste materjalidena. . Riiginõukogu arvamused haruldaste muldmetallide tööstuse säästva ja tervisliku arengu edendamise kohta ja muud asjakohased määrused on samuti aidanud edendada teaduslikku ja tehnoloogilist innovatsiooni haruldaste muldmetallide funktsionaalsete materjalide valdkonnas, optimeerinud haruldaste muldmetallide tööstuse struktuuri ja edendanud. haruldaste muldmetallide funktsionaalsete materjalide arengutaseme ja kvaliteedi pidev parandamine Hiinas.

2. Haruldaste muldmetallide funktsionaalsete materjalide arengustaatus

Haruldased muldmetallid on oluline strateegiline ressurss ja kasulik valdkond, kus Hiinal on rahvusvaheline diskursuse jõud. Hiina on haruldaste muldmetallide varud maailmas suur riik. Vastavalt haruldaste muldmetallide varude koguvarudele on umbes 1,2108 tonni, millest Hiina varud ulatuvad 4,4107 tonnini, moodustades umbes 37,8% [2,3], on Hiina maailma suurim haruldaste muldmetallide tootja. 2019. aastal oli ülemaailmne haruldaste muldmetallide toodang 2,1105 tonni, millest Hiina haruldaste muldmetallide toodang ulatus 1,32105 tonnini, mis moodustab umbes 63% ülemaailmsest haruldaste muldmetallide toodangust. Samal ajal on Hiina ka haruldaste muldmetallide industrialiseerimise riik, millel on täielik sõltumatu tööstussüsteem, mis hõlmab maagi töötlemist ülesvoolust, sulatamise eraldamist, oksiidide ja haruldaste muldmetallide tootmist keskvoolus ning kõiki uusi haruldaste muldmetallide materjale ja rakendusi allavoolu. 2018. aastal oli Hiina haruldaste muldmetallide tööstusketi toodangu väärtus umbes 90 miljardit jüaani, millest haruldaste muldmetallide funktsionaalsed materjalid moodustasid 56%, toodangu väärtus oli umbes 50 miljardit jüaani, sulatus ja eraldamine 27% ning toodangu väärtus oli umbes 25 miljardit jüaani. Nende hulgas moodustavad haruldaste muldmetallide funktsionaalsed materjalid suurima osa haruldaste muldmetallide püsimagnetmaterjalidest, moodustades 75%, mille väljundväärtus on umbes 37,5 miljardit jüaani, katalüütilised materjalid moodustavad 20% ja väljundväärtus umbes 10 miljardit. jüaan. Hiina haruldaste muldmetallide funktsionaalsete materjalide tarbimisstruktuuris saavad haruldaste muldmetallide püsimagnetmaterjalid kasu uute energiasõidukite ja elektroonikatööstuse kiirest arengust, moodustades tarbimisstruktuuris üle 40%; metallurgia, masinad, naftakeemia ja klaaskeraamika moodustavad vastavalt 12%, 9% ja 8%, vesinikku salvestavad materjalid ja luminestsentsmaterjalid umbes 7%; katalüütilised materjalid, poleerimismaterjalid ja põllumajanduslik kerge tekstiil 5% ulatuses [4].

(1) Haruldaste muldmetallide sulatus- ja eraldusväli

1988. aastal ületas Hiina haruldaste muldmetallide tootmine Ameerika Ühendriike, saades maailma esimeseks haruldaste muldmetallide tootjaks. Hiina haruldaste muldmetallide sulatamise ja eraldamise tase on maailmas juhtiv ja jätkab tänapäevani, kontrollides kõrge puhtusastmega üksikute haruldaste muldmetallide ülemaailmset turgu. Praegu on Hiina haruldaste muldmetallide sulatamise eraldusettevõtted peamiselt koondunud Hiina kuue suurde haruldaste muldmetallide rühma: põhjaosa haruldaste muldmetallide kõrgtehnoloogia co., LTD. (grupp), Lõuna-Hiina haruldaste muldmetallide rühma kaas., LTD., Guangdongi haruldaste muldmetallide tööstuskontsern, LTD., Hiina haruldaste muldmetallide rühmitus, LTD., minmetallide haruldaste muldmetallide rühma kaas., LTD., Xiameni volframitööstuse koostöö ., LTD. Välismaiste haruldaste muldmetallide sulatus- ja eraldamisprojektide hulka kuuluvad peamiselt Ameerika Molybdenum Company mägikuru projekt (selle omandas Shenghe Resources Holdings Co., Ltd.), Austraalia Lynase sulatus- ja eraldamisprojekt Malaisias Kuantanis ja Belgia Solvi Group (Solvay). ) projekt jne.

(2) Haruldaste muldmetallide püsimagnetmaterjalide väli

Haruldaste muldmetallide püsimagnetmaterjalid pole mitte ainult kõige kiirem arengusuund ja suurim ja terviklikum tööstuslik mastaap kogu haruldaste muldmetallide valdkonnas, vaid ka asendamatu ja asendamatu võtmetooraine riigikaitsetööstuses ning ka suurima kasutusvaldkonnaga valdkond. haruldaste muldmetallide kogus. Alates 2000. aastast on haruldaste muldmetallide püsimagnetmaterjalide kasutamise ulatus Hiinas laienenud ja paagutatud NdFEB magnetite tühitoodang on kasvanud 8104 tonnilt 12. viie aasta plaani alguses 1,8105 tonnini 2019. aastal. mis moodustab üle 85% ülemaailmsest toodangust; samarium-koobalti püsimagnetmaterjalide toodang on 2400 t, mis moodustab üle 80% kogutoodangust.

Paagutatud NdfeB magnetite ulatuslik arendamine kõrgtehnoloogilistes tööstusharudes, nagu uued energiasõidukid, nagu tuuleenergia tootmine, hübriid- ja elektrisõidukid, energiasäästlikud kodumasinad, tööstusrobotid, kiir- ja maglev-rongid, on pakkunud arengule olulist tuge. haruldaste muldmetallide püsimagnetmaterjalide tööstusele ja tööstuse märkimisväärsele kasvupotentsiaalile. Hiina on kõrgjõudlusega haruldaste muldmetallide püsimagnetmaterjalide, raskete haruldaste muldmetallide redutseerimistehnoloogia, suure hulga haruldaste muldmetallide püsimagnetmaterjalide tasakaalustatud kasutamise ning magnetite ringlussevõtu ja kasutamise tehnoloogia valdkonnas maailma eakaaslaste kõrgtasemel.

Kuigi meie riigist on saanud maailma suurim haruldaste muldmetallide püsimagnetmaterjalide tootja, mida esindab haruldaste muldmetallide püsimagnetimaterjalide suur arvukus, on haruldaste muldmetallide püsimagneti valmistamise tehnoloogia osa maailmas juhtival positsioonil, kuid Hiina haruldaste muldmetallide püsimagnetmaterjalide tooted, ei suuda ikka veel rahuldada kõrgekvaliteedilist robotit, viienda põlvkonna mobiilsidetehnoloogiat (5G), litograafiamasinaid ja muid arenevaid tööstusharusid kõrgetasemelise püsimagnettehnoloogia nõudlusele. Samal ajal on arenenud riikidega, nagu Ameerika Ühendriigid ja Jaapan, endiselt suur lõhe kõige arenenuma ettevalmistustehnoloogia, termilise deformatsiooni, terade rafineerimise ja pideva intelligentse varustuse osas.

(3) Haruldaste muldmetallide luminestsentsmaterjalide valdkonnas

Seoses pooljuhtmaterjalide kiirenenud levikuga valgustuse, kuvari ja teabetuvastuse valdkonnas suureneb ka turu nõudlus valgusallika kvaliteedi järele. Valgustuse vallas peetakse täisspektri valgustust uue põlvkonna valge LED-valgustuse juhtivaks suunaks. Teistes luminestsentsmaterjalide valdkondades on lähi-infrapunadetektorid asjade Interneti oluline osa, mis on muutunud ülemaailmse tähelepanu keskpunktiks ning millel on suured rakendusväljavaated turvaseires, biomeetrias, toidu- ja meditsiiniuuringutes ning muudes valdkondades.

Luminestseeruvate materjalide, valge valgusdioodiga (LED) valgustus- ja kuvamaterjalidega on Mitsubishi Chemical Co., LTD., Electrification Corporation, Japan Chemical Industry Co., Ltd. absoluutsed eelised tootmise ja müügimahu osas ja koguvarad globaalsel turul. Valge valgusega LED-luminofoori lokaliseerimise määr Hiinas on samuti kasvanud 2000. aastast, vähem kui 5% aastas, praeguseks umbes 85% -ni. Siiski on Hiina ettevõtete ja välisriikide vahel endiselt teatav tehnoloogiline lõhe. Praegu on Hiina kõige mõjukamad ettevõtted Youyou Yan Rare Earth New Materials Co., LTD., Jiangsu Borui Optoelectronics Co., LTD. ja Jiangmen Keheng Industrial Co., LTD.

(4) Haruldaste muldmetallide kristallmaterjalide väli

Haruldaste muldmetallide kristallmaterjalide hulka kuuluvad peamiselt haruldaste muldmetallide laserkristallid ja haruldaste muldmetallide stsintigraafilised kristallid, mida kasutatakse laialdaselt riigikaitses, tipptasemel teadusseadmetes, meditsiinilises ravis, tuvastamises, ohutuskontrollis ja muudes valdkondades. Viimastel aastatel on kõrgetasemelised meditsiinidiagnostika seadmed, nagu positronemissioonkompuutertomograafia (PET-CT) kiiresti arenenud, tekitades suure nõudluse suure jõudlusega haruldaste muldmetallide stsintillatsioonide järele, mida esindavad ütriumluteetsiumsilikaadi (LYSO) kristallid, ning areneva majandusega riigid. Hiinal on tulevikus eriti suur turupotentsiaal. Arvestades ühe ühiku omandiõigust miljoni inimese kohta, peab Hiina lisama umbes 1000 ühikut PET-CT seadmeid ja nõudlus haruldaste muldmetallide stsintillatsioonikristallide järele ületab 3 miljardit jüaani.

(5) Haruldaste muldmetallide katalüütiliste materjalide valdkond

Haruldaste muldmetallide katalüütilistel materjalidel on riigi majanduses oluline roll, mida saab laialdaselt kasutada keskkonnas ja energeetikas, edendada suure arvukuse ja kergete haruldaste muldmetallide elementide lantaani ja tseeriumi laialdast kasutamist, tõhusalt leevendada ja lahendada haruldaste muldmetallide tarbimise tasakaalustamatust. Hiinas täiustada energia- ja keskkonnatehnoloogiat ning parandada inimeste elukeskkonda. Õli krakkimise katalüsaator ja mootorsõidukite heitgaaside puhastamise katalüsaator on haruldaste muldmetallide katalüütiliste materjalide annus kahes suurimas rakenduses, sealhulgas õli krakkimise katalüsaator, mobiilne allikas (mootorsõidukid, laevad, põllumajandusmasinad jne), heitgaaside puhastamise katalüsaator, fikseeritud allikas (tööstuslik heitgaas). otsas, maagaasi põletamine, orgaaniline heitgaaside töötlemine jne) jääkgaasi puhastamise katalüsaator jne.

Võrreldes sarnaste katalüsaatoritega maailmas, on kodumaiste krakkimiskatalüsaatorite kasutusomadused saavutanud sama taseme. Kuid mootorsõidukite heitgaaside puhastamise katalüsaatoris on söeküttel töötav elektrijaam kõrge temperatuuriga tööstuslike heitgaaside denitreerimise katalüsaatoriga, näiteks tseeriumtsirkooniumi haruldaste muldmetallide hapniku säilitamise materjalid, modifitseeritud alumiiniumoksiidi kate, suur, üliõhukese seinaga kandur (> 600 võrgusilma) suuremahulise tootmise ja süsteemiintegratsiooni võtmetehnoloogia ja seadmed jne, välismaiste kõrgtasemel on endiselt teatud lõhe.

(6) Kõrge puhtusastmega haruldased muldmetallid ja sihtmaterjalid

Kõrge puhtusastmega haruldased muldmetallid on kõrgtehnoloogiliste materjalide uurimise ja arendamise põhitooraine, mida kasutatakse laialdaselt magnetilistes materjalides, optilistes funktsionaalsetes materjalides, katalüütilistes materjalides, vesinikku salvestavates materjalides, funktsionaalsetes keraamilistes materjalides, elektroonilise teabe pihustamise sihtmaterjalides. ja muud valdkonnad. 20. sajandi lõpuni on kaevanduste metallide co., LTD., East Cao korporatsioon, rahvusvaheline ettevõte honeywell ning Euroopa ja Ameerika ettevõtted jõudnud kõrge puhtusastmega metallide ettevalmistamisest industrialiseerimise arendamise ja uute materjalide kasutuselevõtu etapini, alla 7 nm kõrge tellimuse protsessi. integraallülitus, 5G sideseadmed, suure võimsusega seadmed ja intelligentne andur, tahkismälu ja muud täiustatud elektroonilised teabetooted pakuvad võtmematerjale. Maailmakuulsad kõrge puhtusastmega haruldaste muldmetallide ja sihtmaterjalide tootmisettevõtted on peamiselt Japan Toscao Corporation, Honeywell International Corporation ja muud Fortune 500 ettevõtted. Hiina kõrge puhtusastmega haruldaste muldmetallide ja sihtmaterjalide tootmisettevõtted hõlmavad peamiselt Zhongyan Rare Earth New Materials Co., Ltd., Hunani haruldaste muldmetallide uurimisinstituuti jne. Tehnoloogilises innovatsioonis, täiustatud seadmetes ja tipptasemel alusuuringutes on endiselt lünki. ja muid aspekte. Praegu on Hiina läbi murdnud ülikõrge puhtusastmega haruldaste muldmetallide valmistamise tehnoloogia, kuid industrialiseerimise ja integraallülituse ja muu elektroonilise teabetööstuse arengu tagamiseks on veel teatud vahemaa.

3. Raskused ja väljakutsed haruldaste muldmetallide funktsionaalsete materjalide väljatöötamisel

Tuginedes ülaltoodud haruldaste muldmetallide funktsionaalsete materjalide uurimisseisundile, võib leida, et haruldaste muldmetallide ressursid kui taastumatu globaalne napp strateegiline ressurss on alati olnud üks globaalse tähelepanu keskmes. Alates Hiina ja USA vahelisest kaubandushõõrdumisest on haruldastest muldmetallidest ja haruldaste muldmetallide püsimagnetmaterjalidest saanud kodu- ja välismeedia sageli mainitud "märksõnadeks". Põhjus on selles, et Hiina haruldaste muldmetallide ja haruldaste muldmetallide püsimagnetmaterjalide tööstuse keti domineerimine ja haruldaste muldmetallide püsimagnetmaterjalide tehnoloogia arengukiirus valmistavad USA-le muret. Kuigi Hiina haruldaste muldmetallide ressursid ning haruldaste muldmetallide kaevandamise, selektsiooni ja sulatamise tehnoloogiad on maailmas juhtival kohal ning Hiinal on ka rida originaalseid tehnoloogiaid, on haruldaste muldmetallide funktsionaalsete materjalide väljatöötamisel endiselt palju raskusi ja väljakutseid.

Haruldaste muldmetallide funktsionaalsed materjalid välistele väljakutsetele, pärinevad peamiselt Ameerika Ühendriikidest "guo süsteemi + globaalse laagrisse", püüdes "täielikku lahtisidumist" vabaneda sõltuvusest Hiina haruldaste muldmetallide püsimagnetitoodetest, samal ajal õhutades teisi riike. loobuma Hiina haruldaste muldmetallide püsimagnetmaterjalide kasutamisest, et piirata ja ohjeldada haruldaste muldmetallide teaduse ja tehnoloogia ning rakendustööstuse kiiret arengut meie riigis. Teisest küljest on haruldaste muldmetallide funktsionaalsete materjalide keskmistes ja allavoolu rakendusvaldkondades suurem osa Hiina teadus- ja arendustegevusest juhtivate välismaiste tehnoloogiameetodite tasemel. Kuigi viimastel aastatel on haruldaste muldmetallide patenditaotluste arv meie riigis kiiresti kasvanud, kuulub valdav enamus täiustatud patentide või servapatendi alla, on sõltumatud intellektuaalomandiõigused, eriti originaalne rahvusvaheline patent, paljud põhitehnoloogiad. välismaiste patenditehniliste tõkete tõttu on see tõsiselt mõjutanud haruldaste muldmetallide tööstuse kõrget kvaliteeti ja rahvusvahelistumist.

Haruldaste muldmetallide funktsionaalsete materjalide sisemised väljakutsed tulenevad peamiselt haruldaste muldmetallide tööstuse põhipuudujääkidest ja "pika sepistamise laua" ebapiisavast tähelepanust; ettevõtted ja teadusasutused eelistavad toetada lühiajalisi uurimis- ja imitatsioonitehnoloogiaid ning ebapiisavat tuge originaaltehnoloogiatele, millel on suured arendusraskused, kõrge arenduskulu ja pikk tehnoloogilise läbimurdetsükkel; Haruldaste muldmetallide funktsionaalsete materjalide valdkonnas tuleb tugevdada multidistsiplinaarset ja tööstusharudevahelist koostööalast teadus- ja arendustegevuse suutlikkust. Lõppkokkuvõttes on Hiina algne innovatsioonivõime ebapiisav ja haruldaste muldmetallide funktsionaalsete materjalide põhitehnoloogia kontrollimise võime on nõrk.

Seetõttu tuleks 2035. aastal keskendudes haruldaste muldmetallide funktsionaalsete materjalide arendamisele rohkem tähelepanu pöörata haruldaste muldmetallide funktsionaalsete materjalide võimsuse iseseisvale innovatsioonilisele ülesehitusele globaliseerumise vaatenurgast, sealhulgas põhitehnoloogiate kontrollile, õppimisele ja integratsioonile. rahvusvahelised kõrgtehnoloogiad, samuti haruldaste muldmetallide funktsionaalse tööstuse eelised ning muutumine suuremaks ja tugevamaks.

4. Haruldaste muldmetallide funktsionaalsed materjalid tulevastes arendusidees, peamised arengusuunad ja arengueesmärgid

(1) Arendusideed

Tihedalt integreeritud riiklike strateegiatega, kombineerituna tulevaste rakendusstsenaariumidega, nagu intelligentsed robotid, targad linnad, ookeanide ja tähtedevaheline areng, suurandmete ühiskond ning inimese ja masina dokkimine, keskendumine võtmetähtsate tehnoloogiauuringute inseneritööle ja industrialiseerimisele, püüdlus saavutada läbimurdeid arenenud haruldaste muldmetallide funktsionaalsete materjalide, haruldaste muldmetallide luminestsentsmaterjalide, haruldaste muldmetallide katalüütiliste materjalide, haruldaste muldmetallide katalüütiliste materjalide, haruldaste muldmetallide kristallmaterjalide, kõrge puhtusastmega haruldaste muldmetallide ja sihtmärgi ettevalmistamise tehnoloogia, intelligentsed tootmisseadmed, spetsiaalsed testimisinstrumendid ja nende rakendustehnoloogia materjalid; Kogu tööstusahela sünkroonse innovatsiooni kaudu edendame täiustatud saavutuste edendamist ja rakendamist, et tagada põhimaterjalide tõhus tarnimine peamiste strateegiliste vajaduste jaoks, nagu strateegilised arenevad tööstusharud, riigikaitse ja intelligentne tootmine, lõpuks realiseerida sõltumatu kvaliteetsete haruldaste muldmetallide funktsionaalsete materjalide tarnimine; Viia läbi eesrindlikke põhiteooriaid ja eksperimentaalseid uuringuid, läbi põhjaliku uurimise ja teaduslike küsimuste kogumise, ning soovitada originaalsemaid teooriaid, teha originaalseid avastusi, hankida haruldaste muldmetallide uusi materjale ja kasutada esialgseid tulemusi; Realiseerida Hiina strateegiline ümberkujundamine haruldaste muldmetallide jõust haruldaste muldmetallide jõuks, juhtida haruldaste muldmetallide tehnoloogia ja tööstuse edasist arengut, pakkuda materiaalset tuge Hiina strateegilise eesmärgi elluviimiseks "järjestada uuendusliku riigi esirinnas". aastaks 2035".

(2) Peamine arengusuund

1. Peamised tehnoloogiad ülikõrge jõudlusega haruldaste muldmetallide püsimagnetmaterjalide valmistamiseks ja haruldaste muldmetallide tõhusaks ja tasakaalustatud kasutamiseks

Pidades silmas tulevast intelligentset ühiskonda, kus püsimagnetmaterjalide magnetiline jõudlus on suurem ning uus tehnoloogia ja seadmed, mis nõuavad püsimagnetmaterjalide funktsioonide mitmekesisust, ühendades teadmiste ajakohastamise ja tehnoloogiliste muutuste ajaloolise seaduse ning suure jõudlusega haruldaste muldmetallide praeguse arengu. püsimagnetmaterjalide tera viimistlemine ja võtmetehnoloogiate, näiteks arusaamise, piiride optimeerimine, et sõnastada põhiline arendussisu.

(1)NdFeB püsimagnetmaterjalid: keskendumine suure laiaulatusliku jõudlusega paagutatud NdfeB valmistamise tehnoloogiale, raskete haruldaste muldmetallide kristallide piiride difusioonimehhanismi uurimine paagutatud NdFeB magnetites, paagutatud NdFeB taastamise tehnoloogia ja rakenduse uurimine, teenuse jõudluse prognoosimise tehnoloogia ja teooria paagutatud NdFeB magnetid jne.

(2)Samariumi koobalti püsimagnetmaterjalid: keskenduge suure jääksisaldusega samariumi koobaltimagneti elementaarsele reguleerimismehhanismile, nanostruktuuri ja mikropiirkonna komponentide reguleerimisele suure jõudlusega samariumkoobalti püsimagneti valmistamisel, samariumi koobalti kõrgetasemelise antioksüdantide tehnoloogia uurimisele. kasutustemperatuur ja kõrgtemperatuurse samariumi koobalti püsimagneti pinnakaitsetehnoloogia jne.

(3)Termopressi püsimagnetmaterjalid: keskenduge õhukeseseinalise kuumasurvemagnetrõnga anisotroopia moodustumise mehhanismi uurimisele, kõrge jõudlusega magnetpulbri valmistamise tehnoloogia uurimisele kuumpressi magnetrõnga jaoks, valmistamise tehnoloogiale ja suure jõudlusega kuumasurve püsimagnetrõnga rakendamisele. , insenertehnilised ettevalmistusseadmed ja suure jõudlusega kuumasurvemagnetrõnga protsessitehnoloogia arendamine jne.

(4) Suure arvukusega püsimagnetmaterjalid: keskenduge suure arvukusega (La, Ce jne) haruldaste muldmetallide tasakaalustatud kasutamisele püsimagnetmaterjalides, kahe põhifaasi tseeriummagneti struktuuri mehhanismile ja sundjõu täiustamise tehnoloogiale.

(5) Kombineerides materjali geeni ja masinõppe, teostage magnetiliste funktsionaalsete materjalide konstruktsioonikujundus ja jõudluse arvutamine ning uurige uut süsteemi ja materjalide uut struktuuri kõrge magnetenergiaga toote ja esimese põlvkonna kõrge sunniteguri põhinäitajate jaoks. haruldaste muldmetallide püsimagnetmaterjalidest.

(6) Vastavalt magnetiliste funktsionaalsete materjalide omadustele uurige uusi põhimõtteid ja uusi katsetamis- ja testimisseadmeid ning vabanege järk-järgult analüüsi- ja testimisseadmete sõltuvusest välisriikidest.

2. Uued haruldaste muldmetallide püsimagnetmaterjalid ja kohandatud rakenduse võtmetehnoloogiad

Maailmas leviva vähese CO2-heitega majanduse üldise suundumuse tõttu pööravad riigid üle maailma tähelepanu keskkonnakaitsele ja madalale süsinikdioksiidiheitele kui peamistele teaduse ja tehnoloogia valdkondadele. Arendustegevuse põhisisu hulka kuuluvad: intelligentse raudteetransiidi ja intelligentse tööstusliku tootmissüsteemi arendamine; püsimagnetmaterjalide ja magnetjõusüsteemi arendamine koos püsimagnetriputuslaagrite tehnoloogia ja püsimagnetpöörisvooluülekandega; haruldaste muldmetallide püsimagnetmaterjalide väljatöötamine kõrge korrosioonikindlusega püsimagnetiga otseajamiga generaatori jaoks mere korrosioonikeskkonnaga; suure magnetenergiaga toote, suure sunnijõu, miniaturiseerimise ja suure täpsusega püsimagnetmaterjalide väljatöötamine selliste rakendusstsenaariumide jaoks nagu robot ja tark linn.

2. Kvaliteetsed haruldaste muldmetallide luminestsentsmaterjalid ning nende peamised valmistamise tehnoloogiad ja seadmed

Kuna pooljuhtvalgustite turul kasvab nõudlus valgusallika kvaliteedi järele, on vaja keskenduda tipptasemel haruldaste muldmetallide valgust kiirgavate materjalide ja nende peamiste ettevalmistustehnoloogiate ja -seadmete väljatöötamisele, et vastata valgustuse ja kuvari valdkondade rakendustele. ja teabe tuvastamine. Arendustegevuse põhisisu hulka kuuluvad: uute haruldaste muldmetallide luminestsentsmaterjalide, näiteks mittenähtava emissiooni ja üleskonversiooni emissioon, oluline läbimurre; infrapunakiirguse efektiivsuse suurendamise teooria ja tehniliste meetodite väljatöötamine violetse valguse käes; kõrge efektiivsusega kitsaribakiirguse, kõrge värvipuhtusega rohelise ja punase emissiooniga materjalide väljatöötamine; uute sõltumatute intellektuaalomandi õigustega materjalide süsteemi projekteerimine ja väljatöötamine, kasutades konstruktsiooni ühilduvuse ja võrdsete varade asendamise põhimõtet, ning suure läbilaskevõimega materjalidel põhinevate konstruktsioonide projekteerimine uute haruldaste muldmetallide luminestsentsmaterjalide seeria saamiseks.

4. Haruldaste muldmetallide katalüütiliste materjalide võtme valmistamise tehnoloogia

Haruldaste muldmetallide katalüütilised materjalid on kõrgtehnoloogilised materjalid, mis soodustavad suure arvukuse ja kergete haruldaste muldmetallide elementide lantaani ja tseeriumi laialdast kasutamist, leevendavad ja lahendavad tõhusalt haruldaste muldmetallide tarbimise tasakaalustamatust Hiinas, parandavad energia- ja keskkonnatehnoloogiat, edendavad inimeste elatist, ja parandada inimeste elukeskkonda. Peamised arendustegevused hõlmavad järgmist: kõrge efektiivsusega, energiasäästlike ja pika kasutuseaga naftakeemia haruldaste muldmetallide katalüütiliste materjalide, puhta energiaga sünteetiliste haruldaste muldmetallide katalüütiliste materjalide väljatöötamine, mootorsõidukite heitgaaside saastekontroll ja haruldaste muldmetallide katalüütiliste materjalide tööstuslike heitgaaside saastetõrje industrialiseerimise tehnoloogiad; keskenduda võtmetehnoloogiate arendamisele nanopuuri molekulaarseks kokkupanekuks ja suure eripinnaga tseeriumtsirkooniummaterjalide valmistamisele, ülikõrge jõudlusega haruldaste muldmetallide katalüütiliste materjalide väljatöötamisele ja mastaabirakendustele fikseeritud allika ja mobiilsete haruldaste muldmetallide katalüütilise puhastamise osades. allika väljalaskesüsteem lokaliseerimise realiseerimiseks.

5. Täiustatud haruldaste muldmetallide kristallmaterjalid ja nende tööstuslik valmistamise tehnoloogia

Haruldaste muldmetallide kristallmaterjale kasutatakse laialdaselt riigikaitses, tipptasemel teadusseadmetes, meditsiinis, avastamises, turvakontrollis ja muudes valdkondades. Haruldaste muldmetallide kristallmaterjalid ja nende tööstuslik ettevalmistustehnoloogia on tuleviku peamine arengusuund

Haruldaste muldmetallide laserkristallide peamine arendussuund hõlmab: suurte ja kvaliteetsete haruldaste muldmetallide laserkristallide kasvatamise ja töötlemise tehnoloogia ja seadmete väljatöötamist;.

Kõrgekvaliteediliste haruldaste muldmetallide laserkristallide ja laserkiudude tõhusa ettevalmistustehnoloogia väljatöötamine; mitmesugused uued haruldaste muldmetallide laserkristallidel põhinevad laserrakendustehnoloogiad.

6. Kõrge puhtusastmega haruldaste muldmetallide ja sihtmärkide valmistamise tehnoloogia

Uue põlvkonna infoelektroonika ja energiamaterjalid on kõrge puhtusastmega haruldaste muldmetallide ja sihttoodete peamised kasutussuunad. Tulevikus on kõrge puhtusastmega haruldaste muldmetallide materjalide uurimis- ja arendustegevuse põhisuunad järgmised: haruldaste muldmetallide puhtuse edasine parandamine üle 4N5 (99,995%), ülikõrge puhtusastmega haruldaste muldmetallide madalate kuludega ja suuremahulise valmistamise arendamine. tehnoloogia kõrge puhtusastmega haruldaste muldmetallide sihtmärgi väljatöötamiseks põhitooraine pakkumiseks; peene puhastamise juhtimisprotsessi ja suurte kõrgvaakumpuhastusseadmete, näiteks suure pindalaga ahju ja monokristallpuhastusahju arendamine; ülikõrge puhtusastmega haruldaste muldmetallide ja sihtmaterjalide lisandite jälgede analüüsi- ja tuvastamistehnoloogia arendamine.

(3) Arengueesmärgid

1.2025 eesmärk: viia lõpule haruldaste muldmetallide tööstuse üleminek järgimiselt jooksmisele ja tööle

Aastaks 2025 saab sellest võimas riik haruldaste muldmetallide funktsionaalsete materjalide vallas. Uue põlvkonna infotehnoloogia, kaasaegne transport, uue põlvkonna valgustus ja kuvar, energiasääst, keskkonnakaitse, integraallülitus, bioloogiline meditsiin, riigikaitse, peamised arendusvajadused, haruldaste muldmetallide magnetmaterjalide sõltumatute intellektuaalomandi õigustega eelmeister ja tootmisseadmete, uute energiasõidukite, kosmosesõidukite, tööstuslike servomootorite ja muude tipptasemel magnetmaterjalide rakenduste põhitehnoloogia, haruldaste muldmetallide püsimagnetmaterjalide tootmise edukuse määr ulatus 70% -ni. Murdke läbi haruldaste muldmetallide luminestsentsmaterjalide partii ja stabiilne valmistamise tehnoloogia ning lokaliseerimismäär tõusis üle 80%; murda läbi uute haruldaste muldmetallide funktsionaalsete materjalide (nt suure jõudlusega haruldaste muldmetallide kristallmaterjalide, kõrge puhtusastmega haruldaste muldmetallide ja sihtmaterjalide) valmistamise põhitehnoloogia, täita kõrgekvaliteediliste meditsiiniseadmete, intelligentse tuvastamise, integraallülituse jne nõudeid, import osaliselt asendada; arendada uusi haruldaste muldmetallide funktsionaalseid materjale ja nende valmistamise tehnoloogiat ning laiendada uusi rakendusvaldkondi. 2025. aastaks omandab Hiina mitmed uute haruldaste muldmetallide põhitehnoloogiad ning moodustab mitmed rahvusvahelised korporatsioonid ja tööstusklastrid, millel on konkurentsipiirkondades tugev rahvusvaheline konkurentsivõime. Meie positsioon globaalses tööstusväärtuste ahelas paraneb oluliselt ning haruldaste muldmetallide tööstuse üleminek järgimiselt jooksvale saab lõpule.

2.2030 eesmärk: algselt kujundada Hiinast maailma haruldaste muldmetallide suurriik

Aastaks 2030 paraneb haruldaste muldmetallide funktsionaalsete materjalide valdkonnas innovatsioonivõime märkimisväärselt ning see võib juhtida haruldaste muldmetallide püsimagnetmaterjalide ülemaailmset uurimistööd ja tööstuslikku arendamist ning saavutada esialgu eesmärk saada maailma haruldaste muldmetallide tööstuseks. Suure jõudlusega püsimagnet robotites, meditsiiniseadmetes, lennunduses, asjade Internetis, laevades, naftakeemiatööstuses ja muudes suuremates seadmetes ja insenerirakendustes, haruldaste muldmetallide magnetiliste materjalide ja tootmisseadmete sõltumatute intellektuaalomandiõigustega kapten, uued energiasõidukid, navigatsioon 042 õhulennunduses, tööstuslikes servomootorites ja muudes tipptasemel magnetmaterjalide rakendustes, haruldaste muldmetallide püsimagnetmaterjalide asendamise edukus ulatus 80% -ni.

3. 2035. aasta eesmärk: luua maailma haruldaste muldmetallide jõud

Aastaks 2035 tehakse haruldaste muldmetallide funktsionaalsete materjalide vallas suuri läbimurdeid ning innovatsioonivõimekus paraneb oluliselt. Haruldaste muldmetallide uute materjalide valdkonna üldine innovatsioonitase jõuab maailmatasemel riikide hulka, üldine konkurentsivõime tugevneb märkimisväärselt, mõned eelised kujundavad ülemaailmset innovatsiooni juhtivat suutlikkust ja muudavad Hiina haruldaste muldmetallide funktsionaalsuse alal maailmajõuks. materjalid.

Haruldaste muldmetallide püsimagnetmaterjalid, katalüütilised materjalid ja helendavad materjalid on jõudnud rahvusvahelisele kõrgtasemele, saavutades täieliku isemajandamise. Optiliste funktsionaalsete kristallide ja ülipuhaste haruldaste muldmetallide isevarustatus riigikaitse rakendustes on suurem kui 95%; haruldaste muldmetallide magnetiliste materjalide ja tipptasemel magnetmaterjalide (nt uued energiasõidukid, riigikaitse, lennundus, intelligentne tootmine, tervishoid, meretehnika) põhitehnoloogiad ja intellektuaalomandi õigused, mis moodustavad originaalsete haruldaste muldmetallide funktsionaalsete materjalide partii, milles uue põlvkonna haruldaste muldmetallide püsimagnetmaterjalide algsed intellektuaalomandi õigused on Hiina käes. Hiina iseseisvalt koostatud standardid moodustavad üle 30% rahvusvahelistest standarditest ja neil on hääl kõrgekvaliteediliste materjalide standardite koostamisel; arendada uuenduslikke talente ja haruldaste muldmetallide funktsionaalsete materjalide meeskondi, rakendada uut arendusviisi haruldaste muldmetallide funktsionaalsete materjalide uute rakenduste juhtimiseks ning luua maailmas juhtiv tehnoloogilise innovatsiooni süsteem ja tööstussüsteem, et pakkuda platvormi originaaltehnoloogiatele.

4. poliitiline ettepanek

Haruldaste muldmetallide funktsionaalsete materjalide 2035. aasta arengustrateegia kiirendab haruldaste muldmetallide funktsionaalsete materjalide teadusliku ja tehnoloogilise innovatsiooni uue arengumudeli loomist, optimeerib haruldaste muldmetallide domineerivates piirkondades teaduslikke ja tehnoloogilisi ressursse ning inimressursse ning tugevdab "pikk juhatust". "eelis haruldaste muldmetallide valdkonnas. Peaks püüdma parandada esialgset innovatsioonivõimet, mastaapset inseneri- ja saavutusvõimet, edendada haruldaste muldmetallide funktsionaalsete materjalide rohelist tootmist, jõuliselt arendada, et täita tipptasemel rakendusi, millel on sõltumatud intellektuaalomandi õigused suure jõudlusega haruldaste muldmetallide, valguse, elektri- ja muud uued funktsionaalsed materjalid ja rakendustehnoloogia, luua Hiina täiustatud haruldaste muldmetallide materjalid "koos" innovatsiooniplatvormiga, ehitada haruldaste muldmetallide materjale ja rakendada vähese süsinikdioksiidiheitega tööstuse kett, mis on moodustatud Hiina sõltumatute intellektuaalomandi õigustega suure jõudlusega haruldaste muldmetallide strateegiliste tööstusharude kohta. realiseerida haruldaste muldmetallide tootmisvõimsusega haruldaste muldmetallide energia suunas. Soovitatav on järgida järgmisi konkreetseid põhimõtteid ja meetmeid.

(1) Tugevdada riiklikul tasandil haruldaste muldmetallide funktsionaalsete materjalide valdkonna strateegiliste prognooside uurimise ja poliitika toetamise suutlikkust.

Esiteks kiirendada riiklikul tasandil koordineeritud haruldaste muldmetallide funktsionaalsete materjalide intellektuaalomandi süsteemi, tehnoloogiasüsteemi, talentide süsteemi ja platvormisüsteemi loomist.

Teiseks tugevdada haruldaste muldmetallide funktsionaalmaterjalide valdkonna keskmise ja pikaajalise plaani elluviimise järjepidevust ja järjepidevust, moodustada pikaajaline ja stabiilne riigi toetus ning vältida vahelduvat toetust.

Kolmandaks tugevdada teadlikkust intellektuaalomandi kaitsest haruldaste muldmetallide funktsionaalsete materjalide valdkonnas, täiustada intellektuaalomandi kaitse õigussüsteemi ja rakendusmehhanismi, tugevdada ja rakendada ergutusmeetmeid töökohtade leidjate innovatsioonitegevuseks ning stimuleerida endogeense tõuke ja tekkimist. haruldaste muldmetallide funktsionaalsete materjalide uuenduslikud tehnoloogiad ja nende tööstused.

(2) Tugevdada haruldaste muldmetallide eeliste meeskonna ja talentide gradiendi ehitamise toetust ning parandada haruldaste muldmetallide funktsionaalsete materjalide jätkusuutlikku innovatsioonivõimet.

Esiteks pakume haruldaste muldmetallide eeliste valdkonnas konkureerivatele teadusasutustele ja meeskondadele pikaajalist ja stabiilset tuge ning rajame esimesel võimalusel riiklikud teadusliku ja tehnoloogilise innovatsiooni platvormi baasid haruldaste muldmetallide funktsionaalsete materjalide jaoks erinevatel tasanditel.

Teiseks, andke noorte ja keskealiste ekspertide roll talentide ešeloni ülesehitamisel täielikult ära, et vältida talentide süüd ja talendiressursside raiskamist.

Kolmandaks keskenduge noorte selgroo ja täiskohaga tehnikute koolitamisele haruldaste muldmetallide funktsionaalsete materjalide valdkonnas. Silmapaistvate tehniliste talentide puhul saab hindamispoliitika lävendit asjakohaselt lõdvendada ja seni, kuni nad annavad oma panuse, on neil võimalus realiseerida isiklikku väärtust, et juhtivaid talente saaks edendada teadusuuringutes ja innovatsioonitegevuses. Spontaanne tekkimine.

(3) Tugevdada rahvusvahelist koostööd haruldaste muldmetallide funktsionaalsete materjalide valdkonnas ja suurendada Hiina ülemaailmset konkurentsivõimet haruldaste muldmetallide funktsionaalsete materjalide valdkonnas.

Esiteks tuleks praeguses rahvusvahelises keskkonnas kasutada erinevaid võimalusi rahvusvahelise personalivahetuse ning haruldaste muldmetallide teaduse ja tehnoloogia teabevahetuse läbiviimiseks; juhtimisosakond peaks püüdma hõlbustada rahvusvahelist teadus- ja tehnoloogiavahetust, lõdvendama teadlaste piiranguid akadeemilistel konverentsidel ja tehnilistel vahetustel osalemiseks ning vältima kohalikest ja osakondade huvidest tingitud tehnilist uurimist ja "iseblokeerimise" arendamist.

Teiseks, vastavalt praegusele olukorrale kodus ja välismaal, tugevdades samal ajal sisemist ringlust kodumaiste haruldaste muldmetallide funktsionaalsete materjalide valdkonnas, peaksime püüdma laiendada rahvusvahelist uut turgu ja laiendada rahvusvahelist välist ringlust. Ühelt poolt tugevdada välismaailmale avanemise taset, säilitada ja luua tingimused haruldaste muldmetallide uute materjalide tipptasemel rakendusettevõtete juurutamiseks, aktiivselt moodustada ja luua uus ülemaailmse haruldaste muldmetallide tööstuse muster ja haruldaste muldmetallide tehnoloogia kogukond; teisest küljest leevendada mõõdukalt haruldaste muldmetallide tooraine importi, et vähendada survet kodumaisele keskkonnakaitsele ja ressursside tarbimisele; samal ajal julgustada Hiina haruldaste muldmetallide ettevõtteid välja minema, omandama, ostma aktsiaid ja looma uusi haruldasi muldmetallide materjale, nagu roboti servomootor ja elektrisõiduki ajamimootor. Kõrgtehnoloogiliste rakendustoodete soodsad ettevõtted parandavad äri- ja teadustegevust. ja tehnoloogilise arengu keskkond nii kodu- kui välismaal, et suurendada Hiina haruldaste muldmetallide funktsionaalsete materjalide tööstuse ahela ja tarneahela ülemaailmset konkurentsivõimet.