تحقیقات استراتژیک در مورد تکامل مواد عملکردی کمیاب زمین تا سال 2035

زو مینگانگ، سان زو، لیو رونگهوی، سو هوبینگ^₂

(1. موسسه تحقیقات عمومی آهن و فولاد، پکن 100081؛ 2. Zhong yan Rare Earth New Materials Co., Ltd., Beijing 100088)

چکیده: خاک کمیاب به عنوان یکی از مواد استراتژیک کلیدی با بیشترین ویژگی منابع در چینمواد کاربردی، مواد اصلی پشتیبانی از نسل جدید فناوری اطلاعات هستند تسلیحات و تجهیزات هوافضا و مدرن، حمل و نقل ریلی پیشرفته، صرفه جویی در انرژی و وسایل نقلیه انرژی جدید، تجهیزات پزشکی با کارایی بالا و سایر زمینه های با تکنولوژی بالا. این مقاله پیشینه صنعت مواد کاربردی خاکی کمیاب و وضعیت توسعه را معرفی می کند، مشکلات موجود در توسعه صنعت مواد کاربردی خاکی کمیاب در چین را تجزیه و تحلیل می کند، ایده های توسعه استراتژی توسعه قدرت مواد جدید 2035 و جهت توسعه کلیدی را از تقویت ارائه می کند. پیش‌بینی استراتژیک و حمایت از سیاست‌های خاکی کمیاب، تقویت تحقیقات و کاربردهای اساسی در زمینه خاک‌های کمیاب، تقویت ساخت تیم مزیت‌های خاکی کمیاب و استعدادهای مطرح پیشنهادات سیاست، برای ترویج توسعه مواد کاربردی خاکی کمیاب، تحقق استراتژی استراتژیک تغییر از قدرت خاکی کمیاب به نیروی خاکی کمیاب برای ارائه مرجع.

کلمات کلیدی: مواد کاربردی خاکی کمیاب. مواد استراتژیک کلیدی؛ قدرت مواد جدید 2035

شماره طبقه بندی: O614.33; TG

استراتژی های توسعه برای Earth نادر

مواد کاربردی تا سال 2035

ژو مینگانگ 1، سون خو 1، لیو رونگهویی2، زو هویبینگ 2

(1. مرکز تحقیقات آهن و فولاد، پکن 100081، چین؛ 2. Grirem Advanced Materials Co., Ltd., Beijing 100088، چین)

چکیده: مواد کاربردی خاکی کمیاب در حمایت از زمینه‌های با فناوری پیشرفته مانند فناوری اطلاعات نسل جدید، هوافضا و تسلیحات مدرن، حمل‌ونقل ریلی پیشرفته، وسایل نقلیه صرفه‌جویی در انرژی و انرژی‌های جدید، و تجهیزات پزشکی با کارایی بالا حیاتی و استراتژیک هستند. در این مقاله وضعیت توسعه و روندهای صنعت مواد کاربردی خاکی کمیاب در چین معرفی شده و مشکلات این صنعت مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. برای ارتقای رقابت پذیری مواد کاربردی خاکی کمیاب در چین، برخی پیشنهادات سیاستی ارائه شده است. از جمله تقویت پیش بینی استراتژیک و حمایت از سیاست، ترویج تحقیقات و کاربردهای اساسی، و افزایش ساخت تیم های سودمند و توسعه پرسنل در زمینه زمین های کمیاب.

کلمات کلیدی : مواد کاربردی خاکی کمیاب. مواد حیاتی و استراتژیک؛ استراتژی انرژی مواد جدید 2035

اول، پیشگفتار

عناصر خاکی کمیاب (15 لانتانید، ایتریم، اسکاندیم مجموعاً 17 یوان نام عمومی عنصر) به دلیل ساختار لایه الکترونیکی منحصر به فرد آن، به طوری که دارای ویژگی های مغناطیسی، نوری، الکتریکی و سایر ویژگی های فیزیکی و شیمیایی عالی است، در وسایل نقلیه انرژی جدید، صفحه نمایش جدید و روشنایی، ربات های صنعتی و اطلاعات الکترونیکی، هوافضا، دفاع ملی، حفظ انرژی و حفاظت از محیط زیست و تولید تجهیزات پیشرفته و سایر صنایع نوظهور استراتژیک نقش مهمی ایفا می کنند، یک ماده اساسی اساسی ضروری است [1].

مواد خاکی کمیاب جدید که توسط مواد کاربردی خاکی کمیاب نشان داده می شوند، به یکی از نقاط کانونی رقابت توپ تبدیل شده اند. کشورها و مناطق توسعه یافته مانند اروپا، آمریکا و ژاپن عناصر کمیاب خاکی را به عنوان "عناصر استراتژیک قرن بیست و یکم" فهرست کرده اند و ذخیره استراتژیک و تحقیقات کلیدی را انجام داده اند. "استراتژی مواد کلیدی" که توسط وزارت انرژی ایالات متحده تدوین شده است، "برنامه استراتژی عنصری" تدوین شده توسط وزارت آموزش، آموزش، علوم، و "طرح مواد خام حیاتی اتحادیه اروپا" تدوین شده توسط اتحادیه اروپا، همه عناصر خاکی کمیاب را فهرست کرده اند. به عنوان حوزه های کلیدی تحقیقاتی به ویژه، در سال های اخیر، ایالات متحده صنعت خاکی کمیاب را برای به دست آوردن آهنرباهای خاکی کمیاب برای استفاده نظامی از سر گرفته است. می توان گفت که مواد مغناطیس دائمی خاکی کمیاب در زمینه مواد کاربردی خاکی کمیاب به "شانگگانلینگ" تبدیل شده اند.

به همین دلیل، چین خاک‌های کمیاب را به‌عنوان منبع استراتژیک برای کنترل و توسعه ملی فهرست کرده است و مواد کاربردی خاکی کمیاب را به عنوان مواد استراتژیک کلیدی در برنامه‌های توسعه میان‌مدت، بلندمدت و بلندمدت ملی خود مانند «ساخت چین 2025» فهرست کرده است. . نظرات شورای دولتی در مورد ترویج توسعه پایدار و سالم صنایع خاکی کمیاب و سایر مقررات مربوطه همچنین به ارتقای نوآوری علمی و فناوری در زمینه مواد کاربردی خاکی کمیاب، بهینه سازی ساختار صنعت خاکی کمیاب و ارتقاء کمک کرده است. بهبود مستمر سطح توسعه و کیفیت مواد کاربردی خاکی کمیاب در چین.

2. وضعیت توسعه مواد کاربردی خاکی کمیاب

خاک کمیاب یک منبع استراتژیک مهم و زمینه سودمندی است که چین در آن قدرت گفتمان بین المللی دارد. چین یک کشور بزرگ در جهان با ذخایر منابع کمیاب است. با توجه به ذخایر کل منابع خاکی کمیاب حدود 1.2108 تن است که در این میان ذخایر چین به 4.4107 تن می رسد که حدود 37.8 درصد را شامل می شود [2،3]، چین بزرگترین تولید کننده مواد معدنی خاکی کمیاب در جهان است. در سال 2019، تولید جهانی خاک های کمیاب 2.1105 تن بود که در این میان، تولید خاک های کمیاب چین به 1.32105 تن رسید که حدود 63 درصد از تولید جهانی خاک های کمیاب را تشکیل می دهد. در عین حال، چین همچنین یک کشور صنعتی سازی خاک های کمیاب با یک سیستم صنعتی کامل مستقل است که پردازش سنگ معدن را از بالادست، جداسازی ذوب، تولید اکسید و فلزات خاکی کمیاب در میان جریان، و همه مواد جدید خاکی کمیاب و کاربرد در آن را پوشش می دهد. پایین دست در سال 2018، ارزش خروجی زنجیره صنایع خاکی کمیاب چین حدود 90 میلیارد یوان بود که از این مقدار مواد کاربردی خاکی کمیاب 56٪، ارزش خروجی حدود 50 میلیارد یوان، ذوب و جداسازی 27٪ بود و ارزش خروجی حدود 25 میلیارد یوان بود. در میان آنها، مواد کاربردی خاکی کمیاب بیشترین نسبت مواد مغناطیسی دائمی خاکی کمیاب را به خود اختصاص می دهند که 75 درصد را شامل می شود، با ارزش خروجی حدود 37.5 میلیارد یوان، مواد کاتالیزوری 20 درصد و ارزش خروجی حدود 10 میلیارد. یوان در ساختار مصرف مواد کاربردی خاکی کمیاب در چین، مواد مغناطیس دائمی خاکی کمیاب از توسعه سریع وسایل نقلیه انرژی جدید و صنعت الکترونیک سود می برند که بیش از 40٪ در ساختار مصرف را شامل می شود. متالورژی، ماشین‌آلات، پتروشیمی و سرامیک‌های شیشه‌ای به ترتیب 12%، 9% و 8%، مواد ذخیره‌سازی هیدروژن و مواد شب تاب حدود 7% را به خود اختصاص می‌دهند. مواد کاتالیزوری، مواد پولیش و منسوجات سبک کشاورزی برای 5 درصد [4].

(1) زمینه ذوب و جداسازی خاک کمیاب

در سال 1988، تولید خاک‌های کمیاب چین از ایالات متحده پیشی گرفت و به اولین تولیدکننده خاک کمیاب در جهان تبدیل شد. سطح ذوب و جداسازی خاکهای کمیاب چین در جهان پیشرو است و تا به امروز ادامه دارد و بازار جهانی خاکهای کمیاب تکی با خلوص بالا را کنترل می کند. در حال حاضر، شرکت‌های جداسازی ذوب خاک‌های کمیاب چین عمدتاً در شش گروه بزرگ خاک‌های کمیاب چین متمرکز شده‌اند: شرکت فناوری پیشرفته زمین نادر شمال، LTD. (گروه)، شرکت گروه خاکی کمیاب جنوب چین، گروه صنعت خاک کمیاب گوانگدونگ، شرکت، شرکت محدود، شرکت خاک کمیاب چین، شرکت کوچک، شرکت گروه خاک کمیاب مین متالز، شرکت صنعت تنگستن Xiamen .، محدود. پروژه‌های ذوب و جداسازی خاک‌های کمیاب خارجی عمدتاً شامل پروژه Mountain Pass شرکت آمریکایی مولیبدن (خرید شده توسط Shenghe Resources Holdings Co., Ltd.)، پروژه ذوب و جداسازی Lynas استرالیا در Kuantan، مالزی، و گروه Solvi بلژیکی (Solvay) می‌شود. ) پروژه و غیره

(2) زمینه مواد مغناطیسی دائمی خاکی کمیاب

مواد مغناطیس دائمی خاکی کمیاب نه تنها سریعترین جهت توسعه و بزرگترین و کاملترین مقیاس صنعتی در کل زمینه خاکی کمیاب هستند، بلکه یک ماده خام کلیدی غیر قابل تعویض و ضروری در صنعت دفاع ملی و همچنین زمینه کاربردی با بزرگترین مقدار مواد کمیاب خاکی از سال 2000، مقیاس صنعتی استفاده از مواد آهنربای دائم خاکی کمیاب در چین در حال گسترش است و خروجی خالی آهنرباهای NdFEB متخلخل از 8104 تن در ابتدای برنامه پنج ساله دوازدهم به 1.8105 تن در سال 2019 افزایش یافته است. بیش از 85 درصد از تولید جهانی را تشکیل می دهد. خروجی مواد آهنربای دائم ساماریوم کبالت 2400 تن است که بیش از 80 درصد از کل خروجی را تشکیل می دهد.

توسعه گسترده آهنرباهای NdfeB متخلخل در صنایع با فناوری پیشرفته مانند وسایل نقلیه با انرژی جدید مانند تولید برق بادی، وسایل نقلیه هیبریدی و الکتریکی، لوازم خانگی کم مصرف، ربات‌های صنعتی، قطارهای پرسرعت و مگلو، حمایت مهمی را برای توسعه فراهم کرده است. صنعت مواد مغناطیس دائم خاکی کمیاب و پتانسیل رشد قابل توجه این صنعت. چین در زمینه مواد مغناطیس دائمی خاکی کمیاب با کارایی بالا، فناوری کاهش خاک های کمیاب سنگین، استفاده متعادل از مواد آهنربای دائم خاکی کمیاب با فراوانی بالا و فناوری بازیافت و استفاده از آهنربا به سطح پیشرفته همتایان جهان نزدیک است.

اگرچه کشور ما به بزرگترین تولید کننده مواد مغناطیس دائم خاکی کمیاب در جهان تبدیل شده است، که با فراوانی مواد مغناطیس دائم خاکی کمیاب نشان داده شده است، بخشی از فناوری آماده سازی آهنربای دائم خاکی کمیاب در جایگاه پیشرو در جهان قرار دارد، اما محصولات مواد آهنربای دائم خاکی کمیاب چین، هنوز قادر به پاسخگویی به ربات درجه بالا، نسل پنجم فناوری ارتباطات سیار (5G)، دستگاه لیتوگرافی و سایر صنایع در حال ظهور برای تقاضای فناوری آهنربای دائمی پیشرفته نیست. در عین حال، هنوز شکاف بزرگی با کشورهای توسعه یافته مانند ایالات متحده و ژاپن در پیشرفته ترین فناوری آماده سازی، تغییر شکل حرارتی، پالایش دانه و تجهیزات هوشمند مداوم وجود دارد.

(3) در زمینه مواد نورانی زمین کمیاب

با نفوذ سریع مواد نیمه هادی در زمینه های روشنایی، نمایشگر و تشخیص اطلاعات، تقاضای بازار برای کیفیت منبع نور نیز افزایش می یابد. در زمینه نورپردازی، نورپردازی طیف کامل به عنوان مسیر پیشرو در نسل جدید نورپردازی LED سفید در نظر گرفته می شود. در سایر زمینه‌های مواد شب تاب، آشکارسازهای مادون قرمز نزدیک بخش مهمی از اینترنت اشیا هستند که به کانون توجه جهانی تبدیل شده‌اند و چشم‌انداز کاربردی بسیار خوبی در نظارت بر امنیت، بیومتریک، آزمایش‌های مواد غذایی و پزشکی و سایر زمینه‌ها دارند.

در زمینه مواد شب تاب، با مواد روشنایی و نمایشگر دیود ساطع نور سفید (LED)، شرکت شیمیایی میتسوبیشی با مسئولیت محدود، شرکت برق رسانی، شرکت صنایع شیمیایی ژاپن، دارای مزایای مطلق از نظر تولید، حجم فروش هستند. و کل دارایی ها در بازار جهانی. نرخ محلی سازی فسفر LED نور سفید در چین نیز از سال 2000، کمتر از 5 درصد در سال، به حدود 85 درصد در حال حاضر افزایش یافته است. با این حال، هنوز شکاف تکنولوژیکی مشخصی بین شرکت های چینی و کشورهای خارجی وجود دارد. در حال حاضر، تأثیرگذارترین شرکت ها در چین عبارتند از Youyou Yan Rare Earth New Materials Co.، LTD.، Jiangsu Borui Optoelectronics Co.، LTD.، و Jiangmen Keheng Industrial Co.، LTD.

(4) زمینه مواد کریستال خاکی کمیاب

مواد کریستال خاکی کمیاب عمدتاً شامل کریستال های لیزر خاکی کمیاب و کریستال های سینتی گرافی خاکی کمیاب است که به طور گسترده در دفاع ملی، دستگاه های علمی پیشرفته، درمان پزشکی، تشخیص، بازرسی ایمنی و سایر زمینه ها استفاده می شود. در سال‌های اخیر، تجهیزات تشخیصی پزشکی پیشرفته مانند توموگرافی کامپیوتری با گسیل پوزیترون (PET-CT) به سرعت توسعه یافته‌اند و تقاضای زیادی برای سوسوزن‌های خاکی کمیاب با کارایی بالا که توسط کریستال‌های ایتریم لوتتیوم سیلیکات (LYSO) ارائه می‌شوند، و اقتصادهای نوظهور ارائه شده است. توسط چین پتانسیل بازار ویژه ای در آینده دارند. بر اساس مالکیت یک واحد در هر میلیون نفر، چین باید حدود 1000 واحد تجهیزات PET-CT را اضافه کند و تقاضا برای کریستال‌های سوسوزن خاکی کمیاب از 3 میلیارد یوان فراتر خواهد رفت.

(5) زمینه مواد کاتالیزوری خاکی کمیاب

مواد کاتالیزوری خاکی کمیاب نقش مهمی در اقتصاد ملی ایفا می کنند که می توانند به طور گسترده در محیط زیست و انرژی مورد استفاده قرار گیرند، کاربرد گسترده عناصر خاکی کمیاب لانتانیم و سریم با فراوانی بالا و سبک را ترویج دهند، به طور موثری عدم تعادل مصرف خاک کمیاب را کاهش داده و حل کنند. در چین، انرژی و فناوری زیست محیطی را بهبود بخشد و محیط زندگی انسان را بهبود بخشد. کاتالیزور ترک روغن و کاتالیزور تصفیه اگزوز وسایل نقلیه موتوری دوز مواد کاتالیزوری خاکی کمیاب با دو کاربرد بزرگ است، از جمله کاتالیزور ترک روغن، منبع متحرک (وسایل نقلیه موتوری، کشتی ها، ماشین آلات کشاورزی و غیره) کاتالیزور تصفیه اگزوز، منبع ثابت (گاز زباله صنعتی). موجود نیست، احتراق گاز طبیعی، تصفیه گاز زباله آلی و غیره) کاتالیزور تصفیه گاز دنباله و غیره.

در مقایسه با کاتالیزورهای مشابه در جهان، کاتالیزورهای کراکینگ داخلی در عملکرد استفاده به همان سطح رسیده اند. اما در کاتالیزور تصفیه اگزوز وسایل نقلیه موتوری، نیروگاه زغال سنگ با کاتالیزور تخلیه گاز زباله صنعتی با دمای بالا، مانند مواد ذخیره‌سازی اکسیژن خاک کمیاب سریم زیرکونیوم، پوشش آلومینا اصلاح‌شده، اندازه بزرگ، حامل دیواره فوق‌العاده نازک (بیش از 600 مش) تولید در مقیاس بزرگ، و یکپارچه سازی سیستم فن آوری و تجهیزات کلیدی، و غیره، با سطح پیشرفته خارجی هنوز هم شکاف خاصی دارد.

(6) فلزات خاکی کمیاب و مواد هدف با خلوص بالا

فلز خاکی کمیاب با خلوص بالا ماده خام اصلی برای تحقیق و توسعه مواد با تکنولوژی بالا است که به طور گسترده در مواد مغناطیسی، مواد کاربردی نوری، مواد کاتالیزوری، مواد ذخیره‌سازی هیدروژن، مواد سرامیکی کاربردی، کندوپاش کردن مواد هدف برای اطلاعات الکترونیکی استفاده می‌شود. و زمینه های دیگر تا پایان قرن بیستم، شرکت معدن فلز، با مسئولیت محدود، شرکت کائو شرقی، شرکت بین المللی هانیول و شرکت های اروپایی و آمریکایی از آماده سازی فلز خالص بالا تا مرحله توسعه صنعتی و کاربرد مواد جدید، تحت فرآیند سفارش بالا 7 نانومتر بوده اند. مدار مجتمع، دستگاه‌های ارتباطی 5G، دستگاه‌های پرقدرت و حسگر هوشمند، حافظه حالت جامد و سایر محصولات اطلاعات الکترونیکی پیشرفته، مواد کلیدی را پشتیبانی می‌کنند. شرکت‌های تولیدی فلزات کمیاب و مواد هدف با خلوص بالا در جهان، عمدتاً شرکت ژاپنی توسکائو، شرکت بین‌المللی هانیول و سایر شرکت‌های ثروتمند 500 هستند. شرکت‌های تولید فلزات خاکی کمیاب و مواد هدف با خلوص بالا عمدتاً شامل شرکت مواد جدید خاک کمیاب Zhongyan، مؤسسه تحقیقات مواد فلزی خاکی کمیاب هونان و غیره هستند. و جنبه های دیگر در حال حاضر، چین از طریق فناوری آماده سازی فلزات خاکی کمیاب با خلوص فوق العاده بالا شکسته است، اما هنوز فاصله مشخصی برای تحقق صنعتی شدن و اطمینان از توسعه مدارهای مجتمع و سایر صنعت اطلاعات الکترونیکی وجود دارد.

3. مشکلات و چالش ها در توسعه مواد کاربردی خاکی کمیاب

با توجه به وضعیت تحقیقاتی فوق در مورد مواد کاربردی خاکی کمیاب، می توان دریافت که منابع خاکی کمیاب به عنوان یک منابع استراتژیک کمیاب جهانی تجدید ناپذیر، همواره یکی از کانون توجه جهانی بوده است. از زمان اصطکاک تجاری بین چین و ایالات متحده، مواد خاکی کمیاب و آهنربای دائمی خاکی کمیاب به "کلمات کلیدی" تبدیل شده اند که اغلب توسط رسانه های داخلی و خارجی ذکر می شود. دلیل آن این است که تسلط زنجیره صنعت مواد مغناطیسی دائمی خاکی کمیاب و خاکی کمیاب چین و سرعت توسعه فناوری مواد آهنربای دائم خاکی کمیاب، ایالات متحده را نگران می کند. اگرچه منابع خاکی کمیاب و فناوری‌های استخراج، انتخاب و ذوب خاک‌های کمیاب در جایگاه‌های پیشرو در جهان قرار دارند و همچنین دارای یک سری فناوری‌های اصیل هستند، اما همچنان در توسعه مواد کاربردی خاکی کمیاب با مشکلات و چالش‌های زیادی مواجه است.

مواد کاربردی خاک کمیاب از چالش های خارجی، عمدتا از ایالات متحده می آید به "سیستم guo + اردوگاه جهانی"، تلاش برای "جداسازی جامع" راه برای خلاص شدن از شر وابستگی به محصولات آهنربای دائمی خاکی کمیاب چین، در همان زمان تحریک کشورهای دیگر از کاربرد مواد مغناطیس دائمی خاکی کمیاب چین صرف نظر کنیم، و توسعه سریع علم و فناوری خاک های کمیاب و صنعت کاربرد در کشورمان را مهار و مهار کنیم. از سوی دیگر، در زمینه های کاربردی میانی و پایین دستی مواد کاربردی خاکی کمیاب، بیشتر تحقیق و توسعه چین در حالت روش های تکنولوژی خارجی پیشرو است. اگرچه در سال های اخیر در کشور ما در زمینه مواد خاکی کمیاب درخواست ثبت اختراع به سرعت در حال افزایش است، اما اکثریت قریب به اتفاق متعلق به ثبت اختراع بهبود یافته یا اختراعات لبه، دارای هسته اصلی حقوق مالکیت معنوی مستقل، به ویژه حق اختراع بین المللی اصلی، بسیاری از فن آوری های هسته ای است. توسط موانع فنی ثبت اختراع خارجی، به طور جدی بر کیفیت بالای توسعه و بین المللی شدن صنعت خاک کمیاب تأثیر گذاشت.

چالش‌های داخلی مواد کاربردی خاکی کمیاب عمدتاً ناشی از کاستی‌های اساسی صنعت خاکی کمیاب و توجه ناکافی به "تخته‌های بلند آهنگری" است. شرکت‌ها و مؤسسات تحقیقاتی ترجیح می‌دهند از فناوری‌های تحقیقاتی و تقلید کوتاه‌مدت حمایت کنند و از فناوری‌های اصلی با دشواری توسعه زیاد، هزینه توسعه بالا و چرخه پیشرفت فناوری طولانی حمایت کنند. قابلیت‌های تحقیق و توسعه مشترک چند رشته‌ای و بین‌صنعتی در زمینه مواد کاربردی خاکی کمیاب باید تقویت شود. در تحلیل نهایی، توانایی نوآوری اصلی چین ناکافی است و توانایی کنترل فناوری هسته مواد کاربردی خاکی کمیاب ضعیف است.

بنابراین، با تمرکز بر توسعه مواد کاربردی خاکی کمیاب در سال 2035، باید توجه بیشتری به ساخت نوآورانه مستقل ظرفیت مواد کاربردی خاکی کمیاب از منظر جهانی شدن، از جمله کنترل فناوری‌های اصلی، یادگیری و ادغام با فن آوری های پیشرفته بین المللی و همچنین مزایای صنایع کاربردی خاکی کمیاب و بزرگتر و قوی تر شدن.

4. مواد کاربردی خاکی کمیاب در ایده های توسعه آینده، جهت توسعه کلیدی و اهداف توسعه

(1) ایده های توسعه

ادغام نزدیک با استراتژی‌های ملی، همراه با سناریوهای کاربردی آینده مانند روبات‌های هوشمند، شهرهای هوشمند، توسعه اقیانوس‌ها و بین ستاره‌ای، جامعه داده‌های بزرگ و اتصال انسان به ماشین، تمرکز بر مهندسی و صنعتی‌سازی تحقیقات فناوری کلیدی، تلاش برای دستیابی به پیشرفت‌ها در فن آوری آماده سازی هسته، تجهیزات تولید هوشمند، ابزارهای آزمایش ویژه و فناوری کاربرد آنها از مواد کاربردی خاکی کمیاب پیشرفته، مواد نورانی خاکی کمیاب، مواد کاتالیزوری خاکی کمیاب، مواد کاتالیزوری خاکی کمیاب، مواد کریستال خاکی کمیاب، فلزات خاکی کمیاب با خلوص بالا و هدف مواد؛ از طریق نوآوری همزمان کل زنجیره صنعتی، ما ترویج و اجرای دستاوردهای پیشرفته را ترویج خواهیم کرد، برای اطمینان از تامین موثر مواد کلیدی برای نیازهای استراتژیک اصلی مانند صنایع نوظهور استراتژیک، دفاع ملی و تولید هوشمند، در نهایت، تحقق مستقل عرضه مواد کاربردی خاکی کمیاب پیشرفته؛ انجام تئوری های پایه مرزی و تحقیقات تجربی، از طریق کاوش عمیق و انباشت سوالات علمی، و پیشنهاد نظریه های اصلی تر، اکتشافات اصلی، به دست آوردن دسته ای از مواد جدید خاکی کمیاب و کاربرد جدید نتایج اصلی. برای تحقق تحول استراتژیک چین از یک قدرت خاکی کمیاب به یک قدرت خاکی کمیاب، برای رهبری توسعه آینده فناوری و صنعت خاکی کمیاب، برای ارائه پشتیبانی مادی برای تحقق هدف استراتژیک چین برای "رتبه‌بندی در میان خط مقدم کشور‌های نوآور". تا سال 2035".

(2) جهت توسعه کلیدی

1. فن آوری های کلیدی تهیه مواد مغناطیس دائمی خاکی کمیاب با عملکرد فوق العاده بالا و استفاده کارآمد و متعادل از خاک کمیاب

با توجه به آینده جامعه هوشمند با عملکرد مغناطیسی بالاتر مواد مغناطیسی دائمی و فناوری و تجهیزات جدید برای نیاز به تنوع عملکرد مواد مغناطیسی دائمی، ترکیبی از به روز رسانی دانش و قانون تاریخی تغییرات تکنولوژیکی، و توسعه فعلی زمین های کمیاب با عملکرد بالا. مواد مغناطیس دائمی پالایش دانه و بهینه سازی مرز فناوری های کلیدی مانند درک، برای فرموله کردن محتوای توسعه کلیدی.

(1)مواد مغناطیس دائم NdFeB: تمرکز بر فناوری آماده سازی NdfeB متخلخل با عملکرد جامع بالا، تحقیق در مورد مکانیسم انتشار مرز کریستالی خاک کمیاب سنگین در آهنرباهای NdFeB متخلخل، تحقیق در مورد فناوری و کاربرد بازیابی NdFeB متخلخل، فناوری پیش بینی عملکرد خدمات و تئوری آهنرباهای متخلخل NdFeB و غیره

(2)مواد آهنربای دائم ساماریوم کبالت: تمرکز بر مکانیسم تنظیم عنصری آهنربای کبالت ساماریوم با باقیمانده بالا، تنظیم نانوساختار و اجزای ریز منطقه در تهیه مهندسی آهنربای دائم کبالت ساماریوم با کارایی بالا، تحقیق بر روی فناوری آنتی اکسیدانی کبالت ساماریم در سطح بالا. استفاده از دما و فناوری حفاظت از سطح آهنربای دائم کبالت ساماریوم با دمای بالا و غیره.

(3)مواد مغناطیسی دائم ترموپرس: تمرکز بر تحقیق مکانیسم تشکیل ناهمسانگردی حلقه مغناطیسی فشار داغ دیواره نازک، تحقیق در مورد فناوری آماده سازی پودر مغناطیسی با کارایی بالا برای حلقه مغناطیسی پرس داغ، فناوری آماده سازی و کاربرد حلقه آهنربای دائم فشار داغ با کارایی بالا. ، تجهیزات آماده سازی مهندسی و توسعه فناوری فرآیند حلقه مغناطیسی فشار داغ با عملکرد بالا و غیره.

（4）مواد آهنربای دائمی با فراوانی بالا: تمرکز بر استفاده متعادل از خاک کمیاب با فراوانی بالا (La، Ce و غیره) در مواد آهنربای دائم، مکانیسم ساختار آهنربای سریم فاز اصلی دوگانه و فناوری بهبود نیروی اجباری.

(5) ترکیب ژن مواد و یادگیری ماشین، انجام طراحی ساختاری و محاسبه عملکرد مواد مغناطیسی کاربردی، و کشف سیستم جدید و ساختار جدید مواد برای شاخص‌های عملکرد کلیدی محصول انرژی مغناطیسی بالا و اجبار بالا نسل اول. از مواد مغناطیسی دائمی خاکی کمیاب

(6) با توجه به ویژگی های مواد کاربردی مغناطیسی، اصول جدید و تجهیزات جدید آزمایش و آزمایش را مطالعه کنید و به تدریج از وابستگی تجهیزات آنالیز و آزمایش به کشورهای خارجی خلاص شوید.

2. مواد جدید آهنربای دائمی خاکی کمیاب و فناوری های کلیدی کاربرد سفارشی

تحت روند کلی اقتصاد کم کربن که جهان را فرا گرفته است، کشورهای سراسر جهان به حفاظت از محیط زیست و انتشار کم کربن به عنوان زمینه های کلیدی علمی و فناوری توجه می کنند. محتویات توسعه کلیدی عبارتند از: توسعه ترانزیت ریلی هوشمند و سیستم تولید صنعتی هوشمند. توسعه مواد مغناطیسی دائمی و سیستم قدرت مغناطیسی با فن آوری بلبرینگ تعلیق آهنربای دائمی و انتقال جریان گردابی مغناطیسی دائمی. توسعه مواد مغناطیسی دائمی خاکی کمیاب برای ژنراتور درایو مستقیم آهنربای دائم با مقاومت در برابر خوردگی بالا با محیط خوردگی دریایی. توسعه مواد مغناطیسی دائمی با محصول انرژی مغناطیسی بالا، نیروی اجباری بالا، کوچک سازی و دقت بالا برای سناریوهای کاربردی مانند ربات و شهر هوشمند.

2. مواد نورانی زمین کمیاب سطح بالا و فن آوری ها و تجهیزات کلیدی آماده سازی آنها

با افزایش تقاضا برای کیفیت منبع نور در بازار روشنایی نیمه هادی، لازم است بر توسعه مواد تابش نور خاکی کمیاب سطح بالا و فناوری ها و تجهیزات کلیدی آماده سازی آنها برای پاسخگویی به برنامه های کاربردی در زمینه های روشنایی، نمایشگر تمرکز شود. و تشخیص اطلاعات محتویات توسعه کلیدی عبارتند از: دستیابی به موفقیت کلیدی مواد نور تابناک جدید در زمین های کمیاب مانند انتشار غیرقابل مشاهده و انتشار upconversion. توسعه تئوری و روش های فنی افزایش کارایی انتشار مادون قرمز در زیر نور بنفش. مواد در حال توسعه با باند باریک با راندمان بالا، انتشار سبز و قرمز با خلوص رنگ بالا. طراحی و توسعه سیستم مواد جدید با حقوق مالکیت معنوی مستقل با استفاده از اصل سازگاری سازه و جایگزینی برابر دارایی و انجام طراحی سازه ای بر اساس مواد با توان بالا برای به دست آوردن یک سری مواد نور تابناک جدید در زمین های کمیاب.

فناوری آماده سازی کلیدی مواد کاتالیزوری خاکی کمیاب

مواد کاتالیزوری خاکی کمیاب مواد با تکنولوژی بالا هستند که کاربرد گسترده عناصر خاکی کمیاب لانتانیم و سریم با فراوانی بالا و سبک را ترویج می کنند، به طور موثری عدم تعادل مصرف خاک کمیاب در چین را کاهش داده و حل می کنند، انرژی و فناوری زیست محیطی را بهبود می بخشند، معیشت مردم را ارتقا می دهند. و محیط زندگی انسان ها را بهبود بخشد. محتویات توسعه کلیدی عبارتند از: توسعه مواد کاتالیزوری خاکی کمیاب پتروشیمی با راندمان بالا، صرفه جویی در انرژی و عمر طولانی، مواد کاتالیزوری خاکی کمیاب مصنوعی با انرژی پاک، کنترل آلودگی اگزوز وسایل نقلیه موتوری و کنترل آلودگی انتشار اگزوز صنعتی مواد کاتالیزوری خاکی کمیاب و کلید فناوری های صنعتی شدن؛ تمرکز بر توسعه فناوری‌های کلیدی مونتاژ مولکولی قفس نانو و تهیه مواد زیرکونیوم سریم با سطح ویژه بالا، توسعه مواد کاتالیزوری خاکی کمیاب با کارایی فوق‌العاده بالا، و کاربرد مقیاس در قطعات تصفیه کاتالیستی خاکی کمیاب کارآمد منبع ثابت و متحرک. سیستم اگزوز منبع برای درک محلی سازی.

5. مواد کریستال خاکی کمیاب پیشرفته و فناوری آماده سازی صنعتی آنها

مواد کریستال خاکی کمیاب به طور گسترده در دفاع ملی، دستگاه های علمی پیشرفته، درمان پزشکی، تشخیص، بازرسی امنیتی و سایر زمینه ها استفاده می شود. مواد کریستال خاکی کمیاب و فناوری آماده سازی صنعتی آنها روند اصلی توسعه در آینده است

جهت توسعه کلیدی کریستال لیزر خاکی کمیاب شامل: توسعه فناوری و تجهیزات پردازش و رشد کریستال لیزر خاکی کمیاب با اندازه بزرگ و با کیفیت بالا.

توسعه فناوری آماده سازی کارآمد کریستال لیزر خاکی کمیاب و فیبر لیزری با کیفیت بالا. فن آوری های مختلف کاربرد لیزر جدید بر اساس کریستال لیزر خاکی کمیاب.

6. فن آوری آماده سازی فلزات و اهداف خاکی کمیاب با خلوص بالا

نسل جدید الکترونیک اطلاعات و مواد انرژی بخش اصلی کاربرد فلزات خاکی کمیاب با خلوص بالا و محصولات هدف هستند. در آینده، جهت‌های کلیدی تحقیق و توسعه مواد فلزی خاکی کمیاب با خلوص بالا عبارتند از: بهبود بیشتر خلوص فلزات خاکی کمیاب تا بالاتر از 4N5 (99.995%)، توسعه آماده‌سازی کم هزینه و در مقیاس بزرگ فلز خاکی کمیاب با خلوص فوق‌العاده بالا. فناوری برای تهیه مواد خام کلیدی برای توسعه هدف خاکی کمیاب با خلوص بالا؛ توسعه فرآیند کنترل تصفیه خوب و تجهیزات بزرگ تصفیه خلاء بالا مانند کوره بزرگ و کوره تصفیه تک کریستال. توسعه فن آوری تجزیه و تحلیل و تشخیص ناخالصی های کمیاب در فلزات خاکی کمیاب با خالص بسیار بالا و مواد هدف.

(3) اهداف توسعه

هدف 1.2025: تکمیل انتقال صنعت خاکی کمیاب از دنبال کردن به دویدن و دویدن

تا سال 2025، این کشور به یک کشور قدرتمند در زمینه مواد کاربردی خاکی کمیاب تبدیل خواهد شد. برای نسل جدید فناوری اطلاعات، حمل و نقل مدرن، نسل جدید روشنایی و نمایشگر، صرفه جویی در انرژی، حفاظت از محیط زیست، مدار مجتمع، پزشکی بیولوژیکی، دفاع ملی، نیازهای اساسی توسعه، کارشناسی ارشد اولیه با حقوق مالکیت معنوی مستقل مواد مغناطیسی خاکی کمیاب و فناوری هسته کلیدی تجهیزات تولید، وسایل نقلیه انرژی جدید، هوا فضا، موتور سروو صنعتی و سایر کاربردهای مواد مغناطیسی پیشرفته، میزان موفقیت تولید مواد مغناطیسی دائمی خاکی کمیاب به 70٪ رسید. از فناوری آماده سازی دسته ای و پایدار مواد نورانی خاکی کمیاب عبور کنید و نرخ محلی سازی به بیش از 80٪ افزایش یافت. از فناوری آماده سازی کلیدی مواد کاربردی خاکی کمیاب جدید مانند مواد کریستال خاکی کمیاب با کارایی بالا، فلزات خاکی کمیاب با خلوص بالا و مواد هدف عبور کنید، نیازهای تجهیزات پزشکی پیشرفته، تشخیص هوشمند، مدار مجتمع و غیره را برآورده کنید. تا حدی جایگزین واردات؛ توسعه مواد کاربردی خاکی کمیاب و فناوری آماده سازی آنها و گسترش زمینه های کاربردی جدید. تا سال 2025، چین بر تعدادی از فناوری‌های اصلی کلیدی مواد جدید خاکی کمیاب مسلط خواهد شد و تعدادی شرکت چندملیتی و خوشه‌های صنعتی با رقابت بین‌المللی قوی در زمینه‌های رقابتی تشکیل خواهد داد. موقعیت ما در زنجیره ارزش صنعتی جهانی به طور قابل توجهی افزایش خواهد یافت و انتقال صنعت خاکی کمیاب از دنبال کردن به اجرا تکمیل خواهد شد.

هدف 2.2030: در ابتدا، چین را به یک قدرت نادر جهان تبدیل کنیم

تا سال 2030، در زمینه مواد کاربردی خاکی کمیاب، ظرفیت نوآوری بسیار بهبود خواهد یافت و می تواند منجر به تحقیقات جهانی و توسعه صنعتی مواد مغناطیس دائمی خاکی کمیاب شود و در ابتدا به هدف تبدیل شدن به یک صنعت خاکی کمیاب جهانی دست یابد. آهنربای دائمی با کارایی فوق العاده بالا در روبات ها، تجهیزات پزشکی، هوافضا، اینترنت اشیا، کشتی ها، پتروشیمی و سایر تجهیزات اصلی و مهندسی، کارشناسی ارشد با حقوق مالکیت معنوی مستقل مواد مغناطیسی خاکی کمیاب و تجهیزات ساخت، وسایل نقلیه انرژی جدید، ناوبری 042 هوافضا، موتور سروو صنعتی و سایر کاربردهای مواد مغناطیسی پیشرفته، میزان موفقیت جایگزینی مواد مغناطیسی دائمی خاکی کمیاب به 80٪ رسید.

3. هدف 2035: ساختن یک نیروی زمینی کمیاب جهانی

تا سال 2035، پیشرفت‌های بزرگی در زمینه مواد کاربردی خاکی کمیاب ایجاد خواهد شد و ظرفیت نوآوری تا حد زیادی بهبود خواهد یافت. سطح کلی نوآوری در زمینه مواد جدید خاکی کمیاب به رتبه های کشورهای سطح جهانی می رسد، رقابت کلی به طور قابل توجهی تقویت می شود، برخی از مزیت ها ظرفیت پیشرو در نوآوری جهانی را تشکیل می دهد و چین را به یک قدرت جهانی در زمین های کمیاب تبدیل می کند. مواد.

مواد مغناطیس دائمی خاکی کمیاب، مواد کاتالیزوری و مواد درخشان به سطح پیشرفته بین المللی رسیده اند و به خودکفایی کامل دست یافته اند. میزان خودکفایی کریستال های کاربردی نوری و خاک کمیاب فوق خالص برای کاربردهای دفاع ملی بیشتر از 95 درصد است. فن‌آوری‌های اصلی و حقوق مالکیت معنوی مواد مغناطیسی خاکی کمیاب و مواد مغناطیسی پیشرفته مانند وسایل نقلیه با انرژی جدید، دفاع ملی، هوافضا، تولید هوشمند، مراقبت‌های بهداشتی، مهندسی دریایی، تشکیل دسته‌ای از مواد کاربردی خاکی کمیاب اصلی، که در آن حقوق اصلی مالکیت معنوی نسل جدیدی از مواد آهنربای دائمی خاکی کمیاب در دست چین است. استانداردهای تدوین شده مستقل چین بیش از 30 درصد از استانداردهای بین المللی را تشکیل می دهند و در تدوین استانداردهای مواد پیشرفته صدایی دارند. پرورش استعدادهای نوآورانه و تیم هایی از مواد کاربردی خاکی کمیاب، درک حالت توسعه جدید برای هدایت برنامه های کاربردی جدید توسط مواد کاربردی خاکی کمیاب، و ایجاد یک سیستم نوآوری تکنولوژیکی و سیستم صنعتی پیشرو در جهان برای ارائه بستری برای فناوری های اصلی.

4. پیشنهاد سیاست

استراتژی توسعه 2035 برای مواد کاربردی خاکی کمیاب، سرعت بخشیدن به ساخت یک الگوی توسعه جدید از نوآوری های علمی و فناوری مواد کاربردی خاکی کمیاب، بهینه سازی منابع علمی و فناوری و منابع انسانی در مناطق غالب زمین های کمیاب، و تثبیت "هیئت طولانی" مزیت در زمینه خاکهای کمیاب. باید در تلاش برای بهبود توانایی نوآوری اصلی، مهندسی مقیاس و توانایی دستاوردها، ترویج تولید سبز مواد کاربردی خاکی کمیاب، به شدت توسعه برنامه های پیشرفته با حقوق مالکیت معنوی مستقل از خاک های کمیاب مغناطیسی، نور، الکتریسیته و با کارایی بالا. سایر مواد کاربردی جدید و فناوری کاربردی، ایجاد مواد پیشرفته خاکی کمیاب چین "با" پلت فرم نوآوری، ساخت مواد خاکی کمیاب و استفاده از زنجیره صنعت اقتصادی کم کربن، که با حقوق مالکیت معنوی مستقل چین از صنایع استراتژیک مواد خاکی کمیاب با کارایی بالا تشکیل شده است، به تدریج با قدرت تولید خاکی کمیاب به سمت انرژی خاکی کمیاب پی ببرید. سیاست ها و اقدامات خاص به شرح زیر توصیه می شود:

(1) تقویت توانایی تحقیقات پیش بینی استراتژیک و حمایت از سیاست در زمینه مواد کاربردی خاکی کمیاب در سطح ملی

اول، تسریع در ایجاد یک سیستم مالکیت معنوی، سیستم فناوری، سیستم استعداد و سیستم پلت فرم برای مواد کاربردی خاکی کمیاب هماهنگ در سطح ملی.

دوم، تقویت تداوم و تداوم اجرای برنامه میان مدت و بلندمدت در زمینه مواد کاربردی خاکی کمیاب، تشکیل حمایت های دولتی بلندمدت و پایدار و پرهیز از حمایت های متناوب.

سوم، تقویت آگاهی از حفاظت از مالکیت معنوی در زمینه مواد کاربردی خاکی کمیاب، بهبود سیستم قانونی و مکانیزم اجرای حفاظت از مالکیت معنوی، تقویت و اجرای اقدامات تشویقی برای فعالیت‌های نوآورانه مخترعان مشاغل و تحریک انگیزه درونزا و ظهور فن آوری های نوآورانه مواد کاربردی خاکی کمیاب و صنایع آنها.

(2) تقویت حمایت از تیم مزیت های خاکی کمیاب و ساخت شیب استعداد، و بهبود توانایی نوآوری پایدار مواد کاربردی خاکی کمیاب

اول، ما از موسسات و تیم‌های تحقیقاتی رقابتی در زمینه مزایای خاک‌های کمیاب حمایت طولانی‌مدت و پایدار خواهیم کرد و در اسرع وقت پایگاه‌های پلتفرم نوآوری علمی و فناوری ملی را برای مواد کاربردی خاکی کمیاب در سطوح مختلف ایجاد خواهیم کرد.

ثانیاً نقش متخصصان جوان و میانسال را در ساخت رده های استعداد یابی کامل کنید تا از خطای استعدادها و هدر رفتن منابع استعداد جلوگیری شود.

سوم، تمرکز بر آموزش تکنسین های جوان و تمام وقت در زمینه مواد کاربردی خاکی کمیاب. برای استعدادهای برجسته فنی، آستانه خط مشی ارزیابی می‌تواند به طور مناسب کاهش یابد و تا زمانی که مشارکت داشته باشند، فرصت درک ارزش شخصی را دارند تا استعدادهای پیشرو در فعالیت‌های پژوهشی علمی و نوآوری ظهور خودبه‌خود ارتقا یابند.

(3) تقویت همکاری بین المللی در زمینه مواد کاربردی خاکی کمیاب و افزایش رقابت جهانی چین در زمینه مواد کاربردی خاکی کمیاب

اولاً، در محیط بین‌المللی کنونی، باید از فرصت‌های مختلف برای انجام مبادلات بین‌المللی پرسنل و تبادل اطلاعات علوم و فناوری خاک‌های کمیاب استفاده کرد. بخش مدیریت باید سعی کند تبادل علمی و فناوری بین‌المللی را تسهیل کند، محدودیت‌های پژوهشگران برای حضور در کنفرانس‌های دانشگاهی و تبادلات فنی را کاهش دهد و از تحقیقات فنی و توسعه «خود انسدادی» ناشی از علایق محلی و دپارتمان خودداری کند.

دوم، با توجه به وضعیت موجود در داخل و خارج از کشور، ضمن تقویت گردش داخلی در زمینه مواد کاربردی خاکی کمیاب داخلی، باید برای گسترش بازار جدید بین المللی و گسترش گردش خارجی بین المللی تلاش کنیم. از یک سو، تقویت سطح باز شدن به دنیای خارج، حفظ و ایجاد شرایط برای معرفی شرکت های کاربردی پیشرفته مواد جدید خاکی کمیاب، شکل گیری و ایجاد الگوی جدید جهانی صنعت مواد جدید خاکی کمیاب و جامعه فناوری خاکی کمیاب؛ از سوی دیگر، واردات مواد خام خاکی کمیاب را به طور متوسط ​​کاهش دهید تا فشار حفاظت از محیط زیست داخلی و مصرف منابع کاهش یابد. در عین حال، شرکت‌های خاکی کمیاب چینی را تشویق به خروج، خرید، خرید سهام و ایجاد مواد جدید خاکی کمیاب مانند موتور سروو ربات و موتور محرک خودروی الکتریکی کنید. و محیط توسعه فن آوری در داخل و خارج از کشور، به طوری که رقابت جهانی زنجیره صنعت مواد کاربردی خاکی کمیاب چین و زنجیره تامین افزایش یابد.