Recherche stratégique sur l'évolution des matériaux fonctionnels des terres rares d'ici 2035
Zhu Minggang',Sun Xu',Liu Ronghui,xu Huibing₂
(1. Institut général de recherche sur le fer et l'acier, Pékin 100081 ; 2. Zhong yan Rare Earth New Materials Co., Ltd., Pékin 100088)
Résumé : En tant que l'un des matériaux stratégiques clés présentant le plus de caractéristiques de ressources en Chine, les terres raresles matériaux fonctionnels sont les matériaux de base qui soutiennent la nouvelle génération de technologies de l'information , armes et équipements aérospatiaux et modernes, transport ferroviaire avancé, véhicules à économie d'énergie et à énergies nouvelles, équipements médicaux de haute performance et autres domaines de haute technologie. Cet article présente le contexte de l'industrie des matériaux fonctionnels des terres rares et l'état de développement, analyse les problèmes existants dans le développement de l'industrie des matériaux fonctionnels des terres rares en Chine, propose les idées de développement de la nouvelle stratégie de développement de la puissance matérielle 2035 et l'orientation clé du développement, du renforcement de prévisions stratégiques et de soutien politique aux terres rares, renforçant la recherche fondamentale et les applications dans le domaine des terres rares, renforçant la construction d'une équipe et de talents avantageux pour les terres rares, proposant des suggestions politiques, pour promouvoir le développement de matériaux fonctionnels de terres rares, réaliser la stratégie passer de l’alimentation des terres rares à l’alimentation des terres rares pour fournir une référence.
Mots clés : matériaux fonctionnels de terres rares ; documents stratégiques clés ; puissance des nouveaux matériaux 2035
Numéro de classement : O614.33 ; TG
Stratégies de développement pour les terres rares
Matériaux fonctionnels d’ici 2035
Zhu Minggang 1 , Sun Xu 1 , Liu Ronghui2 , Xu Huibing 2
(1. Institut central de recherche sur le fer et l'acier, Pékin 100081, Chine ; 2. Grirem Advanced Materials Co., Ltd., Pékin 100088, Chine)
Résumé : Les matériaux fonctionnels des terres rares sont essentiels et stratégiques pour soutenir les domaines de haute technologie tels que les technologies de l'information de nouvelle génération, l'aérospatiale et les armes modernes, le transport ferroviaire avancé, les véhicules à économie d'énergie et à énergie nouvelle, et le secteur médical de haute performance. dispositifs. Dans cet article, l'état de développement et les tendances de l'industrie des matériaux fonctionnels des terres rares en Chine sont présentés et les problèmes de l'industrie sont analysés. Pour promouvoir la compétitivité des matériaux fonctionnels des terres rares en Chine, certaines suggestions politiques sont proposées, y compris le renforcement de la prévision stratégique et du soutien politique, la promotion de la recherche fondamentale et de ses applications, ainsi que l'amélioration de la constitution d'équipes avantageuses et du développement du personnel dans le domaine des terres rares.
Mots-clés : matériaux fonctionnels de terres rares ; matériaux critiques et stratégiques; nouvelle stratégie énergétique pour 2035
Tout d'abord, préface
Éléments de terres rares (15 lanthanides, yttrium, scandium total 17 yuans Nom général de l'élément) en raison de sa structure de couche électronique unique, de sorte qu'il présente d'excellentes caractéristiques magnétiques, optiques, électriques et autres caractéristiques physiques et chimiques, dans les véhicules à énergie nouvelle, nouvel affichage et l'éclairage, les robots industriels et l'information électronique, l'aérospatiale, la défense nationale, les économies d'énergie et la protection de l'environnement, ainsi que la fabrication d'équipements haut de gamme et d'autres industries émergentes stratégiques jouent un rôle important, est un matériau de base de base indispensable [1].
De nouveaux matériaux de terres rares représentés par des matériaux fonctionnels de terres rares sont devenus l'un des points focaux de la compétition de ballon. Les pays et régions développés tels que l'Europe, l'Amérique et le Japon ont classé les éléments des terres rares comme « éléments stratégiques du 21e siècle » et ont mené des réserves stratégiques et des recherches clés. La « Stratégie des matériaux clés » formulée par le ministère américain de l'Énergie, le « Plan stratégique élémentaire » formulé par le ministère de l'Éducation, de l'Éducation et des Sciences et le « Plan européen pour les matières premières critiques » formulé par l'Union européenne : tous les éléments de terres rares répertoriés comme domaines de recherche clés. En particulier, ces dernières années, les États-Unis ont relancé l'industrie des terres rares pour obtenir des aimants aux terres rares disponibles à des fins militaires. On peut dire que les matériaux à aimants permanents de terres rares sont devenus le « Shangganling » dans le domaine des matériaux fonctionnels de terres rares.
Pour cette raison, la Chine a classé les terres rares comme une ressource stratégique pour le contrôle et le développement nationaux, et a répertorié les matériaux fonctionnels des terres rares comme des matériaux stratégiques clés dans ses plans nationaux de développement à moyen, long et long terme tels que « Made in China 2025 ». . Les avis du Conseil d'État sur la promotion du développement durable et sain de l'industrie des terres rares et d'autres réglementations pertinentes ont également contribué à promouvoir l'innovation scientifique et technologique dans le domaine des matériaux fonctionnels des terres rares, à optimiser la structure de l'industrie des terres rares et à promouvoir l'amélioration continue du niveau de développement et de la qualité des matériaux fonctionnels des terres rares en Chine.
2. État de développement des matériaux fonctionnels des terres rares
Les terres rares constituent une ressource stratégique importante et un domaine avantageux dans lequel la Chine dispose d’un pouvoir de discours international. La Chine est un pays majeur au monde possédant des réserves de ressources en terres rares. Selon les réserves totales de ressources en terres rares qui sont d'environ 1,2108 t, parmi lesquelles les réserves de la Chine atteignent 4,4107 t, soit environ 37,8 % [2,3], la Chine est le plus grand producteur mondial de minéraux de terres rares. En 2019, la production mondiale de terres rares était de 2,1105 t, parmi lesquelles la production chinoise de terres rares a atteint 1,32105 t, ce qui représente environ 63 % de la production mondiale de terres rares. Dans le même temps, la Chine est également un pays d'industrialisation des terres rares doté d'un système industriel entièrement indépendant, couvrant le traitement du minerai en amont, la séparation par fusion, la production d'oxydes et de métaux des terres rares en milieu de parcours, ainsi que tous les nouveaux matériaux et applications des terres rares dans le secteur. en aval. En 2018, la valeur de la production de la chaîne industrielle chinoise des terres rares était d'environ 90 milliards de yuans, dont 56 % pour les matériaux fonctionnels des terres rares, la valeur de la production était d'environ 50 milliards de yuans, la fusion et la séparation représentaient 27 % et la la valeur de la production était d'environ 25 milliards de yuans. Parmi eux, les matériaux fonctionnels de terres rares représentent la proportion la plus élevée de matériaux à aimants permanents de terres rares, représentant 75 %, avec une valeur de production d'environ 37,5 milliards de yuans, les matériaux catalytiques représentant 20 % et une valeur de production d'environ 10 milliards de yuans. yuan. Dans la structure de consommation des matériaux fonctionnels des terres rares en Chine, les matériaux à aimants permanents des terres rares bénéficient du développement rapide des véhicules à énergie nouvelle et de l'industrie électronique, représentant plus de 40 % dans la structure de consommation ; la métallurgie, les machines, la pétrochimie et la vitrocéramique représentent respectivement 12 %, 9 % et 8 %, les matériaux de stockage d'hydrogène et les matériaux luminescents représentent environ 7 % ; matériaux catalytiques, matériaux de polissage et textiles agricoles légers pour 5 % [4].
(1) Champ de fusion et de séparation des terres rares
En 1988, la production chinoise de terres rares a dépassé celle des États-Unis, devenant ainsi le premier producteur mondial de terres rares. Le niveau de fusion et de séparation des terres rares en Chine est le leader mondial et continue à ce jour, à contrôler le marché mondial des terres rares uniques de haute pureté. À l'heure actuelle, les entreprises chinoises de séparation et de fusion des terres rares sont principalement concentrées dans les six grands groupes chinois de terres rares : north rare earth high-tech co., LTD. (groupe), 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. ., LTD. Les projets étrangers de fusion et de séparation des terres rares comprennent principalement le projet Mountain Pass de l'American Molybdenum Company (acquis par Shenghe Resources Holdings Co., Ltd.), le projet de fusion et de séparation de l'australien Lynas à Kuantan, en Malaisie, et le groupe belge Solvi (Solvay ) projet, etc.
(2) Domaine des matériaux à aimants permanents de terres rares
Les matériaux à aimants permanents de terres rares constituent non seulement la direction de développement la plus rapide et l'échelle industrielle la plus grande et la plus complète dans l'ensemble du domaine des terres rares, mais également une matière première clé irremplaçable et indispensable dans l'industrie de la défense nationale, ainsi que le domaine d'application avec le plus grand quantité de matériaux de terres rares. Depuis 2000, l'échelle industrielle de l'application des matériaux pour aimants permanents de terres rares en Chine s'est élargie et la production d'aimants NdFEB frittés est passée de 8 104 t au début du 12e plan quinquennal à 1,8105 t en 2019. représentant plus de 85 % de la production mondiale ; la production de matériaux à aimants permanents samarium-cobalt est de 2 400 t, ce qui représente plus de 80 % de la production totale.
Le développement étendu des aimants NdfeB frittés dans les industries de haute technologie telles que les véhicules à énergie nouvelle tels que la production d'énergie éolienne, les véhicules hybrides et électriques, les appareils électroménagers économes en énergie, les robots industriels, les trains à grande vitesse et à levage magnétique a apporté un soutien important au développement. de l’industrie des matériaux à aimants permanents de terres rares et un potentiel de croissance considérable de l’industrie. La Chine est proche du niveau avancé de ses pairs mondiaux dans les domaines des matériaux à aimants permanents de terres rares de haute performance, de la technologie de réduction des terres rares lourdes, de l'utilisation équilibrée des matériaux à aimants permanents de terres rares à haute abondance et de la technologie de recyclage et d'utilisation des aimants.
Bien que notre pays soit devenu le plus grand producteur mondial de matériaux à aimants permanents de terres rares, représenté par une grande abondance de matériaux à aimants permanents de terres rares, une partie de la technologie de préparation d'aimants permanents de terres rares occupe la position de leader mondial, mais les produits de matériaux à aimants permanents de terres rares de Chine, n'est toujours pas en mesure de répondre aux robots de haute qualité, à la cinquième génération de technologies de communication mobile (5G), aux machines de lithographie et à d'autres industries émergentes pour la demande de technologie à aimants permanents haut de gamme. Dans le même temps, il existe encore un grand écart avec les pays développés comme les États-Unis et le Japon en matière de technologie de préparation, de déformation thermique, de raffinage des grains et d'équipement intelligent continu les plus avancés.
(3) Dans le domaine des matériaux luminescents de terres rares
Avec la pénétration accélérée des matériaux semi-conducteurs dans les domaines de l’éclairage, de l’affichage et de la détection d’informations, la demande du marché en matière de qualité des sources lumineuses augmente également. Dans le domaine de l'éclairage, l'éclairage à spectre complet est considéré comme la direction phare de la nouvelle génération d'éclairage LED blanc. Dans d'autres domaines de matériaux luminescents, les détecteurs proche infrarouge constituent une partie importante de l'Internet des objets, qui est devenu le centre d'attention mondial, et ont de grandes perspectives d'application dans la surveillance de la sécurité, la biométrie, les tests alimentaires et médicaux et d'autres domaines.
Dans le domaine des matériaux luminescents, avec des matériaux d'éclairage et d'affichage à diodes électroluminescentes blanches (DEL), Mitsubishi Chemical Co., LTD., Electrification Corporation, Japan Chemical Industry Co., Ltd. ont des avantages absolus en termes de production et de volume de ventes. et le total des actifs sur le marché mondial. Le taux de localisation du phosphore LED à lumière blanche en Chine a également augmenté de 2000, soit moins de 5 % par an, à environ 85 % actuellement. Toutefois, il existe encore un certain fossé technologique entre les entreprises chinoises et les pays étrangers. À l'heure actuelle, les entreprises les plus influentes en Chine sont Youyou Yan Rare Earth New Materials Co., LTD., Jiangsu Borui Optoelectronics Co., LTD. et Jiangmen Keheng Industrial Co., LTD.
(4) Domaine des matériaux cristallins de terres rares
Les matériaux cristallins de terres rares comprennent principalement des cristaux laser de terres rares et des cristaux scintigraphiques de terres rares, qui sont largement utilisés dans la défense nationale, les dispositifs scientifiques de pointe, le traitement médical, la détection, l'inspection de sécurité et d'autres domaines. Ces dernières années, les équipements de diagnostic médical haut de gamme tels que la tomodensitométrie par émission de positons (TEP-CT) se sont développés rapidement, créant une forte demande pour des scintitillations de terres rares hautes performances représentées par des cristaux de silicate d'yttrium-lutétium (LYSO), et les économies émergentes représentées par la Chine ont un potentiel de marché particulièrement énorme à l'avenir. Sur la base d'une unité par million d'habitants, la Chine doit ajouter environ 1 000 unités d'équipement PET-CT, et la demande de cristaux de scintillation de terres rares dépassera 3 milliards de yuans.
(5) Domaine des matériaux catalytiques de terres rares
Les matériaux catalytiques de terres rares occupent un rôle important dans l'économie nationale, qui peuvent être largement utilisés dans l'environnement et l'énergie, favorisent l'application étendue d'éléments de terres rares en forte abondance et légers, le lanthane et le cérium, atténuent et résolvent efficacement le déséquilibre de la consommation de terres rares. en Chine, améliorer les technologies énergétiques et environnementales et améliorer le cadre de vie humain. Le catalyseur de craquage du pétrole et le catalyseur de purification des gaz d'échappement des véhicules automobiles sont le dosage de matériaux catalytiques de terres rares de deux applications les plus importantes, y compris le catalyseur de craquage du pétrole, la source mobile (véhicules à moteur, navires, machines agricoles, etc.), le catalyseur de purification des gaz d'échappement, la source fixe (gaz résiduaires industriels rupture de stock, combustion de gaz naturel, traitement des gaz résiduaires organiques, etc.) catalyseur de purification des gaz résiduaires, etc.
Comparés à des catalyseurs similaires dans le monde, les catalyseurs de craquage nationaux ont atteint le même niveau en termes de performances d'utilisation. Mais dans le catalyseur de purification des gaz d'échappement des véhicules automobiles, une centrale électrique au charbon avec un catalyseur de dénitration des gaz résiduaires industriels à haute température, tels que des matériaux de stockage d'oxygène de terres rares au cérium zirconium, un revêtement d'alumine modifié, une grande taille, un support à paroi ultra-mince (> 600 mesh) la production à grande échelle et l'intégration des technologies et équipements clés du système, etc., avec le niveau avancé étranger ont encore un certain écart.
(6) Métaux de terres rares de haute pureté et matériaux cibles
Le métal des terres rares de haute pureté est la matière première de base pour la recherche et le développement de matériaux de haute technologie, largement utilisés dans les matériaux magnétiques, les matériaux fonctionnels optiques, les matériaux catalytiques, les matériaux de stockage d'hydrogène, les matériaux céramiques fonctionnels, les matériaux cibles de pulvérisation pour l'information électronique. et d'autres domaines. Jusqu'à la fin du 20e siècle, Mine Metal Co., LTD., East Cao Corporation, Honeywell International Company et des entreprises européennes et américaines sont passées de la préparation de métaux de haute pureté au stade de développement industrialisé et d'application de nouveaux matériaux, sous un processus de commande élevé de 7 nm. les circuits intégrés, les dispositifs de communication 5G, les dispositifs haute puissance et les capteurs intelligents, la mémoire à semi-conducteurs et d'autres produits d'information électroniques avancés fournissent des matériaux clés de support. Les entreprises de fabrication de métaux de terres rares et de matériaux cibles de haute pureté de renommée mondiale sont principalement Japan Toscao Corporation, Honeywell International Corporation et d'autres entreprises Fortune 500. Les entreprises chinoises de fabrication de métaux de terres rares et de matériaux cibles de haute pureté comprennent principalement Zhongyan Rare Earth New Materials Co., Ltd., l'Institut de recherche sur les matériaux métalliques de terres rares du Hunan, etc. Il existe encore des lacunes en matière d'innovation technologique, d'équipements de pointe et de recherche fondamentale de pointe. et d'autres aspects. À l'heure actuelle, la Chine a dépassé la technologie de préparation des métaux des terres rares de très haute pureté, mais il reste encore un certain chemin à parcourir pour réaliser l'industrialisation et assurer le développement des circuits intégrés et d'autres industries de l'information électronique.
3. Difficultés et défis dans le développement de matériaux fonctionnels à base de terres rares
Sur la base de l'état de recherche ci-dessus sur les matériaux fonctionnels des terres rares, on peut constater que les ressources des terres rares, en tant que ressources stratégiques mondiales rares et non renouvelables, ont toujours été au centre de l'attention mondiale. Depuis les frictions commerciales entre la Chine et les États-Unis, les matériaux à base de terres rares et d'aimants permanents à base de terres rares sont devenus les « mots clés » souvent mentionnés par les médias nationaux et étrangers. La raison en est que la domination de la chaîne industrielle chinoise des matériaux à aimants permanents de terres rares et de terres rares et la vitesse de développement de la technologie des matériaux à aimants permanents de terres rares inquiètent les États-Unis. Bien que les ressources de terres rares et les technologies d'extraction, de sélection et de fusion des terres rares de la Chine occupent des positions de leader dans le monde et qu'elles disposent également d'une série de technologies originales, elles sont toujours confrontées à de nombreuses difficultés et défis dans le développement de matériaux fonctionnels à base de terres rares.
Les matériaux fonctionnels de terres rares des défis externes, proviennent principalement des États-Unis au « système guo + camp mondial », essayant de « découplage complet » moyen de se débarrasser de la dépendance à l'égard des produits à aimants permanents de terres rares de la Chine, en incitant en même temps d'autres pays. abandonner l'application des matériaux à aimants permanents de terres rares de Chine, contenir et freiner le développement rapide de la science et de la technologie des terres rares et de l'industrie de leurs applications dans notre pays. D'autre part, dans les domaines d'application intermédiaires et en aval des matériaux fonctionnels des terres rares, la plupart des recherches et développements chinois se situent à l'avant-garde des méthodes technologiques étrangères. Bien que ces dernières années, dans le domaine des matériaux de terres rares, les demandes de brevet aient augmenté rapidement dans notre pays, la grande majorité d'entre elles appartiennent à des brevets améliorés ou à des brevets de pointe, possèdent les droits de propriété intellectuelle indépendants de base, en particulier le brevet international original, de nombreuses technologies de base par les barrières techniques des brevets étrangers, a gravement affecté la haute qualité du développement et de l'internationalisation de l'industrie des terres rares.
Les défis internes des matériaux fonctionnels des terres rares proviennent principalement des lacunes fondamentales de l'industrie des terres rares et de l'attention insuffisante accordée au « forgeage de planches longues » ; les entreprises et les instituts de recherche préfèrent soutenir la recherche et les technologies d'imitation à court terme, et un soutien insuffisant aux technologies originales avec de grandes difficultés de développement, des coûts de développement élevés et un long cycle de percée technologique ; les capacités de recherche et développement collaboratives multidisciplinaires et intersectorielles dans le domaine des matériaux fonctionnels des terres rares doivent être renforcées. En dernière analyse, la capacité d'innovation initiale de la Chine est insuffisante et la capacité à contrôler la technologie de base des matériaux fonctionnels des terres rares est faible.
Par conséquent, en se concentrant sur le développement de matériaux fonctionnels de terres rares en 2035, il convient d'accorder davantage d'attention à la construction innovante indépendante de la capacité des matériaux fonctionnels de terres rares dans la perspective de la mondialisation, y compris le contrôle des technologies de base, l'apprentissage et l'intégration avec technologies de pointe internationales, ainsi que les avantages de l'industrie fonctionnelle des terres rares et devenir plus grande et plus forte.
4. Matériaux fonctionnels de terres rares dans les idées de développement futur, direction de développement clé et objectifs de développement
(1) Idées de développement
Étroitement intégré aux stratégies nationales, Combiné avec de futurs scénarios d'application tels que les robots intelligents, les villes intelligentes, le développement océanique et interstellaire, la société du Big Data et l'amarrage homme-machine, Se concentrer sur l'ingénierie et l'industrialisation de la recherche technologique clé, S'efforcer de réaliser des percées dans la technologie de préparation de base, l'équipement de production intelligent, les instruments de test spéciaux et leur technologie d'application de matériaux fonctionnels avancés de terres rares, de matériaux luminescents de terres rares, de matériaux catalytiques de terres rares, de matériaux catalytiques de terres rares, de matériaux cristallins de terres rares, de métaux de terres rares de haute pureté et de cibles matériaux; Grâce à l'innovation synchrone de l'ensemble de la chaîne industrielle, nous favoriserons la promotion et la mise en œuvre de réalisations avancées, pour assurer l'approvisionnement efficace en matériaux clés pour les besoins stratégiques majeurs tels que les industries stratégiques émergentes, la défense nationale et la fabrication intelligente, enfin, réaliser l'indépendance fourniture de matériaux fonctionnels de terres rares appliqués haut de gamme ; Mener des théories fondamentales de pointe et des recherches expérimentales, Grâce à l'exploration et à l'accumulation approfondies de questions scientifiques, Et suggérer des théories plus originales, Faire des découvertes originales, Obtenir un lot de nouveaux matériaux de terres rares et de nouvelles applications de résultats originaux ; Réaliser la transformation stratégique de la Chine d'une puissance de terres rares en puissance de terres rares, Diriger le développement futur de la technologie et de l'industrie des terres rares, Fournir un soutien matériel à la réalisation de l'objectif stratégique de la Chine de « se classer parmi les pays innovants à l'avant-garde » d'ici 2035".
(2) Orientation clé du développement
1. Technologies clés de préparation de matériaux à aimants permanents de terres rares à ultra haute performance et utilisation efficace et équilibrée des terres rares
Compte tenu de la future société intelligente avec des performances magnétiques plus élevées des matériaux à aimants permanents et de nouvelles technologies et équipements pour répondre aux exigences de diversité des fonctions des matériaux à aimants permanents, combinant la mise à jour des connaissances et la loi historique du changement technologique, et le développement actuel des terres rares à hautes performances. raffinement des grains de matériaux à aimant permanent et optimisation des limites des technologies clés telles que la compréhension, pour formuler un contenu de développement clé.
(1)Matériaux à aimants permanents NdFeB : focus sur la technologie de préparation du NdFeB fritté avec des performances globales élevées, recherche sur le mécanisme de diffusion des limites cristallines des terres rares lourdes dans les aimants NdFeB frittés, recherche sur la technologie et l'application de récupération du NdFeB fritté, technologie de prévision des performances de service et théorie de aimants NdFeB frittés, etc.
(2)Matériaux à aimant permanent en samarium-cobalt : focus sur le mécanisme de régulation élémentaire de l'aimant en samarium-cobalt à résidus élevés, la régulation des composants de la nanostructure et des microrégions dans la préparation technique de l'aimant permanent en samarium-cobalt haute performance, la recherche sur la technologie antioxydante du samarium-cobalt à haute température. utiliser la température et la technologie de protection de surface de l'aimant permanent en samarium-cobalt à haute température, etc.
(3)Matériaux à aimant permanent Thermopress : focus sur la recherche du mécanisme de formation d'anisotropie de l'anneau magnétique à pression chaude à paroi mince, recherche sur la technologie de préparation de poudre magnétique haute performance pour anneau magnétique de presse à chaud, technologie de préparation et application de l'anneau magnétique permanent à pression chaude haute performance , équipement de préparation technique et développement de technologies de processus d'anneau magnétique à pression chaude haute performance, etc.
(4) Matériaux à aimant permanent à haute abondance : se concentrer sur l'utilisation équilibrée de terres rares à haute abondance (La, Ce, etc.) dans les matériaux à aimant permanent, le mécanisme de la structure de l'aimant au cérium à double phase principale et la technologie d'amélioration de la force coercitive.
（5） Combiner les gènes des matériaux et l'apprentissage automatique, effectuer la conception structurelle et le calcul des performances des matériaux fonctionnels magnétiques, et explorer le nouveau système et la nouvelle structure des matériaux pour les indices de performance clés des produits à haute énergie magnétique et à haute coercition de la première génération de matériaux magnétiques permanents de terres rares.
(6) Selon les caractéristiques des matériaux fonctionnels magnétiques, étudier les nouveaux principes et les nouveaux équipements de test et de test, et se débarrasser progressivement de la dépendance des équipements d'analyse et de test vis-à-vis des pays étrangers.
2. Nouveaux matériaux à aimants permanents de terres rares et technologies clés d'application personnalisée
Dans le cadre de la tendance générale vers une économie à faibles émissions de carbone qui déferle sur le monde, les pays du monde entier accordent une attention particulière à la protection de l'environnement et aux faibles émissions de carbone en tant que domaines scientifiques et technologiques clés. Les principaux contenus de développement comprennent : le développement d'un transport ferroviaire intelligent et d'un système de fabrication industrielle intelligent ; développement de matériaux magnétiques permanents et de systèmes d'alimentation magnétique dotés d'une technologie de roulements à suspension à aimant permanent et d'une transmission par courants de Foucault magnétique permanent ; développement de matériaux magnétiques permanents de terres rares pour un générateur à entraînement direct à aimant permanent à haute résistance à la corrosion dans un environnement de corrosion marine ; développement de matériaux magnétiques permanents avec un produit à haute énergie magnétique, une force coercitive élevée, une miniaturisation et une haute précision pour des scénarios d'application tels que les robots et les villes intelligentes.
2. Matériaux luminescents de terres rares haut de gamme et leurs technologies et équipements de préparation clés
Avec la demande croissante de qualité de source lumineuse sur le marché de l'éclairage à semi-conducteurs, il est nécessaire de se concentrer sur le développement de matériaux électroluminescents à base de terres rares haut de gamme et sur leurs technologies et équipements de préparation clés pour répondre aux applications dans les domaines de l'éclairage, de l'affichage. et la détection d'informations. Les principaux contenus de développement comprennent : une percée clé de nouveaux matériaux luminescents à base de terres rares tels que l'émission non visible et l'émission de conversion ascendante ; développer la théorie et les méthodes techniques d'amélioration de l'efficacité des émissions infrarouges sous lumière violette ; développer des matériaux d'émission à bande étroite à haute efficacité, d'émission verte et rouge de haute pureté de couleur ; concevoir et développer un nouveau système de matériaux avec des droits de propriété intellectuelle indépendants en utilisant le principe de compatibilité structurelle et de remplacement de propriété égal, et réaliser une conception structurelle basée sur des matériaux à haut débit pour obtenir une série de nouveaux matériaux luminescents de terres rares.
4. Technologie de préparation clé des matériaux catalytiques de terres rares
Les matériaux catalytiques de terres rares sont des matériaux de haute technologie qui favorisent l'application étendue d'éléments de terres rares légers et en grande quantité, le lanthane et le cérium, atténuent et résolvent efficacement le déséquilibre de la consommation de terres rares en Chine, améliorent la technologie énergétique et environnementale, favorisent les moyens de subsistance des gens, et améliorer le cadre de vie des êtres humains. Les principaux contenus de développement comprennent : le développement de matériaux catalytiques pétrochimiques de terres rares à haut rendement, économes en énergie et à longue durée de vie, de matériaux catalytiques synthétiques de terres rares à énergie propre, le contrôle de la pollution par les gaz d'échappement des véhicules automobiles et le contrôle de la pollution par les émissions d'échappement industrielles des matériaux catalytiques de terres rares et des éléments clés. technologies d'industrialisation; se concentrer sur le développement de technologies clés d'assemblage moléculaire de nano-cages et de préparation de matériaux de cérium-zirconium avec une surface spécifique élevée, le développement de matériaux catalytiques de terres rares à ultra haute performance et l'application à grande échelle dans des pièces efficaces de purification catalytique de terres rares de source fixe et mobile système d'échappement de source pour réaliser la localisation.
5. Matériaux avancés de cristaux de terres rares et leur technologie de préparation industrielle
Les matériaux cristallins de terres rares sont largement utilisés dans la défense nationale, les dispositifs scientifiques de pointe, les traitements médicaux, la détection, l'inspection de sécurité et d'autres domaines. Les matériaux cristallins de terres rares et leur technologie de préparation industrielle constituent la principale tendance de développement à l'avenir.
L'orientation clé du développement des cristaux laser de terres rares comprend : le développement d'une technologie et d'équipements de croissance et de traitement de cristaux laser de terres rares de grande taille et de haute qualité.
Développer une technologie de préparation efficace de cristaux laser de terres rares et de fibres laser de haute qualité ; diverses nouvelles technologies d'application laser basées sur des cristaux laser de terres rares.
6. Technologie de préparation de métaux et de cibles de terres rares de haute pureté
La nouvelle génération d'électronique d'information et de matériaux énergétiques constitue les principales directions d'application des métaux des terres rares de haute pureté et des produits cibles. À l'avenir, les principales orientations de recherche et de développement des matériaux de terres rares de haute pureté comprennent : l'amélioration continue de la pureté des métaux de terres rares au-dessus de 4N5 (99,995 %), le développement d'une préparation à faible coût et à grande échelle de métaux de terres rares de très haute pureté. une technologie permettant de fournir des matières premières clés pour le développement de cibles de terres rares de haute pureté ; le développement d'un processus de contrôle de purification fine et de grands équipements de purification sous vide poussé tels qu'un four de grande surface et un four de purification monocristallin ; le développement d'une technologie d'analyse et de détection d'impuretés traces dans les métaux des terres rares ultra pures et les matériaux cibles.
(3) Objectifs de développement
Objectif 1.2025 : Achever la transition de l'industrie des terres rares du suivi à l'exploitation et à l'exploitation
D’ici 2025, elle deviendra un pays puissant dans le domaine des matériaux fonctionnels des terres rares. Pour une nouvelle génération de technologies de l'information, des transports modernes, une nouvelle génération d'éclairage et d'affichage, les économies d'énergie, la protection de l'environnement, les circuits intégrés, la médecine biologique, la défense nationale, les besoins de développement majeurs, un master préliminaire avec des droits de propriété intellectuelle indépendants sur les matériaux magnétiques de terres rares et la technologie de base clé des équipements de fabrication, des véhicules à énergie nouvelle, de l'aérospatiale, des servomoteurs industriels et d'autres applications de matériaux magnétiques haut de gamme, le taux de réussite de la génération de matériaux à aimants permanents de terres rares a atteint 70 %. Percez la technologie de préparation par lots et stable des matériaux luminescents de terres rares, et le taux de localisation a augmenté à plus de 80 % ; percer la technologie de préparation clé de nouveaux matériaux fonctionnels de terres rares tels que les matériaux cristallins de terres rares de haute performance, les métaux de terres rares de haute pureté et les matériaux cibles, répondre aux exigences des équipements médicaux haut de gamme, de la détection intelligente, des circuits intégrés, etc., remplacer partiellement l'importation ; développer de nouveaux matériaux fonctionnels de terres rares et leur technologie de préparation, et élargir de nouveaux domaines d'application. D'ici 2025, la Chine maîtrisera un certain nombre de technologies de base clés liées aux nouveaux matériaux de terres rares et formera un certain nombre de sociétés multinationales et de clusters industriels dotés d'une forte compétitivité internationale dans les domaines compétitifs. Notre position dans la chaîne de valeur industrielle mondiale sera considérablement renforcée et la transition de l'industrie des terres rares du suivi à l'exploitation sera achevée.
Objectif 2.2030 : Faire dans un premier temps de la Chine une puissance mondiale des terres rares
D'ici 2030, dans le domaine des matériaux fonctionnels des terres rares, la capacité d'innovation sera considérablement améliorée, et elle pourra diriger la recherche mondiale et le développement industriel des matériaux à aimants permanents des terres rares, et atteindre dans un premier temps l'objectif de devenir une industrie mondiale des terres rares. Aimant permanent de très haute performance dans les robots, les équipements médicaux, l'aérospatiale, l'Internet des objets, les navires, la pétrochimie et autres équipements majeurs et applications d'ingénierie, maître avec droits de propriété intellectuelle indépendants sur les matériaux magnétiques de terres rares et les équipements de fabrication, les véhicules à énergie nouvelle, la navigation 042 l'aérospatiale aérienne, les servomoteurs industriels et d'autres applications de matériaux magnétiques haut de gamme, le taux de réussite du remplacement des matériaux à aimants permanents de terres rares a atteint 80 %.
3. Objectif 2035 : construire une puissance mondiale des terres rares
D'ici 2035, des avancées majeures seront réalisées dans le domaine des matériaux fonctionnels des terres rares et la capacité d'innovation sera considérablement améliorée. Le niveau global d'innovation dans le domaine des nouveaux matériaux de terres rares atteindra les rangs des pays de niveau mondial, la compétitivité globale sera considérablement renforcée, certains avantages formeront une capacité de pointe en matière d'innovation mondiale et feront de la Chine une puissance mondiale dans le domaine fonctionnel des terres rares. matériaux.
Les matériaux à aimants permanents de terres rares, les matériaux catalytiques et les matériaux lumineux ont atteint le niveau avancé international, atteignant une totale autosuffisance. Le taux d'autosuffisance en cristaux fonctionnels optiques et en terres rares ultra-pures pour les applications de défense nationale est supérieur à 95 % ; les technologies de base clés et les droits de propriété intellectuelle des matériaux magnétiques de terres rares et des matériaux magnétiques haut de gamme tels que les véhicules à énergie nouvelle, la défense nationale, l'aérospatiale, la fabrication intelligente, les soins de santé, l'ingénierie maritime, formant un lot de matériaux fonctionnels originaux de terres rares, dans lesquels les droits de propriété intellectuelle originaux d'une nouvelle génération de matériaux à aimants permanents à base de terres rares sont entre les mains de la Chine. Les normes formulées de manière indépendante par la Chine représentent plus de 30 % des normes internationales et ont leur mot à dire dans la formulation des normes sur les matériaux haut de gamme ; cultiver des talents innovants et des équipes de matériaux fonctionnels de terres rares, réaliser le nouveau mode de développement consistant à piloter de nouvelles applications par des matériaux fonctionnels de terres rares et établir un système d'innovation technologique et un système industriel de premier plan au monde pour fournir une plate-forme pour les technologies originales.
4. proposition politique
La stratégie de développement 2035 pour les matériaux fonctionnels des terres rares, accélère la construction d'un nouveau modèle de développement d'innovation scientifique et technologique des matériaux fonctionnels des terres rares, optimise les ressources scientifiques et technologiques et les ressources humaines dans les régions dominantes des terres rares, et consolide le « long board » " avantage dans le domaine des terres rares. Devrait s'efforcer d'améliorer la capacité d'innovation originale, l'ingénierie à grande échelle et la capacité de réalisation, promouvoir la fabrication verte de matériaux fonctionnels de terres rares, développer vigoureusement répondre à l'application haut de gamme avec des droits de propriété intellectuelle indépendants sur les terres rares magnétiques, lumineuses, électriques et de haute performance. d'autres nouveaux matériaux fonctionnels et technologies d'application, établir la plate-forme d'innovation avancée des matériaux de terres rares de la Chine, construire des matériaux de terres rares et appliquer une chaîne industrielle économique à faible teneur en carbone, formée avec les droits de propriété intellectuelle indépendants de la Chine sur les industries stratégiques des matériaux de terres rares de haute performance, progressivement réaliser par la puissance de production de terres rares vers l'énergie des terres rares. Des politiques et mesures spécifiques sont recommandées comme suit :
(1) Renforcer la capacité de recherche en matière de prédiction stratégique et de soutien politique dans le domaine des matériaux fonctionnels des terres rares au niveau national
Premièrement, accélérer la mise en place d'un système de propriété intellectuelle, d'un système technologique, d'un système de talents et d'un système de plate-forme pour les matériaux fonctionnels des terres rares coordonnés au niveau national.
Deuxièmement, renforcer la continuité et la continuité de la mise en œuvre du plan à moyen et long terme dans le domaine des matériaux fonctionnels des terres rares, former un soutien de l'État stable et à long terme et éviter un soutien intermittent.
Troisièmement, renforcer la sensibilisation à la protection de la propriété intellectuelle dans le domaine des matériaux fonctionnels des terres rares, améliorer le système juridique et le mécanisme de mise en œuvre de la protection de la propriété intellectuelle, renforcer et mettre en œuvre des mesures d'incitation pour les activités d'innovation des inventeurs professionnels, et stimuler l'impulsion endogène et l'émergence de technologies innovantes des matériaux fonctionnels des terres rares et leurs industries.
(2) Renforcer le soutien de l'équipe d'avantages des terres rares et de la construction du gradient de talents, et améliorer la capacité d'innovation durable des matériaux fonctionnels des terres rares
Premièrement, nous fournirons un soutien stable et à long terme aux institutions et équipes de recherche compétitives dans le domaine des avantages des terres rares, et établirons dès que possible les bases d'une plate-forme nationale d'innovation scientifique et technologique pour les matériaux fonctionnels des terres rares à différents niveaux.
Deuxièmement, faire jouer pleinement le rôle des experts jeunes et d'âge moyen dans la construction de l'échelon des talents afin d'éviter les fautes de talent et le gaspillage des ressources de talents.
Troisièmement, se concentrer sur la formation de jeunes techniciens de base et à temps plein dans le domaine des matériaux fonctionnels des terres rares. Pour les talents techniques exceptionnels, le seuil de la politique d'évaluation peut être assoupli de manière appropriée, et tant qu'ils apportent des contributions, ils ont la possibilité de réaliser une valeur personnelle, afin que les talents de premier plan puissent être promus dans les activités de recherche scientifique et d'innovation.
(3) Renforcer la coopération internationale dans le domaine des matériaux fonctionnels des terres rares et améliorer la compétitivité mondiale de la Chine dans le domaine des matériaux fonctionnels des terres rares
Premièrement, dans l'environnement international actuel, diverses opportunités devraient être utilisées pour procéder à des échanges internationaux de personnel et à des échanges d'informations scientifiques et technologiques sur les terres rares ; le Département de gestion devrait s'efforcer de faciliter les échanges scientifiques et technologiques internationaux, assouplir les limites imposées aux chercheurs pour assister à des conférences universitaires et aux échanges techniques, et éviter que la recherche et le développement techniques ne soient « autobloquants » provoqués par des intérêts locaux et départementaux.
Deuxièmement, selon la situation actuelle au pays et à l'étranger, tout en renforçant la circulation interne dans le domaine des matériaux fonctionnels nationaux à base de terres rares, nous devons nous efforcer d'élargir le nouveau marché international et d'élargir la circulation externe internationale. D'une part, renforcer le niveau d'ouverture sur le monde extérieur, conserver et créer les conditions nécessaires à l'introduction d'entreprises d'application haut de gamme de nouveaux matériaux de terres rares, former et établir activement un nouveau modèle d'industrie mondiale des nouveaux matériaux de terres rares et le communauté de technologie des terres rares; d'autre part, assouplir modérément l'importation de matières premières de terres rares pour réduire la pression de la protection de l'environnement national et de la consommation des ressources ; en même temps, encourager les entreprises chinoises de terres rares à sortir, acquérir, acheter des actions et créer de nouveaux matériaux de terres rares tels que des servomoteurs de robots et des moteurs d'entraînement de véhicules électriques. Les entreprises avantageuses de produits d'application de haute technologie amélioreront les affaires et les sciences. et l'environnement de développement technologique au pays et à l'étranger, de manière à améliorer la compétitivité mondiale de la chaîne industrielle et de la chaîne d'approvisionnement des matériaux fonctionnels des terres rares de la Chine.