Investigación estratéxica sobre a evolución dos materiais funcionais das terras raras ata o ano 2035
Zhu Minggang',Sun Xu',Liu Ronghui,xu Huibing₂
(1. Instituto Xeral de Investigación do Ferro e do Aceiro, Pequín 100081; 2. Zhong yan Rare Earth New Materials Co., Ltd., Pequín 100088)
Resumo: Como un dos materiais estratéxicos fundamentais con máis características de recursos en China, as terras rarasOs materiais funcionais son os materiais fundamentais que apoian a nova xeración de tecnoloxía da información , armas e equipamentos aeroespaciais e modernos, tránsito ferroviario avanzado, aforro de enerxía e vehículos de nova enerxía, equipos médicos de alto rendemento e outros campos de alta tecnoloxía. Este documento presenta os antecedentes da industria de materiais funcionais de terras raras e o estado de desenvolvemento, analiza os problemas existentes no desenvolvemento da industria de materiais funcionais de terras raras en China, presenta as novas ideas de desenvolvemento da estratexia de desenvolvemento do poder material 2035 e a dirección de desenvolvemento clave, desde o fortalecemento. de previsión estratéxica de terras raras e apoio ás políticas, reforzando a investigación básica e a aplicación no campo das terras raras, reforzando a construción do equipo de vantaxes de terras raras e o talento presentado Suxestións políticas, para promover o desenvolvemento de materiais funcionais de terras raras, realizar o estratéxico cambiar de enerxía de terras raras a enerxía de terras raras para proporcionar referencia.
Palabras clave: materiais funcionais de terras raras; materiais estratéxicos clave; Poder de novos materiais 2035
Número de clasificación: O614.33; TG
Estratexias de desenvolvemento para a arte rara
Materiais funcionais para 2035
Zhu Minggang 1 , Sun Xu 1 , Liu Ronghui 2 , Xu Huibing 2
(1. Central Iron & Steel Research Institute, Beijing 100081, China; 2. Grirem Advanced Materials Co., Ltd., Beijing 100088, China)
Resumo: Os materiais funcionais de terras raras son fundamentais e estratéxicos para apoiar os campos de alta tecnoloxía, como a tecnoloxía da información de nova xeración, o armamento aeroespacial e moderno, o tránsito ferroviario avanzado, os vehículos de aforro enerxético e de novas enerxías e os vehículos médicos de alto rendemento. dispositivos .Neste artigo preséntanse o estado de desenvolvemento e as tendencias da industria de materiais funcionais de terras raras en China e analízanse os problemas da industria . Para promover a competitividade dos materiais funcionais de terras raras en China , propóñense algunhas suxestións políticas , incluíndo o fortalecemento da previsión estratéxica e o apoio ás políticas, a promoción da investigación básica e a aplicación e a mellora da construción de equipos vantaxosos e o desenvolvemento de persoal no campo das terras raras.
Palabras chave : materiais funcionais de terras raras; materiais críticos e estratéxicos; Estratexia de enerxía dos novos materiais 2035
Primeiro, prefacio
Elementos de terras raras (15 lantánidos, itrio, escandio en total 17 yuanes Nome xeral do elemento) debido á súa estrutura de capa electrónica única, polo que ten excelentes características magnéticas, ópticas, eléctricas e outras físicas e químicas, en vehículos de nova enerxía, Nova pantalla e iluminación, robots industriais e información electrónica, aeroespacial, defensa nacional, conservación de enerxía e protección ambiental e fabricación de equipos de gama alta e outras industrias estratéxicas emerxentes desempeñan un papel importante, é un material básico básico indispensable [1].
Os novos materiais de terras raras representados por materiais funcionais de terras raras fixéronse completos Un dos puntos centrais da competición de balón. Os países e rexións desenvolvidas como Europa, América e Xapón enumeraron os elementos de terras raras como "elementos estratéxicos do século XXI" e realizaron unha reserva estratéxica e investigacións clave. A "Estratexia de materiais clave" formulada polo Departamento de Enerxía dos Estados Unidos, o "Plan de estratexia elemental" formulado polo Ministerio de Educación, Educación, Ciencia e o "Plan de materias primas críticas da UE" formulado pola Unión Europea todos os elementos de terras raras enumerados. como áreas clave de investigación. En particular, nos últimos anos, os Estados Unidos reiniciaron a industria de terras raras para obter imáns de terras raras dispoñibles para uso militar. Pódese dicir que os materiais de imán permanente de terras raras convertéronse no "Shangganling" no campo dos materiais funcionais de terras raras.
Por este motivo, China incluíu as terras raras como un recurso estratéxico para o control e o desenvolvemento nacional, e incluíu os materiais funcionais de terras raras como materiais estratéxicos fundamentais nos seus plans de desenvolvemento nacionais a medio, longo e longo prazo, como "Made in China 2025". . As opinións do Consello de Estado sobre a promoción do desenvolvemento sostible e saudable da industria de terras raras e outras normativas relevantes tamén contribuíron a promover a innovación científica e tecnolóxica no campo dos materiais funcionais de terras raras, optimizaron a estrutura da industria de terras raras e promoveron a mellora continua do nivel de desenvolvemento e da calidade dos materiais funcionais de terras raras en China.
2. Estado de desenvolvemento dos materiais funcionais de terras raras
As terras raras son un importante recurso estratéxico e un campo vantaxoso onde China ten un poder de discurso internacional. China é un país importante do mundo con reservas de recursos de terras raras. Segundo as reservas totais de recursos de terras raras é de preto de 1,2108 t, entre as que as reservas de China alcanzan 4,4107 t, o que supón preto do 37,8% [2,3], China é o maior produtor mundial de minerais de terras raras. En 2019, a produción mundial de terras raras foi de 2,1105 t, entre as que a produción de terras raras de China alcanzou 1,32105 t, o que supón preto do 63% da produción mundial de terras raras. Ao mesmo tempo, China tamén é un país de industrialización de terras raras cun sistema industrial independente completo, que abarca o procesamento de mineral de augas arriba, a separación de fundición, a produción de óxidos e metais de terras raras no medio e todos os novos materiais de terras raras e aplicacións no medio. augas abaixo. En 2018, o valor de produción da cadea da industria de terras raras de China foi de preto de 90.000 millóns de yuans, dos cales os materiais funcionais de terras raras representaron o 56%, o valor de produción foi duns 50.000 millóns de yuans, a fundición e separación representaron o 27% e o valor de produción foi de preto de 25 millóns de yuans. Entre eles, os materiais funcionais de terras raras representan a maior proporción de materiais de imán permanente de terras raras, representando o 75%, cun valor de saída duns 37.500 millóns de yuans, os materiais catalíticos que representan o 20% e un valor de saída duns 10.000 millóns. yuan. Na estrutura de consumo de materiais funcionais de terras raras en China, os materiais de imáns permanentes de terras raras benefícianse do rápido desenvolvemento de novos vehículos de enerxía e da industria electrónica, que representan máis do 40% da estrutura de consumo; metalurxia, maquinaria, petroquímica e vidrocerámica representan o 12%, 9% e 8% respectivamente, os materiais de almacenamento de hidróxeno e os materiais luminiscentes representan aproximadamente o 7%; materiais catalíticos, materiais de pulido e téxtil lixeiro agrícola para o 5% [4].
(1) Campo de fusión e separación de terras raras
En 1988, a produción de terras raras de China superou aos Estados Unidos, converténdose no primeiro produtor de terras raras do mundo. O nivel de fundición e separación de terras raras de China é líder no mundo e continúa ata hoxe, controlando o mercado global de terras raras de alta pureza. Actualmente, as empresas de separación de fundición de terras raras de China concéntranse principalmente no seis grandes grupos de terras raras de China: co norte de terras raras de alta tecnoloxía., LTD. (grupo), sur de China terras raras group co., LTD., Guangdong industria de terras raras grupo, co., LTD., China de terras raras co., LTD., minmetals terras raras group co., LTD., Xiamen industria de tungsteno co ., LTD. Os proxectos estranxeiros de fundición e separación de terras raras inclúen principalmente o proxecto Mountain Pass da American Molybdenum Company (adquirido por Shenghe Resources Holdings Co., Ltd.), o proxecto de fundición e separación de Australian Lynas en Kuantan, Malaisia, e o Belga Solvi Group (Solvay). ) proxecto, etc.
(2) Campo de materiais de imán permanente de terras raras
Os materiais de imán permanente de terras raras non só son a dirección de desenvolvemento máis rápida e a escala industrial máis grande e completa en todo o campo das terras raras, senón que tamén son unha materia prima clave insubstituíble e indispensable na industria de defensa nacional e tamén o campo de aplicación co maior cantidade de materiais de terras raras. Desde 2000, a escala industrial da aplicación de materiais de imán permanente de terras raras en China foise expandindo, e a produción en branco de imáns NdFEB sinterizados aumentou de 8104 t ao comezo do 12º Plan Quinquenal a 1,8105 t en 2019. representa máis do 85% da produción mundial; a produción de materiais de imán permanente de samario cobalto é de 2400 t, o que supón máis do 80% da produción total.
O amplo desenvolvemento de imáns NdfeB sinterizados en industrias de alta tecnoloxía, como vehículos de nova enerxía, como a xeración de enerxía eólica, vehículos híbridos e eléctricos, electrodomésticos de aforro enerxético, robots industriais, trens de alta velocidade e maglev proporcionou un apoio importante para o desenvolvemento. da industria de materiais de imán permanente de terras raras e un considerable potencial de crecemento da industria. China está preto do nivel avanzado dos pares mundiais nos campos de materiais de imán permanente de terras raras de alto rendemento, tecnoloxía de redución de terras raras pesadas, utilización equilibrada de materiais de imán permanente de terras raras de alta abundancia e tecnoloxía de reciclaxe e utilización de imáns.
Aínda que o noso país converteuse no maior produtor mundial de materiais de imán permanente de terras raras, representado pola gran abundancia de material de imán permanente de terras raras, parte da tecnoloxía de preparación de imáns permanentes de terras raras está na posición de liderado mundial, pero os produtos de materiais de imán permanente de terras raras de China, aínda non pode satisfacer o robot de alta calidade, a quinta xeración de tecnoloxía de comunicación móbil (5G), máquina de litografía e outras industrias emerxentes para a demanda de tecnoloxía de imán permanente de alta gama. Ao mesmo tempo, aínda hai unha gran brecha cos países desenvolvidos como Estados Unidos e Xapón na tecnoloxía de preparación máis avanzada, deformación térmica, refinamento de grans e equipos intelixentes continuos.
(3) No campo dos materiais luminiscentes de terras raras
Coa penetración acelerada de materiais semicondutores nos campos da iluminación, visualización e detección de información, a demanda do mercado de calidade da fonte de luz tamén está aumentando. No campo da iluminación, a iluminación de espectro completo considérase a dirección principal da nova xeración de iluminación LED branca. Noutros campos dos materiais luminiscentes, os detectores de infravermellos próximos son unha parte importante da Internet das Cousas, que se converteu no foco de atención global, e teñen grandes perspectivas de aplicación en vixilancia de seguridade, biometría, alimentación e probas médicas e outros campos.
No campo dos materiais luminiscentes, con iluminación de diodo emisor de luz (LED) branco e materiais de visualización, Mitsubishi Chemical Co., LTD., Electrification Corporation, Japan Chemical Industry Co., Ltd. teñen vantaxes absolutas en termos de produción e volume de vendas. e activos totais no mercado global. A taxa de localización do fósforo LED de luz branca en China tamén aumentou desde 2000, menos do 5% ao ano, ata preto do 85% na actualidade. Non obstante, aínda hai unha certa brecha tecnolóxica entre as empresas chinesas e os países estranxeiros. Actualmente, as empresas máis influentes en China son Youyou Yan Rare Earth New Materials Co., LTD., Jiangsu Borui Optoelectronics Co., LTD. e Jiangmen Keheng Industrial Co., LTD.
(4) Campo de materiais cristais de terras raras
Os materiais de cristais de terras raras inclúen principalmente cristais de láser de terras raras e cristais de gammagrafía de terras raras, que son amplamente utilizados na defensa nacional, dispositivos científicos de vangarda, tratamento médico, detección, inspección de seguridade e outros campos. Nos últimos anos, os equipos de diagnóstico médico de alta gama como a tomografía computarizada por emisión de positrones (PET-CT) desenvolveronse rapidamente, creando unha forte demanda de centelleos de terras raras de alto rendemento representados por cristais de silicato de itrio lutecio (LYSO) e as economías emerxentes representadas. por China teñen un potencial de mercado particularmente enorme no futuro. Con base na propiedade dunha unidade por millón de persoas, China necesita engadir preto de 1.000 unidades de equipos PET-CT e a demanda de cristais de centelleo de terras raras superará os 3.000 millóns de yuans.
(5) Campo de materiais catalíticos de terras raras
Os materiais catalíticos de terras raras ocupan un papel importante na economía nacional, que poden ser amplamente utilizados no medio ambiente e na enerxía, promoven a aplicación extensiva de alta abundancia e elementos lixeiros de terras raras lantano e cerio, alivian e solucionan eficazmente o desequilibrio do consumo de terras raras. en China, mellorar a enerxía e a tecnoloxía ambiental e mellorar o ambiente de vida humano. O catalizador de craqueo de petróleo e o catalizador de purificación de escape de vehículos de motor é a dosificación de materiais catalíticos de terras raras de dúas aplicacións máis grandes, incluíndo o catalizador de craqueo de petróleo, fonte móbil (vehículos a motor, barcos, maquinaria agrícola, etc.) catalizador de purificación de escape, fonte fixa (gas residuais industriais). esgotado, combustión de gas natural, tratamento de gases orgánicos residuais, etc.) catalizador de purificación de gases de cola, etc.
En comparación con catalizadores similares no mundo, os catalizadores de craqueo domésticos alcanzaron o mesmo nivel no seu rendemento de uso. Pero no catalizador de purificación de escape de vehículos de motor, central eléctrica de carbón con catalizador de desnitrificación de gases residuais industriais de alta temperatura, como materiais de almacenamento de osíxeno de terras raras de cerio circonio, revestimento de alúmina modificado, soporte de parede ultrafina de gran tamaño (> 600 mallas) produción a grande escala e tecnoloxía de integración de sistemas clave e equipos, etc, con nivel avanzado estranxeiro aínda ten unha certa brecha.
(6) Metais de terras raras de alta pureza e materiais obxectivo
O metal de terras raras de alta pureza é a materia prima principal para a investigación e o desenvolvemento de materiais de alta tecnoloxía, que é amplamente utilizado en materiais magnéticos, materiais funcionais ópticos, materiais catalíticos, materiais de almacenamento de hidróxeno, materiais cerámicos funcionais, materiais obxectivo de pulverización catódica para información electrónica. e outros campos. A finais do século XX, mine metal co., LTD., east cao corporation, honeywell international company e empresas europeas e americanas pasan da preparación de metais de alta pureza ata o desenvolvemento de industrialización e a fase de aplicación de novos materiais, baixo un proceso de orde superior de 7 nm. circuíto integrado, dispositivos de comunicación 5G, dispositivos de alta potencia e sensor intelixente, memoria de estado sólido e outros produtos de información electrónica avanzada proporcionan materiais fundamentais de apoio. As famosas empresas de fabricación de metais de terras raras de alta pureza e materiais de destino son principalmente Japan Toscao Corporation, Honeywell International Corporation e outras empresas de Fortune 500. As empresas de fabricación de metais de terras raras de alta pureza e materiais obxectivo de China inclúen principalmente Zhongyan Rare Earth New Materials Co., Ltd., Hunan Rare Earth Metal Materials Research Institute, etc. Aínda hai lagoas en innovación tecnolóxica, equipos avanzados, investigación básica de vangarda. e outros aspectos. Actualmente, China rompeu a tecnoloxía de preparación de metais de terras raras de pureza ultra alta, pero aínda hai unha certa distancia para realizar a industrialización e garantir o desenvolvemento de circuítos integrados e outras industrias de información electrónica.
3. Dificultades e retos no desenvolvemento de materiais funcionais de terras raras
Con base no estado de investigación anterior de materiais funcionais de terras raras, pódese descubrir que os recursos de terras raras, como recursos estratéxicos escasos globais non renovables, sempre foron un dos focos de atención global. Desde a fricción comercial entre China e os Estados Unidos, os materiais de imán permanente de terras raras e de terras raras convertéronse nas "palabras clave" que adoitan mencionar os medios nacionais e estranxeiros. A razón é que o dominio da cadea industrial de materiais de imán permanente de terras raras e de terras raras de China e a velocidade de desenvolvemento da tecnoloxía de materiais de imán permanente de terras raras preocupan aos Estados Unidos. Aínda que os recursos de terras raras de China e as tecnoloxías de minería, selección e fundición de terras raras ocupan posicións de liderado no mundo e tamén ten unha serie de tecnoloxías orixinais, aínda se enfronta a moitas dificultades e desafíos no desenvolvemento de materiais funcionais de terras raras.
Materiais funcionais de terras raras de desafíos externos, provén principalmente dos Estados Unidos ao "sistema guo + campamento global", intentando unha forma de "desacoplamento integral" para desfacerse da dependencia dos produtos de imán permanente de terras raras de China, ao mesmo tempo incitar a outros países. renunciar á aplicación dos materiais de imán permanente de terras raras de China, para conter e frear o rápido desenvolvemento da ciencia e tecnoloxía de terras raras e da industria de aplicacións no noso país. Por outra banda, nos campos de aplicación medio e abaixo dos materiais funcionais de terras raras, a maior parte da investigación e desenvolvemento de China está no estado dos principais métodos de tecnoloxía estranxeira. Aínda que nos últimos anos no noso país no campo das solicitudes de patentes de materiais de terras raras creceu rapidamente, pero a gran maioría pertencen á patente mellorada ou patentes de borde, ten o núcleo de dereitos de propiedade intelectual independente, especialmente a patente internacional orixinal, moitas tecnoloxías básicas. por barreiras técnicas de patentes estranxeiras, afectaron seriamente a alta calidade do desenvolvemento da industria de terras raras e internacionalización.
Os desafíos internos dos materiais funcionais de terras raras proveñen principalmente das deficiencias básicas da industria de terras raras e da insuficiente atención da "forxa de táboas longas"; as empresas e institucións de investigación prefiren apoiar as tecnoloxías de investigación e imitación a curto prazo e un apoio insuficiente ás tecnoloxías orixinais con gran dificultade de desenvolvemento, altos custos de desenvolvemento e longo ciclo de avance tecnolóxico; hai que reforzar as capacidades de investigación e desenvolvemento colaborativas multidisciplinares e interindustriais no campo dos materiais funcionais de terras raras. Na análise final, a capacidade de innovación orixinal de China é insuficiente e a capacidade de controlar a tecnoloxía básica dos materiais funcionais de terras raras é débil.
Polo tanto, centrándose no desenvolvemento de materiais funcionais de terras raras en 2035, débese prestar máis atención á construción de innovación independente da capacidade dos materiais funcionais de terras raras desde a perspectiva da globalización, incluíndo o control das tecnoloxías fundamentais, a aprendizaxe e a integración con tecnoloxías avanzadas internacionais, así como as vantaxes da industria funcional de terras raras e cada vez máis grande e máis forte.
4. Materiais funcionais de terras raras nas ideas de desenvolvemento futuro, dirección de desenvolvemento clave e obxectivos de desenvolvemento
(1) Ideas de desenvolvemento
Estreitamente integrado coas estratexias nacionais, combinado con escenarios de aplicación futuros, como robots intelixentes, cidades intelixentes, desenvolvemento oceánico e interestelar, sociedade de big data e acoplamento home-máquina, céntrase na enxeñaría e industrialización da investigación tecnolóxica clave, esforzámonos por facer avances en a tecnoloxía de preparación do núcleo, equipos de produción intelixentes, instrumentos de proba especiais e a súa tecnoloxía de aplicación de materiais funcionais avanzados de terras raras, materiais luminiscentes de terras raras, materiais catalíticos de terras raras, materiais catalíticos de terras raras, materiais de cristal de terras raras, metais de terras raras de alta pureza e obxectivo. materiais; A través da innovación sincrónica de toda a cadea industrial, promoveremos a promoción e implementación de logros avanzados, para garantir a subministración efectiva de materiais clave para as principais necesidades estratéxicas, como as industrias estratéxicas emerxentes, a defensa nacional e a fabricación intelixente. subministración de materiais funcionais de terras raras aplicadas de alta gama; Realiza teorías básicas de fronteira e investigación experimental, A través da exploración en profundidade e acumulación de preguntas científicas, E suxire teorías máis orixinais, Fai descubrimentos orixinais, Obtivo un lote de novos materiais de terras raras e aplicacións novas de resultados orixinais; Realizar a transformación estratéxica de China dunha potencia de terras raras a unha potencia de terras raras, liderar o futuro desenvolvemento da tecnoloxía e da industria de terras raras, proporcionar apoio material para a consecución do obxectivo estratéxico de China de "clasificar entre a vangarda do país innovador. para 2035".
(2) Dirección de desenvolvemento clave
1. Tecnoloxías clave de preparación de materiais de imán permanente de terras raras de ultra alto rendemento e utilización eficiente e equilibrada de terras raras
En vista da futura sociedade intelixente con maior rendemento magnético de materiais de imán permanente e novas tecnoloxías e equipos para a esixencia de diversidade de funcións de material de imán permanente, combinando a actualización do coñecemento e a lei histórica do cambio tecnolóxico e o desenvolvemento actual de terras raras de alto rendemento. materiais de imán permanente perfeccionamento do gran e optimización de límites de tecnoloxías clave como a comprensión, para formular contidos de desenvolvemento clave.
(1)Materiais de imán permanente NdFeB: foco na tecnoloxía de preparación de NdFeB sinterizado con alto rendemento completo, investigación sobre o mecanismo de difusión do límite de cristal de terras raras pesadas en imáns NdFeB sinterizado, investigación sobre tecnoloxía e aplicación de recuperación de NdFeB sinterizado, tecnoloxía de predición do rendemento do servizo e teoría de imáns de NdFeB sinterizados, etc.
(2)Materiais de imán permanente de cobalto de samario: céntrase no mecanismo de regulación elemental do imán de cobalto de samario de alto residuo, a regulación de compoñentes de nanoestrutura e microrrexión na preparación de enxeñería de imán permanente de cobalto de samario de alto rendemento, a investigación sobre a tecnoloxía antioxidante de cobalto de samario a altas temperaturas. temperatura de uso e tecnoloxía de protección da superficie do imán permanente de samario cobalto de alta temperatura, etc.
(3)Materiais de imán permanente Thermopress: céntrase na investigación do mecanismo de formación de anisotropía do anel magnético de presión en quente de parede fina, investigación sobre a tecnoloxía de preparación de po magnético de alto rendemento para anel magnético de prensa en quente, tecnoloxía de preparación e aplicación de anel de imán permanente de presión en quente de alto rendemento , equipos de preparación de enxeñería e desenvolvemento de tecnoloxía de procesos de anel magnético de presión en quente de alto rendemento, etc.
（4）Materiais de imán permanente de alta abundancia: céntrase na utilización equilibrada de terras raras de alta abundancia (La, Ce, etc.) en materiais de imán permanente, o mecanismo de estrutura do imán de cerio de fase principal dual e a tecnoloxía de mellora da forza coercitiva.
（5） Combinando o xene do material e a aprendizaxe automática, realiza o deseño estrutural e o cálculo do rendemento de materiais magnéticos funcionais e explora o novo sistema e a nova estrutura de materiais para os índices clave de rendemento do produto de alta enerxía magnética e alta coercitiva da primeira xeración. de terras raras materiais magnéticos permanentes.
(6) Segundo as características dos materiais funcionais magnéticos, estude os novos principios e os novos equipos para probas e probas e desfaise gradualmente a dependencia dos equipos de análise e proba de países estranxeiros.
2. Novos materiais de imán permanente de terras raras e tecnoloxías clave de aplicación personalizada
Baixo a tendencia xeral da economía baixa en carbono que arrasa o mundo, os países de todo o mundo prestan atención á protección ambiental e ás baixas emisións de carbono como campos científicos e tecnolóxicos fundamentais. Os contidos clave de desenvolvemento inclúen: desenvolvemento de tránsito ferroviario intelixente e sistema de fabricación industrial intelixente; desenvolvemento de materiais magnéticos permanentes e sistema de enerxía magnética con tecnoloxía de rodamentos de suspensión de imáns permanentes e transmisión de corrente de Foucault magnética permanente; desenvolvemento de materiais magnéticos permanentes de terras raras para xeradores de accionamento directo de imán permanente de alta resistencia á corrosión con ambiente de corrosión mariña; desenvolvemento de materiais magnéticos permanentes con produto de alta enerxía magnética, alta forza coercitiva, miniaturización e alta precisión para escenarios de aplicación como robot e cidade intelixente.
2. Materiais luminiscentes de terras raras de gama alta e as súas principais tecnoloxías e equipos de preparación
Coa crecente demanda de calidade da fonte de luz no mercado de iluminación de semicondutores, é necesario centrarse no desenvolvemento de materiais emisores de luz de terras raras de gama alta e as súas tecnoloxías e equipos de preparación clave para satisfacer as aplicacións nos campos da iluminación, exhibición e visualización. e detección de información. Os contidos clave do desenvolvemento inclúen: avance clave de novos materiais luminiscentes de terras raras, como a emisión non visible e a emisión de conversión ascendente; desenvolver teorías e métodos técnicos de mellora da eficiencia da emisión infravermella baixo luz violeta; desenvolvemento de materiais de emisión de banda estreita de alta eficiencia, emisión verde e vermella de alta pureza de cor; deseñar e desenvolver novos materiais con dereitos de propiedade intelectual independentes utilizando o principio de compatibilidade estrutural e substitución da propiedade en igualdade de condicións, e realizando un deseño estrutural baseado en materiais de alto rendemento para obter unha serie de novos materiais luminiscentes de terras raras.
Tecnoloxía de preparación 4.Key de materiais catalíticos de terras raras
Os materiais catalíticos de terras raras son materiais de alta tecnoloxía que promoven a aplicación extensiva de elementos de terras raras de alta abundancia e lixeiros lantano e cerio, alivian e solucionan eficazmente o desequilibrio do consumo de terras raras en China, melloran a enerxía e a tecnoloxía ambiental, promoven o sustento das persoas, e mellorar o ambiente de vida dos seres humanos. Os contidos clave do desenvolvemento inclúen: desenvolvemento de materiais catalíticos petroquímicos de terras raras de alta eficiencia, aforro de enerxía e longa vida, materiais catalíticos de terras raras sintéticas de enerxía limpa, control da contaminación dos gases de escape de vehículos a motor e control da contaminación das emisións industriais de materiais catalíticos de terras raras e clave. tecnoloxías de industrialización; céntrase no desenvolvemento de tecnoloxías clave de montaxe molecular de nanogaiolas e preparación de materiais de cerio-circonio con gran superficie específica, desenvolvemento de materiais catalíticos de terras raras de ultra-alto rendemento e aplicación a escala en partes eficientes de purificación catalítica de terras raras de fonte fixa e móbil. sistema de escape da fonte para realizar a localización.
5. Materiais avanzados de cristal de terras raras e a súa tecnoloxía de preparación industrial
Os materiais de cristal de terras raras son amplamente utilizados na defensa nacional, dispositivos científicos de punta, tratamento médico, detección, inspección de seguridade e outros campos. Os materiais de cristal de terras raras e a súa tecnoloxía de preparación industrial son a principal tendencia de desenvolvemento no futuro
A dirección de desenvolvemento clave do cristal láser de terras raras inclúe: o desenvolvemento de tecnoloxía e equipamento de crecemento e procesamento de cristais láser de terras raras de gran tamaño e de alta calidade.
Desenvolver tecnoloxía de preparación eficiente de cristal láser de terras raras de alta calidade e fibra láser; varias novas tecnoloxías de aplicación de láser baseadas en cristal láser de terras raras.
6. Tecnoloxía de preparación de metais e brancos de terras raras de alta pureza
A nova xeración de materiais enerxéticos e electrónicos de información son as principais direccións de aplicación de metais de terras raras de alta pureza e produtos obxectivo. No futuro, as principais direccións de investigación e desenvolvemento de materiais metálicos de terras raras de alta pureza inclúen: mellorar aínda máis a pureza dos metais de terras raras por riba de 4N5 (99,995 %), desenvolver a preparación de baixo custo e a gran escala de metais de terras raras de ultra alta pureza. tecnoloxía para proporcionar materias primas clave para o desenvolvemento de terras raras de alta pureza; o desenvolvemento de procesos de control de purificación fino e grandes equipos de purificación de baleiro alto, como fornos de gran área e fornos de purificación de cristal único; o desenvolvemento de tecnoloxía de análise e detección de trazas de impurezas en metais de terras raras de alta pureza e materiais obxectivo.
(3) Obxectivos de desenvolvemento
Obxectivo 1.2025: completar a transición da industria de terras raras de seguir a funcionar e executar
En 2025, converterase nun país poderoso no campo dos materiais funcionais de terras raras. Para unha nova xeración de tecnoloxía da información, transporte moderno, unha nova xeración de iluminación e visualización, conservación de enerxía, protección ambiental, circuíto integrado, medicina biolóxica, defensa nacional, grandes necesidades de desenvolvemento, mestre preliminar con dereitos de propiedade intelectual independentes de materiais magnéticos de terras raras. e tecnoloxía básica clave de equipos de fabricación, vehículos de nova enerxía, aeroespacial, servomotor industrial e outras aplicacións de materiais magnéticos de gama alta, a taxa de éxito da xeración de materiais de imán permanente de terras raras alcanzou o 70%. Romper a tecnoloxía de preparación estable e por lotes de materiais luminiscentes de terras raras e a taxa de localización aumentou a máis do 80%; romper coa tecnoloxía de preparación clave de novos materiais funcionais de terras raras, como materiais de cristal de terras raras de alto rendemento, metais de terras raras de alta pureza e materiais obxectivo, cumprir os requisitos de equipos médicos de gama alta, detección intelixente, circuíto integrado, etc., substituír parcialmente a importación; desenvolver novos materiais funcionais de terras raras e a súa tecnoloxía de preparación e ampliar novos campos de aplicación. Para 2025, China dominará unha serie de tecnoloxías fundamentais de novos materiais clave de terras raras e formará unha serie de corporacións multinacionais e clusters industriais cunha forte competitividade internacional nas áreas competitivas. A nosa posición na cadea de valor industrial global mellorarase significativamente e completarase a transición da industria de terras raras de seguir a funcionar.
Obxectivo 2.2030: inicialmente converter a China nunha potencia mundial de terras raras
Para 2030, no campo dos materiais funcionais de terras raras, a capacidade de innovación mellorarase moito e pode liderar a investigación global e o desenvolvemento industrial de materiais de imán permanente de terras raras e, inicialmente, alcanzar o obxectivo de converterse nunha industria mundial de terras raras. Imán permanente de alto rendemento en robots, equipos médicos, aeroespacial, Internet das cousas, barcos, petroquímicos e outros equipos importantes e aplicacións de enxeñería, mestre con dereitos de propiedade intelectual independentes de materiais magnéticos de terras raras e equipos de fabricación, vehículos de nova enerxía, navegación 042 aeroespacial aéreo, servomotor industrial e outras aplicacións de materiais magnéticos de gama alta, a taxa de éxito de substitución de materiais de imán permanente de terras raras alcanzou o 80%.
3. Obxectivo de 2035: construír unha potencia mundial de terras raras
Para 2035, realizaranse grandes avances no campo dos materiais funcionais de terras raras e mellorarase moito a capacidade de innovación. O nivel global de innovación no campo dos novos materiais de terras raras chegará ás filas dos países a nivel mundial, a competitividade global reforzarase significativamente, algunhas vantaxes formarán a capacidade de liderado de innovación global e converterán a China nunha potencia mundial en funcións de terras raras. materiais.
Os materiais de imáns permanentes de terras raras, os materiais catalíticos e os materiais luminosos alcanzaron o nivel avanzado internacional, alcanzando a plena autosuficiencia. A taxa de autosuficiencia de cristais funcionais ópticos e terras raras ultrapuras para aplicacións de defensa nacional é superior ao 95%; tecnoloxías fundamentais e dereitos de propiedade intelectual de materiais magnéticos de terras raras e materiais magnéticos de gama alta, como vehículos de nova enerxía, defensa nacional, aeroespacial, fabricación intelixente, saúde, enxeñaría mariña, formando un lote de materiais funcionais de terras raras orixinais, no que os dereitos de propiedade intelectual orixinais dunha nova xeración de materiais de imán permanente de terras raras están en mans de China. Os estándares de China formulados de forma independente representan máis do 30% dos estándares internacionais e teñen voz na formulación de estándares de materiais de alta gama; cultivar talentos innovadores e equipos de materiais funcionais de terras raras, realizar o novo modo de desenvolvemento de impulsar novas aplicacións mediante materiais funcionais de terras raras e establecer un sistema de innovación tecnolóxica e un sistema industrial líderes a nivel mundial para proporcionar unha plataforma para tecnoloxías orixinais.
4. proposta de política
A estratexia de desenvolvemento de 2035 para materiais funcionais de terras raras, acelerar a construción dun novo patrón de desenvolvemento de innovación científica e tecnolóxica de materiais funcionais de terras raras, optimizar os recursos científicos e tecnolóxicos e recursos humanos nas rexións dominantes de terras raras e consolidar o "longboard". "vantaxe no campo das terras raras. Debe esforzarse por mellorar a capacidade de innovación orixinal, a escala de enxeñería e a capacidade de logros, promover a fabricación ecolóxica de materiais funcionais de terras raras, desenvolver vigorosamente atender a aplicación de gama alta con dereitos de propiedade intelectual independentes de terras raras magnéticas de alto rendemento, luz, electricidade e outros novos materiais funcionais e tecnoloxía de aplicación, establecer materiais de terras raras avanzadas de China "con" plataforma de innovación, construír materiais de terras raras e aplicación da cadea da industria económica de baixo carbono, formada cos dereitos de propiedade intelectual independente de China das industrias estratéxicas de materiais de terras raras de alto rendemento, gradualmente. realizar mediante o poder de produción de terras raras cara ao poder de terras raras. As políticas e medidas específicas recomendadas son as seguintes:
(1) Fortalecer a capacidade de investigación de predición estratéxica e apoio ás políticas no campo dos materiais funcionais de terras raras a nivel nacional
En primeiro lugar, acelerar o establecemento dun sistema de propiedade intelectual, un sistema tecnolóxico, un sistema de talento e un sistema de plataforma para materiais funcionais de terras raras coordinados a nivel nacional.
En segundo lugar, reforzar a continuidade e continuidade da implementación do plan a medio e longo prazo no campo dos materiais funcionais de terras raras, formar apoio estatal estable e a longo prazo e evitar o apoio intermitente.
En terceiro lugar, reforzar a concienciación sobre a protección da propiedade intelectual no campo dos materiais funcionais de terras raras, mellorar o sistema xurídico e o mecanismo de implementación da protección da propiedade intelectual, reforzar e implementar medidas de incentivo para as actividades de innovación dos inventores de emprego e estimular o impulso endóxeno e a aparición de tecnoloxías innovadoras de materiais funcionais de terras raras e as súas industrias.
(2) Reforzar o apoio do equipo de vantaxes de terras raras e a construción de gradientes de talento e mellorar a capacidade de innovación sostible dos materiais funcionais de terras raras
En primeiro lugar, proporcionaremos apoio estable e a longo prazo a institucións e equipos de investigación competitivos no campo das vantaxes das terras raras e estableceremos as bases nacionais de plataformas de innovación científica e tecnolóxica para materiais funcionais de terras raras a diferentes niveis o antes posible.
En segundo lugar, desempeñe plenamente o papel dos expertos novos e de mediana idade na construción do nivel de talento para evitar a falta de talento e o desperdicio de recursos de talento.
En terceiro lugar, céntrase na formación de mozos e mozas técnicos a tempo completo no campo dos materiais funcionais de terras raras. Para os talentos técnicos destacados, o limiar da política de avaliación pode relaxarse adecuadamente e, mentres fagan contribucións, teñen a oportunidade de realizar un valor persoal, de xeito que os talentos líderes poden ser promovidos en actividades de investigación científica e innovación. Emerxencia espontánea.
(3) Fortalecer a cooperación internacional no campo dos materiais funcionais de terras raras e mellorar a competitividade global de China no campo dos materiais funcionais de terras raras
En primeiro lugar, no entorno internacional actual, deben utilizarse varias oportunidades para realizar intercambios internacionais de persoal e intercambio de información sobre ciencia e tecnoloxía de terras raras; o departamento de xestión debe tratar de facilitar o intercambio científico e tecnolóxico internacional, relaxar o límite dos investigadores para asistir a conferencias académicas e intercambios técnicos e evitar a investigación técnica e o desenvolvemento do "autobloqueo" causado por intereses locais e departamentais.
En segundo lugar, segundo a situación actual no país e no exterior, mentres se fortalece a circulación interna no campo dos materiais funcionais de terras raras nacionais, debemos esforzarnos por expandir o novo mercado internacional e ampliar a circulación externa internacional. Por unha banda, fortalecer o nivel de apertura ao mundo exterior, manter e crear condicións para a introdución de empresas de aplicacións de gama alta de novos materiais de terras raras, formar e establecer activamente un novo patrón de industria global de novos materiais de terras raras e comunidade de tecnoloxía de terras raras; por outra banda, relaxar moderadamente a importación de materias primas de terras raras para reducir a presión da protección ambiental doméstica e do consumo de recursos; ao mesmo tempo, animar ás empresas chinesas de terras raras a saír, adquirir, comprar accións e crear novos materiais de terras raras, como o servomotor de robot e o motor de accionamento de vehículos eléctricos. As empresas vantaxosas de produtos de aplicación de alta tecnoloxía mellorarán o negocio e a ciencia. e ambiente de desenvolvemento tecnolóxico na casa e no estranxeiro, para mellorar a competitividade global da cadea de subministración e da cadea de subministración de materiais funcionais de terras raras de China.