Ricerca strategica sull'evoluzione dei materiali funzionali delle terre rare entro il 2035

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

(1. Istituto generale di ricerca sul ferro e sull'acciaio, Pechino 100081; 2. Zhong yan Rare Earth New Materials Co., Ltd., Pechino 100088)

Riassunto: Essendo uno dei materiali strategici chiave con le maggiori caratteristiche di risorsa in Cina, la terra rarai materiali funzionali sono i materiali fondamentali che supportano la nuova generazione della tecnologia dell'informazione , armi e attrezzature aerospaziali e moderne, trasporto ferroviario avanzato, veicoli a risparmio energetico e nuove energie, attrezzature mediche ad alte prestazioni e altri settori ad alta tecnologia. Questo documento introduce il contesto dell'industria dei materiali funzionali delle terre rare e lo stato di sviluppo, analizza i problemi esistenti nello sviluppo dell'industria dei materiali funzionali delle terre rare in Cina, propone le nuove idee di sviluppo della strategia di sviluppo del potere materiale 2035 e la direzione chiave dello sviluppo, dal rafforzamento delle previsioni strategiche delle terre rare e del sostegno politico, rafforzando la ricerca di base e l'applicazione nel campo delle terre rare, rafforzando la costruzione di team e talenti a vantaggio delle terre rare, avanzando suggerimenti politici, per promuovere lo sviluppo di materiali funzionali delle terre rare, realizzare la strategia passaggio dall'energia delle terre rare all'energia delle terre rare per fornire un riferimento.

Parole chiave: materiali funzionali delle terre rare; materiali strategici chiave; nuovi materiali alimentano il 2035

Numero di classificazione: O614.33; T.G

Strategie di sviluppo per le terre rare

Materiali funzionali entro il 2035

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

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

Riassunto: I materiali funzionali delle terre rare sono fondamentali e strategici nel supportare i settori ad alta tecnologia come la tecnologia dell'informazione di nuova generazione, l'aerospaziale e gli armamenti moderni, il trasporto ferroviario avanzato, i veicoli a risparmio energetico e di nuova energia e i dispositivi medici ad alte prestazioni. dispositivi. In questo articolo vengono introdotti lo stato di sviluppo e le tendenze dell'industria dei materiali funzionali delle terre rare in Cina e vengono analizzati i problemi del settore. Per promuovere la competitività dei materiali funzionali delle terre rare in Cina, vengono proposti alcuni suggerimenti politici, compreso il rafforzamento della previsione strategica e del sostegno politico, la promozione della ricerca e dell’applicazione di base e il rafforzamento della costruzione di team vantaggiosi e dello sviluppo del personale nel campo delle terre rare.

Parole chiave: materiali funzionali delle terre rare; materiali critici e strategici; Strategia energetica per i nuovi materiali al 2035

Innanzitutto, prefazione

Elementi di terre rare (15 lantanidi, ittrio, scandio totale 17 yuan Nome generale dell'elemento) grazie alla sua struttura elettronica unica dello strato, in modo che abbia eccellenti caratteristiche magnetiche, ottiche, elettriche e altre caratteristiche fisiche e chimiche, nei veicoli a nuova energia, Nuovo display e l'illuminazione, i robot industriali e l'informazione elettronica, l'aerospaziale, la difesa nazionale, il risparmio energetico e la protezione ambientale, la produzione di apparecchiature di fascia alta e altre industrie strategiche emergenti svolgono un ruolo importante, è un materiale di base indispensabile [1].

I nuovi materiali delle terre rare rappresentati dai materiali funzionali delle terre rare sono diventati completi Uno dei punti focali della competizione con la palla. Paesi e regioni sviluppati come Europa, America e Giappone hanno elencato gli elementi delle terre rare come "elementi strategici del 21° secolo" e hanno svolto riserve strategiche e ricerche chiave. La "Strategia sui materiali chiave" formulata dal Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti, il "Piano strategico elementare" formulato dal Ministero dell'Istruzione, dell'Istruzione, della Scienza e il "Piano delle materie prime critiche dell'UE" formulato dall'Unione Europea sono tutti elementi delle terre rare elencati come aree chiave di ricerca. In particolare, negli ultimi anni, gli Stati Uniti hanno riavviato l’industria delle terre rare per ottenere magneti in terre rare disponibili per uso militare. Si può dire che i materiali magnetici permanenti delle terre rare sono diventati lo "Shangganling" nel campo dei materiali funzionali delle terre rare.

Per questo motivo, la Cina ha elencato le terre rare come una risorsa strategica per il controllo e lo sviluppo nazionale e ha elencato i materiali funzionali delle terre rare come materiali strategici chiave nei suoi piani di sviluppo nazionali a medio, lungo e lungo termine come "Made in China 2025" . I pareri del Consiglio di Stato sulla promozione dello sviluppo sostenibile e sano dell'industria delle terre rare e altre normative pertinenti hanno inoltre contribuito a promuovere l'innovazione scientifica e tecnologica nel campo dei materiali funzionali delle terre rare, a ottimizzare la struttura dell'industria delle terre rare e a promuovere il miglioramento continuo del livello di sviluppo e della qualità dei materiali funzionali delle terre rare in Cina.

2. Stato di sviluppo dei materiali funzionali delle terre rare

Le terre rare rappresentano un’importante risorsa strategica e un campo vantaggioso in cui la Cina ha un potere di discorso internazionale. La Cina è uno dei principali paesi al mondo con riserve di risorse di terre rare. Secondo le riserve totali di risorse di terre rare ammontano a circa 1.2108 t, tra le quali le riserve cinesi raggiungono 4.4107 t, pari a circa il 37,8% [2,3], la Cina è il più grande produttore mondiale di minerali di terre rare. Nel 2019, la produzione globale di terre rare è stata di 2,1105 t, tra cui la produzione cinese di terre rare ha raggiunto 1,32105 t, rappresentando circa il 63% della produzione globale di terre rare. Allo stesso tempo, la Cina è anche un paese di industrializzazione delle terre rare con un sistema industriale completamente indipendente, che copre la lavorazione del minerale a monte, la separazione della fusione, la produzione di ossidi e metalli delle terre rare a metà fiume e tutti i nuovi materiali delle terre rare e le loro applicazioni nel settore. a valle. Nel 2018, il valore della produzione della catena industriale cinese delle terre rare è stato di circa 90 miliardi di yuan, di cui i materiali funzionali delle terre rare rappresentavano il 56%, il valore della produzione era di circa 50 miliardi di yuan, la fusione e la separazione rappresentavano il 27% e il valore della produzione era di circa 50 miliardi di yuan. il valore della produzione è stato di circa 25 miliardi di yuan. Tra questi, i materiali funzionali delle terre rare rappresentano la percentuale più alta di materiali a magneti permanenti delle terre rare, pari al 75%, con un valore di produzione di circa 37,5 miliardi di yuan, i materiali catalitici rappresentano il 20% e un valore di produzione di circa 10 miliardi yuan. Nella struttura dei consumi dei materiali funzionali delle terre rare in Cina, i materiali a magneti permanenti delle terre rare beneficiano del rapido sviluppo dei veicoli a nuova energia e dell'industria elettronica, rappresentando oltre il 40% nella struttura dei consumi; metallurgia, macchinari, petrolchimica e vetroceramica rappresentano rispettivamente il 12%, 9% e 8%, i materiali per lo stoccaggio dell'idrogeno e i materiali luminescenti rappresentano circa il 7%; materiali catalitici, materiali lucidanti e tessili agricoli leggeri per il 5% [4].

(1) Campo di fusione e separazione delle terre rare

Nel 1988, la produzione di terre rare della Cina ha superato quella degli Stati Uniti, diventando il primo produttore di terre rare al mondo. Il livello di fusione e separazione delle terre rare della Cina è leader nel mondo e continua ancora oggi, controllando il mercato globale delle terre rare singole ad elevata purezza. Allo stato attuale, le imprese cinesi di separazione della fusione di terre rare si concentrano principalmente nei sei grandi gruppi cinesi di terre rare: North Rare Earth High-Tech Co., LTD. (gruppo), 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. I progetti esteri di fusione e separazione delle terre rare includono principalmente il progetto Mountain Pass dell'American Molybdenum Company (acquisita da Shenghe Resources Holdings Co., Ltd.), il progetto di fusione e separazione dell'australiana Lynas a Kuantan, Malesia, e il belga Solvi Group (Solvay ) progetto, ecc.

(2) Campo dei materiali magnetici permanenti delle terre rare

I materiali a magneti permanenti delle terre rare non sono solo la direzione di sviluppo più rapida e la scala industriale più grande e completa nell'intero campo delle terre rare, ma anche una materia prima chiave insostituibile e indispensabile nell'industria della difesa nazionale, e anche il campo di applicazione con il più grande quantità di materiali delle terre rare. Dal 2000, la scala industriale dell'applicazione di materiali a magneti permanenti di terre rare in Cina è stata in espansione e la produzione di pezzi grezzi di magneti NdFEB sinterizzati è aumentata da 8.104 t all'inizio del 12° piano quinquennale a 1.8105 t nel 2019, rappresentano oltre l’85% della produzione globale; la produzione di materiali a magneti permanenti in samario-cobalto è di 2400 t, pari a oltre l'80% della produzione totale.

L'ampio sviluppo di magneti NdfeB sinterizzati in settori high-tech come veicoli a nuova energia come la generazione di energia eolica, veicoli ibridi ed elettrici, elettrodomestici a risparmio energetico, robot industriali, treni ad alta velocità e maglev ha fornito un importante supporto per lo sviluppo dell’industria dei materiali a magneti permanenti delle terre rare e un notevole potenziale di crescita del settore. La Cina è vicina al livello avanzato dei suoi pari a livello mondiale nei settori dei materiali magnetici permanenti delle terre rare ad alte prestazioni, della tecnologia di riduzione pesante delle terre rare, dell’utilizzo equilibrato di materiali magnetici permanenti delle terre rare ad alta abbondanza e della tecnologia di riciclaggio e utilizzo dei magneti.

Sebbene il nostro Paese sia diventato il più grande produttore mondiale di materiali a magneti permanenti di terre rare, rappresentato da un'elevata abbondanza di materiali a magneti permanenti di terre rare, parte della tecnologia di preparazione dei magneti permanenti di terre rare è in posizione di leader mondiale, ma i prodotti cinesi di materiali a magneti permanenti di terre rare, non è ancora in grado di soddisfare la domanda di robot di alta qualità, tecnologia di comunicazione mobile di quinta generazione (5G), macchine per litografia e altri settori emergenti per la domanda di tecnologia a magneti permanenti di fascia alta. Allo stesso tempo, c’è ancora un grande divario con i paesi sviluppati come gli Stati Uniti e il Giappone nella tecnologia di preparazione più avanzata, nella deformazione termica, nella raffinazione del grano e nelle apparecchiature intelligenti continue.

(3) Nel campo dei materiali luminescenti costituiti da terre rare

Con la penetrazione accelerata dei materiali semiconduttori nei settori dell'illuminazione, della visualizzazione e del rilevamento delle informazioni, aumenta anche la domanda del mercato per la qualità delle sorgenti luminose. Nel campo dell'illuminazione, l'illuminazione a spettro completo è considerata la direzione principale della nuova generazione di illuminazione a LED bianchi. In altri campi dei materiali luminescenti, i rilevatori del vicino infrarosso rappresentano una parte importante dell’Internet delle cose, che è diventato al centro dell’attenzione globale, e hanno grandi prospettive di applicazione nel monitoraggio della sicurezza, nella biometria, nei test alimentari e medici e in altri campi.

Nel campo dei materiali luminescenti, con illuminazione a diodi a emissione di luce bianca (LED) e materiali di visualizzazione, Mitsubishi Chemical Co., LTD., Electrification Corporation, Japan Chemical Industry Co., Ltd. presentano vantaggi assoluti in termini di produzione, volume di vendita e il totale delle attività nel mercato globale. Anche il tasso di localizzazione dei LED al fosforo a luce bianca in Cina è aumentato dal 2000, meno del 5% all'anno, all'attuale 85%. Tuttavia, esiste ancora un certo divario tecnologico tra le imprese cinesi e i paesi stranieri. Al momento, le imprese più influenti in Cina sono Youyou Yan Rare Earth New Materials Co., LTD., Jiangsu Borui Optoelectronics Co., LTD. e Jiangmen Keheng Industrial Co., LTD.

(4) Campo dei materiali cristallini delle terre rare

I materiali cristallini delle terre rare comprendono principalmente cristalli laser di terre rare e cristalli scintigrafici di terre rare, che sono ampiamente utilizzati nella difesa nazionale, nei dispositivi scientifici all'avanguardia, nelle cure mediche, nel rilevamento, nell'ispezione di sicurezza e in altri campi. Negli ultimi anni, le apparecchiature diagnostiche mediche di fascia alta come la tomografia computerizzata a emissione di positroni (PET-CT) si sono sviluppate rapidamente, creando una forte domanda di scintillazioni di terre rare ad alte prestazioni rappresentate da cristalli di silicato di ittrio lutezio (LYSO), e le economie emergenti rappresentate da parte della Cina hanno un potenziale di mercato particolarmente enorme in futuro. Basandosi sul possesso di un’unità per milione di persone, la Cina dovrà aggiungere circa 1.000 unità di apparecchiature PET-CT e la domanda di cristalli scintillanti di terre rare supererà i 3 miliardi di yuan.

(5) Settore dei materiali catalitici delle terre rare

I materiali catalitici delle terre rare occupano un ruolo importante nell'economia nazionale, che possono essere ampiamente utilizzati nell'ambiente e nell'energia, promuovono l'applicazione estensiva di elementi leggeri e abbondanti di terre rare lantanio e cerio, alleviano e risolvono efficacemente lo squilibrio del consumo di terre rare in Cina, migliorare la tecnologia energetica e ambientale e migliorare l’ambiente di vita umano. Il catalizzatore per il cracking dell'olio e il catalizzatore per la purificazione dei gas di scarico dei veicoli a motore è il dosaggio dei materiali catalitici delle terre rare di due grandi applicazioni, tra cui il catalizzatore per il cracking dell'olio, la fonte mobile (autoveicoli, navi, macchine agricole, ecc.) Il catalizzatore per la purificazione dei gas di scarico, la fonte fissa (gas di scarico industriali esaurito, combustione di gas naturale, trattamento dei gas di scarico organici, ecc.) catalizzatore di purificazione del gas di coda, ecc.

Rispetto a catalizzatori simili nel mondo, i catalizzatori di cracking domestici hanno raggiunto lo stesso livello nelle loro prestazioni di utilizzo. Ma nel catalizzatore per la purificazione dei gas di scarico dei veicoli a motore, nella centrale elettrica a carbone con catalizzatore per la denitrazione dei gas di scarico industriali ad alta temperatura, come materiali per lo stoccaggio dell'ossigeno in terre rare di cerio e zirconio, rivestimento in allumina modificata, supporto a parete ultrasottile di grandi dimensioni (> 600 mesh) la produzione su larga scala e la tecnologia e le attrezzature chiave per l'integrazione dei sistemi, ecc., con il livello avanzato estero presentano ancora un certo divario.

(6) Metalli delle terre rare di elevata purezza e materiali bersaglio

Il metallo delle terre rare ad elevata purezza è la materia prima principale per la ricerca e lo sviluppo di materiali high-tech, ampiamente utilizzato in materiali magnetici, materiali funzionali ottici, materiali catalitici, materiali per lo stoccaggio dell'idrogeno, materiali ceramici funzionali, materiali target sputtering per informazioni elettroniche e altri campi. Alla fine del 20° secolo, Mine Metal Co., LTD., East Cao Corporation, Honeywell International Company e imprese europee e americane sono passate dalla preparazione del metallo ad elevata purezza allo sviluppo dell'industrializzazione e alla fase di applicazione di nuovi materiali, con un processo di ordine elevato inferiore a 7 nm circuiti integrati, dispositivi di comunicazione 5G, dispositivi ad alta potenza e sensori intelligenti, memoria a stato solido e altri prodotti di informazione elettronica avanzati forniscono materiali chiave di supporto. Le imprese produttrici di metalli delle terre rare e di materiali target di elevata purezza famose in tutto il mondo sono principalmente la Japan Toscao Corporation, la Honeywell International Corporation e altre imprese Fortune 500. Le imprese cinesi produttrici di metalli delle terre rare e materiali target di elevata purezza includono principalmente Zhongyan Rare Earth New Materials Co., Ltd., Hunan Rare Earth Metal Materials Research Institute, ecc. Ci sono ancora lacune nell'innovazione tecnologica, nelle attrezzature avanzate e nella ricerca di base all'avanguardia e altri aspetti. Allo stato attuale, la Cina ha fatto passi da gigante nella tecnologia di preparazione dei metalli delle terre rare ad altissima purezza, ma c'è ancora una certa distanza per realizzare l'industrializzazione e garantire lo sviluppo del circuito integrato e di altri settori dell'informazione elettronica.

3. Difficoltà e sfide nello sviluppo di materiali funzionali delle terre rare

Sulla base dello stato di ricerca di cui sopra sui materiali funzionali delle terre rare, si può scoprire che le risorse delle terre rare, in quanto risorse strategiche scarse a livello globale non rinnovabili, sono sempre state al centro dell'attenzione globale. Dopo l'attrito commerciale tra Cina e Stati Uniti, le terre rare e i materiali magnetici permanenti delle terre rare sono diventati le "parole chiave" spesso menzionate dai media nazionali ed esteri. Il motivo è che il predominio della catena industriale cinese dei materiali a magneti permanenti delle terre rare e delle terre rare e la velocità di sviluppo della tecnologia dei materiali a magneti permanenti delle terre rare preoccupano gli Stati Uniti. Sebbene le risorse cinesi di terre rare e le tecnologie di estrazione, selezione e fusione di terre rare siano nelle posizioni di leader nel mondo e disponga anche di una serie di tecnologie originali, deve ancora affrontare molte difficoltà e sfide nello sviluppo di materiali funzionali di terre rare.

I materiali funzionali delle terre rare affrontano sfide esterne, provengono principalmente dagli Stati Uniti al "sistema guo + campo globale", cercando di "disaccoppiare completamente" un modo per sbarazzarsi della dipendenza dai prodotti a magneti permanenti delle terre rare della Cina, incitando allo stesso tempo altri paesi rinunciare all'applicazione dei materiali magnetici permanenti delle terre rare della Cina, contenere e frenare il rapido sviluppo della scienza e della tecnologia delle terre rare e dell'industria delle applicazioni nel nostro paese. D'altro canto, nei campi applicativi intermedi e a valle dei materiali funzionali delle terre rare, la maggior parte della ricerca e sviluppo cinese si trova in uno stato di leadership nei metodi tecnologici stranieri. Anche se negli ultimi anni nel nostro paese le richieste di brevetti sui materiali delle terre rare sono aumentate rapidamente, ma la stragrande maggioranza appartiene a brevetti migliorati o brevetti marginali, ha diritti di proprietà intellettuale indipendenti fondamentali, in particolare il brevetto internazionale originale, molte tecnologie di base da barriere tecniche brevettuali straniere, gravemente compromesso l'alta qualità dello sviluppo e dell'internazionalizzazione dell'industria delle terre rare.

Le sfide interne dei materiali funzionali delle terre rare derivano principalmente dalle carenze di base dell'industria delle terre rare e dall'insufficiente attenzione alla "forgiatura di tavole lunghe"; le imprese e gli istituti di ricerca preferiscono sostenere la ricerca a breve termine e le tecnologie di imitazione, e un sostegno insufficiente per le tecnologie originali con grandi difficoltà di sviluppo, elevati costi di sviluppo e lungo ciclo di innovazione tecnologica; è necessario rafforzare le capacità di ricerca e sviluppo collaborativo multidisciplinare e intersettoriale nel campo dei materiali funzionali delle terre rare. In ultima analisi, la capacità di innovazione originaria della Cina è insufficiente e la capacità di controllare la tecnologia di base dei materiali funzionali delle terre rare è debole.

Pertanto, concentrandosi sullo sviluppo dei materiali funzionali delle terre rare nel 2035, si dovrebbe prestare maggiore attenzione alla costruzione indipendente dell'innovazione della capacità dei materiali funzionali delle terre rare dal punto di vista della globalizzazione, compreso il controllo delle tecnologie di base, l'apprendimento e l'integrazione con tecnologie avanzate internazionali, nonché i vantaggi dell'industria funzionale delle terre rare e il suo diventare sempre più grande.

4. Materiali funzionali delle terre rare nelle idee di sviluppo futuro, direzione chiave dello sviluppo e obiettivi di sviluppo

(1) Idee di sviluppo

Strettamente integrato con le strategie nazionali, combinato con futuri scenari applicativi quali robot intelligenti, città intelligenti, sviluppo oceanico e interstellare, società dei big data e docking uomo-macchina, focus sull'ingegneria e l'industrializzazione della ricerca tecnologica chiave, impegno per compiere progressi in la tecnologia di preparazione del nucleo, apparecchiature di produzione intelligenti, strumenti di prova speciali e la loro tecnologia di applicazione di materiali funzionali avanzati di terre rare, materiali luminescenti di terre rare, materiali catalitici di terre rare, materiali catalitici di terre rare, materiali cristallini di terre rare, metalli di terre rare ad elevata purezza e target materiali; Attraverso l'innovazione sincrona dell'intera catena industriale, promuoveremo la promozione e l'implementazione di risultati avanzati, per garantire l'effettiva fornitura di materiali chiave per le principali esigenze strategiche come le industrie strategiche emergenti, la difesa nazionale e la produzione intelligente, infine, realizzare l'indipendenza fornitura di materiali funzionali applicati di terre rare di fascia alta; Condurre teorie di base e ricerche sperimentali di frontiera, attraverso l'esplorazione approfondita e l'accumulo di domande scientifiche, e suggerire teorie più originali, fare scoperte originali, ottenere un lotto di nuovi materiali di terre rare e una nuova applicazione di risultati originali; Realizzare la trasformazione strategica della Cina da potenza delle terre rare a potenza delle terre rare, Guidare lo sviluppo futuro della tecnologia e dell'industria delle terre rare, Fornire supporto materiale per la realizzazione dell'obiettivo strategico della Cina di "posizionarsi in prima linea tra i paesi innovativi" entro il 2035".

(2) Direzione chiave dello sviluppo

1. Tecnologie chiave per la preparazione di materiali magnetici permanenti per terre rare ad altissime prestazioni e utilizzo efficiente ed equilibrato delle terre rare

In vista della futura società intelligente con prestazioni magnetiche più elevate dei materiali a magneti permanenti e nuove tecnologie e attrezzature per il requisito della diversità delle funzioni dei materiali a magneti permanenti, combinando l'aggiornamento delle conoscenze e la legge storica del cambiamento tecnologico e l'attuale sviluppo di terre rare ad alte prestazioni materiali a magneti permanenti raffinamento della grana e ottimizzazione dei confini delle tecnologie chiave come la comprensione, per formulare contenuti chiave di sviluppo.

(1)Materiali a magneti permanenti NdFeB: focus sulla tecnologia di preparazione del NdFeB sinterizzato con prestazioni elevate e complete, ricerca sul meccanismo di diffusione dei confini cristallini delle terre rare pesanti nei magneti NdFeB sinterizzati, ricerca sulla tecnologia e applicazione di recupero del NdFeB sinterizzato, tecnologia di previsione delle prestazioni di servizio e teoria di magneti NdFeB sinterizzati, ecc.

(2)Materiali a magnete permanente in samario cobalto: focus sul meccanismo di regolazione elementare del magnete in samario cobalto ad alto residuo, la regolazione dei componenti nanostrutturali e microregionali nella preparazione ingegneristica del magnete permanente in samario cobalto ad alte prestazioni, la ricerca sulla tecnologia antiossidante del samario cobalto ad alta utilizzare la temperatura e la tecnologia di protezione della superficie del magnete permanente in samario cobalto ad alta temperatura, ecc.

(3)Materiali a magneti permanenti Thermopress: focus sulla ricerca del meccanismo di formazione dell'anisotropia dell'anello magnetico a pressione calda a parete sottile, ricerca sulla tecnologia di preparazione della polvere magnetica ad alte prestazioni per l'anello magnetico a pressione calda, tecnologia di preparazione e applicazione dell'anello magnetico permanente a pressione calda ad alte prestazioni , attrezzature per la preparazione tecnica e sviluppo della tecnologia di processo di anelli magnetici a pressione calda ad alte prestazioni, ecc.

（4）Materiali a magneti permanenti ad alta abbondanza: focus sull'utilizzo equilibrato di terre rare ad alta abbondanza (La, Ce, ecc.) nei materiali a magneti permanenti, al meccanismo della struttura del magnete al cerio a doppia fase principale e alla tecnologia di miglioramento della forza coercitiva.

（5） Combinando il gene del materiale e l'apprendimento automatico, eseguire la progettazione strutturale e il calcolo delle prestazioni dei materiali funzionali magnetici ed esplorare il nuovo sistema e la nuova struttura dei materiali per gli indici di prestazione chiave del prodotto ad alta energia magnetica e ad alta coercizione della prima generazione di materiali magnetici permanenti delle terre rare.

（6）In base alle caratteristiche dei materiali funzionali magnetici, studiare i nuovi principi e le nuove attrezzature per test e test e eliminare gradualmente la dipendenza delle apparecchiature di analisi e test da paesi stranieri.

2. Nuovi materiali magnetici permanenti delle terre rare e tecnologie chiave di applicazione personalizzata

Sotto la tendenza generale dell’economia a basse emissioni di carbonio che investe il mondo, i paesi di tutto il mondo prestano attenzione alla protezione dell’ambiente e alle basse emissioni di carbonio come campi scientifici e tecnologici chiave. I principali contenuti dello sviluppo includono: sviluppo del trasporto ferroviario intelligente e del sistema di produzione industriale intelligente; sviluppo di materiali magnetici permanenti e sistemi di alimentazione magnetica con tecnologia di cuscinetti a sospensione a magnete permanente e trasmissione di correnti parassite magnetiche permanenti; sviluppo di materiali magnetici permanenti di terre rare per generatori ad azionamento diretto a magneti permanenti ad alta resistenza alla corrosione con ambiente corrosivo marino; sviluppo di materiali magnetici permanenti con prodotto ad alta energia magnetica, elevata forza coercitiva, miniaturizzazione e alta precisione per scenari applicativi come robot e smart city.

2. Materiali luminescenti di terre rare di fascia alta e relative tecnologie e attrezzature chiave per la preparazione

Con la crescente domanda di sorgenti luminose di qualità nel mercato dell'illuminazione a semiconduttori, è necessario concentrarsi sullo sviluppo di materiali emettitori di luce di terre rare di fascia alta e sulle relative tecnologie e attrezzature chiave di preparazione per soddisfare le applicazioni nei settori dell'illuminazione, dei display e rilevamento delle informazioni. I principali contenuti dello sviluppo includono: innovazioni chiave di nuovi materiali luminescenti di terre rare come l'emissione non visibile e l'emissione di conversione; sviluppo di teorie e metodi tecnici per il miglioramento dell'efficienza delle emissioni infrarosse sotto la luce viola; sviluppo di materiali con emissione a banda stretta ad alta efficienza, emissione di verde e rosso con elevata purezza del colore; progettare e sviluppare nuovi sistemi di materiali con diritti di proprietà intellettuale indipendenti utilizzando il principio di compatibilità strutturale e sostituzione paritaria delle proprietà, ed eseguire la progettazione strutturale basata su materiali ad alta produttività per ottenere una serie di nuovi materiali luminescenti di terre rare.

4. Tecnologia chiave di preparazione dei materiali catalitici delle terre rare

I materiali catalitici delle terre rare sono materiali high-tech che promuovono l'ampia applicazione di elementi leggeri e abbondanti di terre rare, lantanio e cerio, alleviano e risolvono efficacemente lo squilibrio del consumo di terre rare in Cina, migliorano la tecnologia energetica e ambientale, promuovono il sostentamento delle persone, e migliorare l’ambiente di vita degli esseri umani. I principali contenuti dello sviluppo includono: sviluppo di materiali catalitici petrolchimici a terre rare ad alta efficienza, risparmio energetico e di lunga durata, materiali catalitici sintetici a terre rare a energia pulita, controllo dell'inquinamento degli scarichi di veicoli a motore e controllo dell'inquinamento delle emissioni di scarico industriali di materiali catalitici a terre rare e chiave tecnologie di industrializzazione; concentrarsi sullo sviluppo di tecnologie chiave di assemblaggio molecolare di nano gabbie e preparazione di materiali di cerio e zirconio con elevata area superficiale specifica, sviluppo di materiali catalitici di terre rare ad altissime prestazioni e applicazione su scala in parti efficienti di purificazione catalitica di terre rare di fonte fissa e mobile sistema di scarico della sorgente per realizzare la localizzazione.

5. Materiali avanzati cristallini di terre rare e la loro tecnologia di preparazione industriale

I materiali cristallini delle terre rare sono ampiamente utilizzati nella difesa nazionale, nei dispositivi scientifici all'avanguardia, nelle cure mediche, nel rilevamento, nell'ispezione di sicurezza e in altri campi. I materiali cristallini delle terre rare e la loro tecnologia di preparazione industriale rappresentano la principale tendenza di sviluppo in futuro

La direzione chiave dello sviluppo dei cristalli laser di terre rare comprende: lo sviluppo di tecnologie e attrezzature per la crescita e la lavorazione dei cristalli laser di terre rare di grandi dimensioni e di alta qualità;

Sviluppare un'efficiente tecnologia di preparazione di cristalli laser di terre rare e fibre laser di alta qualità; varie nuove tecnologie di applicazione laser basate sul cristallo laser di terre rare.

6. Tecnologia di preparazione di metalli e obiettivi delle terre rare di elevata purezza

La nuova generazione di elettronica dell'informazione e materiali energetici sono le principali direzioni di applicazione dei metalli delle terre rare ad elevata purezza e dei prodotti target. In futuro, le principali direzioni di ricerca e sviluppo di materiali metallici delle terre rare ad elevata purezza includono: ulteriore miglioramento della purezza dei metalli delle terre rare fino a oltre 4N5 (99,995%), sviluppo di una preparazione a basso costo e su larga scala di metalli delle terre rare ad altissima purezza tecnologia per fornire materie prime chiave per lo sviluppo di terre rare ad elevata purezza; lo sviluppo del processo di controllo della purificazione fine e di grandi apparecchiature di purificazione ad alto vuoto come forni di grande area e forni di purificazione a cristallo singolo; lo sviluppo di tecnologie di analisi e rilevamento di tracce di impurità nei metalli delle terre rare ad altissima purezza e nei materiali bersaglio.

(3) Obiettivi di sviluppo

Obiettivo 1.2025: completare la transizione dell'industria delle terre rare da seguire a correre e correre

Entro il 2025 diventerà un paese potente nel campo dei materiali funzionali delle terre rare. Per una nuova generazione di tecnologia dell'informazione, trasporti moderni, una nuova generazione di illuminazione e display, risparmio energetico, protezione ambientale, circuiti integrati, medicina biologica, difesa nazionale, principali esigenze di sviluppo, master preliminare con diritti di proprietà intellettuale indipendenti di materiali magnetici di terre rare e la tecnologia di base delle apparecchiature di produzione, dei veicoli a nuova energia, del settore aerospaziale, dei servomotori industriali e di altre applicazioni di materiali magnetici di fascia alta, il tasso di successo nella generazione di materiali a magneti permanenti di terre rare ha raggiunto il 70%. Superare la tecnologia di preparazione discontinua e stabile dei materiali luminescenti delle terre rare e il tasso di localizzazione è aumentato a oltre l'80%; sfondare la tecnologia di preparazione chiave di nuovi materiali funzionali delle terre rare come materiali cristallini di terre rare ad alte prestazioni, metalli delle terre rare ad elevata purezza e materiali target, soddisfare i requisiti di apparecchiature mediche di fascia alta, rilevamento intelligente, circuiti integrati, ecc., sostituire parzialmente l'importazione; sviluppare nuovi materiali funzionali delle terre rare e la loro tecnologia di preparazione ed espandere nuovi campi di applicazione. Entro il 2025, la Cina padroneggerà una serie di tecnologie chiave dei nuovi materiali chiave delle terre rare e formerà una serie di multinazionali e cluster industriali con una forte competitività internazionale nelle aree competitive. La nostra posizione nella catena del valore industriale globale sarà notevolmente rafforzata e la transizione del settore delle terre rare da seguito a operativo sarà completata.

Obiettivo 2.2030: trasformare inizialmente la Cina in una potenza mondiale delle terre rare

Entro il 2030, nel campo dei materiali funzionali delle terre rare, la capacità di innovazione sarà notevolmente migliorata e potrà guidare la ricerca globale e lo sviluppo industriale di materiali a magneti permanenti di terre rare e raggiungere inizialmente l'obiettivo di diventare un'industria mondiale delle terre rare. Magnete permanente ad altissime prestazioni in robot, apparecchiature mediche, aerospaziale, Internet delle cose, navi, petrolchimico e altre importanti apparecchiature e applicazioni ingegneristiche, master con diritti di proprietà intellettuale indipendenti di materiali magnetici di terre rare e apparecchiature di produzione, veicoli di nuova energia, navigazione 042 aerospaziale, servomotore industriale e altre applicazioni di materiali magnetici di fascia alta, il tasso di successo della sostituzione dei materiali a magneti permanenti con terre rare ha raggiunto l'80%.

3. Obiettivo per il 2035: costruire una potenza mondiale legata alle terre rare

Entro il 2035 verranno compiuti importanti progressi nel campo dei materiali funzionali delle terre rare e la capacità di innovazione sarà notevolmente migliorata. Il livello di innovazione complessivo nel campo dei nuovi materiali delle terre rare raggiungerà i livelli dei paesi a livello mondiale, la competitività complessiva sarà significativamente rafforzata, alcuni vantaggi formeranno una capacità di leadership dell'innovazione globale e trasformeranno la Cina in una potenza mondiale nella funzionalità delle terre rare materiali.

I materiali magnetici permanenti delle terre rare, i materiali catalitici e i materiali luminosi hanno raggiunto il livello avanzato internazionale, raggiungendo la piena autosufficienza. Il tasso di autosufficienza dei cristalli funzionali ottici e delle terre rare ultra pure per applicazioni di difesa nazionale è superiore al 95%; le principali tecnologie di base e i diritti di proprietà intellettuale dei materiali magnetici delle terre rare e dei materiali magnetici di fascia alta come veicoli a nuova energia, difesa nazionale, aerospaziale, produzione intelligente, assistenza sanitaria, ingegneria navale, formando un lotto di materiali funzionali originali delle terre rare, in cui i diritti di proprietà intellettuale originali di una nuova generazione di materiali magnetici permanenti costituiti da terre rare sono nelle mani della Cina. Gli standard formulati in modo indipendente dalla Cina rappresentano oltre il 30% degli standard internazionali e hanno voce in capitolo nella formulazione degli standard sui materiali di fascia alta; coltivare talenti innovativi e team di materiali funzionali delle terre rare, realizzare la nuova modalità di sviluppo per guidare nuove applicazioni con materiali funzionali delle terre rare e stabilire un sistema di innovazione tecnologica e un sistema industriale leader a livello mondiale per fornire una piattaforma per le tecnologie originali.

4. proposta politica

La strategia di sviluppo 2035 per i materiali funzionali delle terre rare accelera la costruzione di un nuovo modello di sviluppo dell'innovazione scientifica e tecnologica dei materiali funzionali delle terre rare, ottimizza le risorse scientifiche e tecnologiche e le risorse umane nelle regioni dominanti delle terre rare e consolida il "long board" " vantaggio nel campo delle terre rare. Dovrebbe sforzarsi di migliorare la capacità di innovazione originale, l'ingegneria di scala e la capacità di realizzazione, promuovere la produzione ecologica di materiali funzionali di terre rare, sviluppare vigorosamente per soddisfare l'applicazione di fascia alta con diritti di proprietà intellettuale indipendenti di terre rare magnetiche ad alte prestazioni, luce, elettricità e altri nuovi materiali funzionali e tecnologie applicative, stabilire i materiali avanzati delle terre rare della Cina "con" piattaforma di innovazione, costruire materiali delle terre rare e l'applicazione di una catena industriale economica a basse emissioni di carbonio, formata con i diritti di proprietà intellettuale indipendenti della Cina delle industrie strategiche dei materiali delle terre rare ad alte prestazioni, gradualmente realizzare dalla potenza di produzione delle terre rare verso la potenza delle terre rare. Si raccomandano politiche e misure specifiche come segue:

(1) Rafforzare la capacità di ricerca predittiva strategica e di sostegno politico nel campo dei materiali funzionali delle terre rare a livello nazionale

In primo luogo, accelerare la creazione di un sistema di proprietà intellettuale, un sistema tecnologico, un sistema di talento e un sistema di piattaforme per i materiali funzionali delle terre rare coordinati a livello nazionale.

In secondo luogo, rafforzare la continuità e la continuità dell'attuazione del piano a medio e lungo termine nel campo dei materiali funzionali delle terre rare, formare un sostegno statale stabile e a lungo termine ed evitare il sostegno intermittente.

In terzo luogo, rafforzare la consapevolezza della protezione della proprietà intellettuale nel campo dei materiali funzionali delle terre rare, migliorare il sistema legale e il meccanismo di attuazione della protezione della proprietà intellettuale, rafforzare e attuare misure di incentivazione per le attività di innovazione degli inventori di posti di lavoro e stimolare l'impulso endogeno e l'emergere di tecnologie innovative dei materiali funzionali delle terre rare e relative industrie.

(2) Rafforzare il supporto del team di vantaggio delle terre rare e della costruzione del gradiente di talento e migliorare la capacità di innovazione sostenibile dei materiali funzionali delle terre rare

In primo luogo, forniremo un supporto stabile e a lungo termine a istituti e gruppi di ricerca competitivi nel campo dei vantaggi delle terre rare e stabiliremo quanto prima basi di piattaforme nazionali di innovazione scientifica e tecnologica per i materiali funzionali delle terre rare a diversi livelli.

In secondo luogo, dare pieno spazio al ruolo degli esperti giovani e di mezza età nella costruzione di scaglioni di talento per evitare colpe e sprechi di risorse.

In terzo luogo, concentrarsi sulla formazione di giovani tecnici a tempo pieno e di backbone nel campo dei materiali funzionali delle terre rare. Per i talenti tecnici eccezionali, la soglia della politica di valutazione può essere opportunamente abbassata e, finché danno un contributo, hanno l'opportunità di realizzare valore personale, in modo che i talenti di punta possano essere promossi nelle attività di ricerca scientifica e innovazione. Emergenza spontanea.

(3) Rafforzare la cooperazione internazionale nel campo dei materiali funzionali delle terre rare e migliorare la competitività globale della Cina nel campo dei materiali funzionali delle terre rare

In primo luogo, nell'attuale contesto internazionale, dovrebbero essere utilizzate varie opportunità per condurre scambi internazionali di personale e scambio di informazioni sulla scienza e sulla tecnologia delle terre rare; il dipartimento di gestione dovrebbe cercare di facilitare lo scambio scientifico e tecnologico internazionale, allentare il limite dei ricercatori alla partecipazione a conferenze accademiche e scambi tecnici ed evitare la ricerca tecnica e lo sviluppo di "auto-blocco" causato da interessi locali e dipartimentali.

In secondo luogo, secondo la situazione attuale in patria e all’estero, rafforzando al contempo la circolazione interna nel campo dei materiali funzionali nazionali delle terre rare, dovremmo sforzarci di espandere il nuovo mercato internazionale ed espandere la circolazione esterna internazionale. Da un lato, rafforzare il livello di apertura verso il mondo esterno, mantenere e creare le condizioni per l’introduzione di imprese di applicazione di fascia alta di nuovi materiali delle terre rare, formare e stabilire attivamente un nuovo modello di industria globale dei nuovi materiali delle terre rare e il comunità della tecnologia delle terre rare; d'altro canto, allentare moderatamente l'importazione di materie prime delle terre rare per ridurre la pressione sulla protezione ambientale nazionale e sul consumo di risorse; allo stesso tempo, incoraggiare le imprese cinesi delle terre rare a uscire, acquisire, acquistare azioni e creare nuovi materiali di terre rare come il servomotore del robot e il motore di azionamento del veicolo elettrico. Le imprese vantaggiose di prodotti applicativi ad alta tecnologia miglioreranno il business e la scienza e l'ambiente di sviluppo tecnologico in patria e all'estero, in modo da migliorare la competitività globale della catena industriale e della catena di fornitura dei materiali funzionali delle terre rare della Cina.