מחקר אסטרטגי על האבולוציה של חומרים פונקציונליים נדירים של כדור הארץ עד שנת 2035

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

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

תקציר: כאחד החומרים האסטרטגיים המרכזיים בעלי מאפייני המשאב הרבים ביותר בסין, אדמה נדירהחומרים פונקציונליים הם חומרי הליבה התומכים בדור החדש של טכנולוגיית המידע , כלי נשק וציוד תעופה וחלל מודרני, מעבר רכבות מתקדם, חיסכון באנרגיה ורכבי אנרגיה חדשים, ציוד רפואי בעל ביצועים גבוהים ותחומי היי-טק נוספים. מאמר זה מציג את הרקע של תעשיית החומרים הפונקציונליים של כדור הארץ נדיר ומצב הפיתוח, מנתח את הבעיות הקיימות בפיתוח תעשיית החומרים הפונקציונליים של כדור הארץ הנדירים בסין, מציג את רעיונות הפיתוח של אסטרטגיית הפיתוח של כוח החומר 2035 וכיוון פיתוח מפתח, מהתחזקות של חיזוי אסטרטגית אדמה נדירה ותמיכה במדיניות, חיזוק המחקר והיישום הבסיסיים בתחום של אדמה נדירה, חיזוק בניית צוות יתרון כדור הארץ נדיר וכישרון הציג הצעות מדיניות, כדי לקדם את הפיתוח של חומרים פונקציונליים של כדור הארץ נדיר, לממש את האסטרטגי מעבר מכוח אדמה נדיר לכוח אדמה נדיר כדי לספק התייחסות.

מילות מפתח: חומרים פונקציונליים של אדמה נדירה; חומרים אסטרטגיים מרכזיים; חומרים חדשים כוח 2035

מספר סיווג: O614.33; TG

אסטרטגיות פיתוח עבור Rare E arth

חומרים פונקציונליים עד 2035

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

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

תקציר: חומרים פונקציונליים של כדור הארץ נדירים הם קריטיים ואסטרטגיים בתמיכה בתחומי ההיי-טק כמו טכנולוגיית מידע מהדור החדש, תעופה וחלל ונשק מודרני, מעבר רכבות מתקדם, כלי רכב חיסכון באנרגיה ורכבי אנרגיה חדשים, וכלי רפואה בעלי ביצועים גבוהים. מכשירים. במאמר זה מוצגים סטטוס הפיתוח והמגמות של תעשיית החומרים הפונקציונליים של כדור הארץ הנדירים בסין ומנתחים את הבעיות של התעשייה. כדי לקדם את התחרותיות של החומרים הפונקציונליים של כדור הארץ הנדירים בסין, מוצעות כמה הצעות מדיניות, כולל חיזוק חיזוי אסטרטגי ותמיכה במדיניות, קידום מחקר ויישום בסיסיים, ושיפור בניית צוותים מועילים ופיתוח כוח אדם בתחום האדמה הנדירה.

מילות מפתח: חומרים פונקציונליים של אדמה נדירה; חומרים קריטיים ואסטרטגיים; אסטרטגיית כוח חומרים חדשה 2035

ראשית, הקדמה

יסודות אדמה נדירים (15 לנתנידים, איטריום, סקנדיום בסך הכל 17 יואן שם כללי של היסוד) בשל מבנה השכבה האלקטרונית הייחודית שלו, כך שיש לו מאפיינים מגנטיים, אופטיים, חשמליים וכימיים אחרים, ברכבי אנרגיה חדשים, תצוגה חדשה ותאורה, רובוטים תעשייתיים ומידע אלקטרוני, תעופה וחלל, הגנה לאומית, שימור אנרגיה והגנת הסביבה וייצור ציוד מתקדם ותעשיות אסטרטגיות מתעוררות אחרות ממלאות תפקיד חשוב, הוא חומר בסיסי חיוני [1].

חומרי אדמה נדירים חדשים המיוצגים על ידי חומרים פונקציונליים של אדמה נדירה הפכו שלמים לאחד ממוקדי תחרות הכדור. מדינות ואזורים מפותחים כמו אירופה, אמריקה ויפן רשמו אלמנטים נדירים של כדור הארץ כ"אלמנטים האסטרטגיים של המאה ה-21", וביצעו מילואים אסטרטגיים ומחקר מרכזי. "אסטרטגיית חומרי המפתח" שגובשה על ידי משרד האנרגיה של ארה"ב, "תוכנית האסטרטגיה היסודית" שגובשה על ידי משרד החינוך, החינוך, המדע, ו"תוכנית חומרי הגלם הקריטיים של האיחוד האירופי" שגובשה על ידי האיחוד האירופי, כולן הופיעו מרכיבי אדמה נדירים כתחומי מחקר מרכזיים. בפרט, בשנים האחרונות, ארצות הברית פתחה מחדש את תעשיית האדמה הנדירה כדי להשיג מגנטים של אדמה נדירה הזמינים לשימוש צבאי. ניתן לומר כי חומרי מגנט קבועים של אדמה נדירה הפכו ל-"Shangganling" בתחום החומרים הפונקציונליים של אדמה נדירה.

מסיבה זו, סין רשמה אדמה נדירה כמשאב אסטרטגי לבקרה ופיתוח לאומי, ורשימה חומרים פונקציונליים של אדמה נדירה כחומרי מפתח אסטרטגיים בתוכניות הפיתוח הלאומיות שלה לטווח בינוני, ארוך וארוך, כגון "תוצרת סין 2025" . חוות הדעת של מועצת המדינה על קידום פיתוח בר קיימא ובריא של תעשיית כדור הארץ הנדירים ותקנות רלוונטיות אחרות סייעו גם לקדם חדשנות מדעית וטכנולוגית בתחום החומרים הפונקציונליים של אדמה נדירה, לייעל את המבנה של תעשיית כדור הארץ הנדירים, ולקדם שיפור מתמיד של רמת הפיתוח והאיכות של חומרים פונקציונליים של אדמה נדירה בסין.

2. מצב פיתוח של חומרים פונקציונליים של אדמה נדירה

אדמה נדירה היא משאב אסטרטגי חשוב ותחום מועיל שבו לסין יש כוח שיח בינלאומי. סין היא מדינה מרכזית בעולם עם עתודות של משאבי אדמה נדירים. לפי סך הרזרבות של משאבי אדמה נדירים הוא כ-1.2108 ט', מתוכן עתודות סין מגיעות ל-4.4107 ט', המהווים כ-37.8% [2,3], סין היא היצרנית הגדולה בעולם של מינרלים נדירים. בשנת 2019, הייצור העולמי של אדמה נדירה היה 2.1105 ט', מתוכם ייצור אדמה נדירים בסין הגיע ל-1.32105 ט', המהווה כ-63% מהייצור העולמי של אדמה נדירה. יחד עם זאת, סין היא גם מדינת תיעוש אדמה נדירה עם מערכת תעשייתית עצמאית מלאה, המכסה עיבוד עפרות מהמעלה הזרם, הפרדת התכה, ייצור תחמוצות ומתכות עפר נדירות באמצע הזרם, וכל חומרי האדמה הנדירים והיישומים החדשים בְּמוֹרַד הַזֶרֶם. בשנת 2018, ערך התפוקה של שרשרת תעשיית העפר הנדירים בסין היה כ-90 מיליארד יואן, מתוכם החומרים הפונקציונליים של כדור הארץ הנדירים היוו 56%, ערך התפוקה היה כ-50 מיליארד יואן, ההיתוך וההפרדה היוו 27%, ו- ערך התפוקה היה כ-25 מיליארד יואן. ביניהם, החומרים הפונקציונליים של אדמה נדירה מהווים את השיעור הגבוה ביותר של חומרי מגנט קבועים של אדמה נדירה, המהווים 75%, עם ערך תפוקה של כ-37.5 מיליארד יואן, חומרים קטליטיים מהווים 20% וערך תפוקה של כ-10 מיליארד דולר. יוּאָן. במבנה הצריכה של חומרים פונקציונליים של אדמה נדירה בסין, חומרים מגנטים קבועים של אדמה נדירים נהנים מהפיתוח המהיר של רכבי אנרגיה חדשים ותעשייה אלקטרונית, המהווים יותר מ-40% במבנה הצריכה; מטלורגיה, מכונות, פטרוכימיה וקרמיקה מזכוכית מהווים 12%, 9% ו-8% בהתאמה, חומרי אחסון מימן וחומרים זוהרים מהווים כ-7%; חומרים קטליטיים, חומרי ליטוש וטקסטיל קל חקלאי עבור 5% [4].

(1) שדה התכה והפרדה של אדמה נדירה

בשנת 1988, ייצור כדור הארץ הנדיר בסין עלה על ארצות הברית, והפך ליצרנית האדמה הנדירה הראשונה בעולם. רמת ההיתוך וההפרדה של אדמה נדירה בסין מובילה בעולם וממשיכה עד היום, שולטת בשוק העולמי של אדמה נדירה יחידה בטוהר גבוה. נכון לעכשיו, מפעלי הפרדת אדמה נדירים בסין מתרכזים בעיקר בששת קבוצת כדור הארץ הנדירה הגדולה של סין: North rare earth high-tech co., LTD. (קבוצה), דרום סין Earth Earth Group Co., LTD., Guangdong Earth Earth Industry Group, Co., LTD., China rare earth co., LTD., Minmetals Earth Group Co., LTD., Xiamen tungsten industry co. ., בע"מ. פרויקטי ההתכה וההפרדה של אדמה נדירה זרים כוללים בעיקר את פרויקט מעבר ההרים של American Molybdenum Company (נרכשה על ידי Shenghe Resources Holdings Co., Ltd.), פרויקט ההיתוך וההפרדה של Lynas האוסטרלית בקואנטן, מלזיה, וקבוצת Solvi הבלגית (Solvay) ) פרויקט וכו'.

(2) שדה של חומרים מגנטים קבועים של אדמה נדירה

חומרי מגנט קבועים של אדמה נדירה הם לא רק כיוון הפיתוח המהיר ביותר והקנה המידה התעשייתי הגדול והשלם ביותר בכל תחום האדמה הנדירה, אלא גם חומר גלם מפתח שאין לו תחליף וחיוני בתעשיית הביטחון הלאומית, וגם תחום היישום עם הגדולים ביותר. כמות חומרי אדמה נדירים. מאז 2000, קנה המידה התעשייתי של היישום של חומרי מגנט קבועים של אדמה נדירים בסין הולך ומתרחב, והתפוקה הריקה של מגנטים מסוג NdFEB מסונטרים גדלה מ-8104 ט' בתחילת תוכנית החומש ה-12 ל-1.8105 ט' ב-2019, מהווים יותר מ-85% מהתפוקה העולמית; התפוקה של חומרי מגנט קבועים של קובלט סמריום היא 2400 ט, המהווה יותר מ-80% מהתפוקה הכוללת.

הפיתוח הנרחב של מגנטי NdfeB מחולבים בתעשיות היי-טק כגון רכבי אנרגיה חדשים כגון ייצור כוח רוח, כלי רכב היברידיים וחשמליים, מכשירי חשמל ביתיים חסכוניים באנרגיה, רובוטים תעשייתיים, רכבות מהירות ומגלוב סיפקו תמיכה חשובה לפיתוח של תעשיית חומרי מגנט קבועים של אדמה נדירה ופוטנציאל צמיחה ניכר של התעשייה. סין קרובה לרמה המתקדמת של עמיתים בעולם בתחומי חומרי מגנט קבועים אדמה נדירים בעלי ביצועים גבוהים, טכנולוגיית הפחתת אדמה נדירה כבדה, ניצול מאוזן של חומרי מגנט קבועים אדמה נדירים בשפע גבוה וטכנולוגיית מיחזור וניצול מגנטים.

למרות שהמדינה שלנו הפכה ליצרנית הגדולה בעולם של חומרי מגנט קבועים של אדמה נדירה, המיוצגת על ידי שפע גבוה של חומר מגנט קבוע לאדמה נדירה, חלק מטכנולוגיית הכנת מגנט קבוע לאדמה נדירה נמצאת בעמדה המובילה בעולם, אך מוצרי חומרי המגנט הקבועים של כדור הארץ הנדיר של סין, עדיין אינו מסוגל לעמוד ברובוט ברמה הגבוהה, הדור החמישי של טכנולוגיית תקשורת ניידת (5G), מכונת ליתוגרפיה ותעשיות מתפתחות אחרות עבור הביקוש לטכנולוגיית מגנט קבוע מתקדם. יחד עם זאת, עדיין קיים פער גדול מול המדינות המפותחות כמו ארצות הברית ויפן בטכנולוגיית ההכנה המתקדמת ביותר, דפורמציה תרמית, עידון גרגרים וציוד אינטליגנטי מתמשך.

(3) בתחום חומרים זוהרים של אדמה נדירה

עם החדירה המואצת של חומרים מוליכים למחצה בתחומי התאורה, התצוגה וגילוי המידע, עולה גם הדרישה בשוק לאיכות מקור האור. בתחום התאורה, תאורת הספקטרום המלא נחשבת לכיוון המוביל של הדור החדש של תאורת לד לבנה. בתחומים אחרים של חומרים זוהרים, גלאים קרובים לאינפרא אדום הם חלק חשוב מהאינטרנט של הדברים, שהפך למוקד תשומת הלב העולמית, ויש להם סיכויי יישום גדולים בניטור אבטחה, ביומטריה, מזון ובדיקות רפואיות ותחומים נוספים.

בתחום החומרים הזוהרים, עם תאורת דיודה פולטת אור לבנה (LED) וחומרי תצוגה, ל-Mitsubishi Chemical Co., LTD., Electrification Corporation, Japan Chemical Industry Co., Ltd. יתרונות מוחלטים מבחינת ייצור, היקף מכירות וסך הנכסים בשוק העולמי. שיעור הלוקליזציה של זרחן LED אור לבן בסין עלה גם הוא משנת 2000, פחות מ-5% בשנה, לכ-85% כיום. עם זאת, עדיין קיים פער טכנולוגי מסוים בין מפעלים סיניים למדינות זרות. נכון לעכשיו, המפעלים המשפיעים ביותר בסין הם Youyou Yan Rare Earth New Materials Co., LTD., Jiangsu Borui Optoelectronics Co., LTD., ו-Jiangmen Keheng Industrial Co., LTD.

(4) שדה של חומרי גביש אדמה נדירים

חומרי גביש של אדמה נדירה כוללים בעיקר גבישי לייזר של אדמה נדירה וגבישים סינטיגרפיים של אדמה נדירה, הנמצאים בשימוש נרחב בהגנה לאומית, מכשירים מדעיים חדישים, טיפול רפואי, איתור, בדיקת בטיחות ותחומים אחרים. בשנים האחרונות, ציוד אבחון רפואי מתקדם כגון טומוגרפיה ממוחשבת של פליטת פוזיטרונים (PET-CT) התפתח במהירות, ויצר דרישה חזקה לניצוץ אדמה נדירה בביצועים גבוהים המיוצגים על ידי גבישי איטריום לוטציום סיליקט (LYSO), וכלכלות מתעוררות המיוצגות על ידי סין יש פוטנציאל שוק עצום במיוחד בעתיד. בהתבסס על בעלות על יחידה אחת למיליון אנשים, סין צריכה להוסיף כ-1,000 יחידות של ציוד PET-CT, והביקוש לגבישי נצנוץ אדמה נדירים יעלה על 3 מיליארד יואן.

(5) שדה של חומרים קטליטיים של אדמה נדירה

חומרים קטליטיים של אדמה נדירה תופסים תפקיד חשוב בכלכלה הלאומית, שיכולים לשמש באופן נרחב בסביבה ובאנרגיה, מקדמים את היישום הנרחב של שפע גבוה ואלמנטים קלים של אדמה נדירה לנתנום וצריום, מקלים ופותרים ביעילות את חוסר האיזון של צריכת אדמה נדירה בסין, לשפר את האנרגיה והטכנולוגיה הסביבתית, ולשפר את סביבת החיים האנושית. זרז פיצוח נפט וזרז לטיהור פליטה של ​​כלי רכב הוא מינון החומרים הקטליטי של כדור הארץ הנדיר של שני יישומים גדולים ביותר, כולל זרז פיצוח נפט, מקור נייד (רכב מנועי, ספינות, מכונות חקלאיות וכו') זרז לטיהור פליטה, מקור קבוע (גז פסולת תעשייתי אזל מהמלאי, שריפת גז טבעי, טיפול בגזי פסולת אורגניים וכו') זרז לטיהור גז זנב וכו'.

בהשוואה לזרזים דומים בעולם, זרזי הפיצוח המקומיים הגיעו לאותה רמה בביצועי השימוש שלהם. אבל בזרז טיהור פליטת כלי רכב, תחנת כוח פחמית עם זרז דניטציה של גז פסולת תעשייתי בטמפרטורה גבוהה, כגון חומרי אחסון חמצן של אדמה נדירה צריום זירקוניום, ציפוי אלומינה שונה, גודל גדול, מנשא דופן דק במיוחד (> 600 mesh) ייצור בקנה מידה גדול, ושילוב מערכות מפתח טכנולוגיה וציוד, וכו ', עם רמה מתקדמת זרה עדיין יש פער מסוים.

(6) מתכות אדמה נדירות וחומרי מטרה בטוהר גבוה

מתכת אדמה נדירה בטוהר גבוה היא חומר הגלם הליבה למחקר ופיתוח של חומרי היי-טק, הנמצאים בשימוש נרחב בחומרים מגנטיים, חומרים פונקציונליים אופטיים, חומרים קטליטיים, חומרי אחסון מימן, חומרים קרמיים פונקציונליים, חומרי יעד לקריסת מידע אלקטרוני. ותחומים נוספים. עד סוף המאה ה-20, Mine Metal Co., LTD., East cao תאגיד, חברה בינלאומית Honeywell וארגונים אירופיים ואמריקאים עברו מהכנת מתכת טהורה גבוהה ועד לשלב פיתוח התיעוש ויישום חומרים חדשים, תחת תהליך הזמנה גבוה של 7 ננומטר. מעגל משולב, התקני תקשורת 5G, מכשירים בעלי הספק גבוה וחיישן חכם, זיכרון מצב מוצק ומוצרי מידע אלקטרוניים מתקדמים אחרים מספקים חומרי מפתח תומכים. המפעלים המפורסמים בעולם לייצור מתכת אדמה נדירה וחומר מטרה בטוהר גבוה הם בעיקר תאגיד Japan Toscao, Honeywell International Corporation ומפעלי Fortune 500 אחרים. מפעלי ייצור מתכת אדמה נדירה וחומרי מטרה של סין בטוהר גבוה כוללים בעיקר את Zhongyan Rare Earth New Materials Co., Ltd., Hunan Rare Earth Metal Materials Institute וכו'. עדיין קיימים פערים בחדשנות טכנולוגית, ציוד מתקדם, מחקר בסיסי חדשני והיבטים נוספים. נכון לעכשיו, סין פרצה את טכנולוגיית ההכנה של מתכות אדמה נדירות בטוהר גבוה במיוחד, אך עדיין יש מרחק מסוים כדי לממש את התיעוש ולהבטיח את הפיתוח של מעגלים משולבים ותעשיית מידע אלקטרונית אחרת.

3. קשיים ואתגרים בפיתוח חומרים פונקציונליים של אדמה נדירה

בהתבסס על סטטוס המחקר לעיל של חומרים פונקציונליים של אדמה נדירה, ניתן למצוא שמשאבי אדמה נדירים, כמשאבים אסטרטגיים גלובליים נדירים שאינם מתחדשים, תמיד היו אחד ממוקדי תשומת הלב העולמית. מאז החיכוך הסחר בין סין לארה"ב, חומרי מגנט קבועים של אדמה נדירה ואדמה נדירה הפכו ל"מילות המפתח" המוזכרות לעתים קרובות על ידי התקשורת המקומית והזרה. הסיבה היא שהדומיננטיות של שרשרת תעשיית חומרי המגנט הקבועים של כדור הארץ הנדיר ואדמה נדירה ומהירות הפיתוח של טכנולוגיית חומרי המגנט הקבועים של כדור הארץ נדיר מדאיגה את ארצות הברית. למרות שמשאבי כדור הארץ הנדירים וטכנולוגיות הכרייה, הבחירה וההיתוך של אדמה נדירים של סין נמצאים בעמדות המובילות בעולם, ויש לה גם שורה של טכנולוגיות מקוריות, היא עדיין מתמודדת עם קשיים ואתגרים רבים בפיתוח חומרים פונקציונליים של אדמה נדירה.

חומרים פונקציונליים נדירים של כדור הארץ של אתגרים חיצוניים, מגיעים בעיקר מארצות הברית ל"מערכת גואו + מחנה גלובלי", מנסים ל"ניתוק מקיף" דרך להיפטר מהתלות במוצרי המגנט הקבוע של כדור הארץ הנדירים של סין, במקביל להסית מדינות אחרות לוותר על היישום של חומרי המגנט הקבועים של כדור הארץ הנדירים של סין, כדי להכיל ולבלום את ההתפתחות המהירה של מדע אדמה נדירים, טכנולוגיה ותעשיית יישומים בארצנו. מצד שני, בתחומי היישום האמצעיים והמורדים של חומרים פונקציונליים של אדמה נדירה, רוב המחקר והפיתוח של סין נמצאים במצב של שיטות טכנולוגיה זרות מובילות. אמנם בשנים האחרונות בארצנו בתחום של חומרי אדמה נדירים בקשות לפטנטים עולה במהירות, אך רובם המכריע שייכים לפטנטים משופרים או פטנטים קצה, יש הליבה זכויות קניין רוחני עצמאיות, במיוחד הפטנט הבינלאומי המקורי, טכנולוגיות ליבה רבות על ידי מחסומים טכניים של פטנטים זרים, השפיעו קשות על האיכות הגבוהה של פיתוח תעשיית אדמה נדירה ובינאום.

האתגרים הפנימיים של חומרים פונקציונליים של אדמה נדירה נובעים בעיקר מהחסרונות הבסיסיים של תעשיית אדמה נדירה וחוסר תשומת הלב של "זיוף לוח ארוך"; ארגונים ומוסדות מחקר מעדיפים לתמוך בטכנולוגיות מחקר וחיקוי קצרות טווח, ותמיכה בלתי מספקת בטכנולוגיות מקוריות בעלות קושי פיתוח רב, עלות פיתוח גבוהה ומחזור פריצת דרך טכנולוגי ארוך; יש לחזק את יכולות המחקר והפיתוח הרב-תחומיות וחוצה תעשיות בתחום של חומרים פונקציונליים של אדמה נדירה. בסופו של דבר, יכולת החדשנות המקורית של סין אינה מספקת, והיכולת לשלוט בטכנולוגיית הליבה של חומרים פונקציונליים של אדמה נדירה חלשה.

לכן, בהתמקדות בפיתוח חומרים פונקציונליים של אדמה נדירה בשנת 2035, יש להקדיש תשומת לב רבה יותר לבניית חדשנות עצמאית של הקיבולת של חומרים פונקציונליים של אדמה נדירה מנקודת מבט של גלובליזציה, כולל שליטה בטכנולוגיות ליבה, למידה ואינטגרציה עם טכנולוגיות בינלאומיות מתקדמות, כמו גם היתרונות של תעשייה פונקציונלית של אדמה נדירה והפיכתן לגדולה וחזקה יותר.

4. חומרים פונקציונליים נדירים בפיתוח עתידי רעיונות, פיתוח מפתח כיוון ומטרות פיתוח

(1) רעיונות לפיתוח

שילוב הדוק עם האסטרטגיות הלאומיות, בשילוב עם תרחישי יישומים עתידיים כגון רובוטים חכמים, ערים חכמות, אוקיינוס ​​ופיתוח בין-כוכבי, חברת ביג דאטה ועגינה בין אדם למכונה, התמקדות בהנדסה ותיעוש של מחקר טכנולוגי מפתח, שאיפה ליצור פריצות דרך בתחום טכנולוגיית הליבה להכנה, ציוד ייצור חכם, מכשירי בדיקה מיוחדים וטכנולוגיית היישום שלהם של חומרים פונקציונליים מתקדמים של אדמה נדירה, חומרים זוהרים של כדור הארץ נדיר, חומרים קטליטיים אדמה נדירים, חומרים קטליטיים אדמה נדירים, חומרי גביש אדמה נדירים, מתכות אדמה נדירות טהורות גבוהות ומטרה חומרים; באמצעות חדשנות סינכרונית של כל השרשרת התעשייתית, נקדם את הקידום והיישום של הישגים מתקדמים, כדי להבטיח אספקה ​​יעילה של חומרי מפתח לצרכים אסטרטגיים מרכזיים כגון תעשיות מתעוררות אסטרטגיות, הגנה לאומית וייצור אינטליגנטי, לבסוף, לממש את העצמאי אספקת חומרים פונקציונליים של אדמה נדירה ברמה גבוהה; ביצוע תיאוריות בסיסיות ומחקר ניסיוני, באמצעות חקירה מעמיקה והצטברות של שאלות מדעיות, ולהציע תיאוריות מקוריות נוספות, גלה תגליות מקוריות, השגת אצווה של חומרים חדשים באדמה נדירה ויישום חדש של תוצאות מקוריות; לממש את הטרנספורמציה האסטרטגית של סין ממעצמת אדמה נדירה למעצמת אדמה נדירה, להוביל את הפיתוח העתידי של טכנולוגיה ותעשייה של אדמה נדירה, לספק תמיכה חומרית למימוש המטרה האסטרטגית של סין "לדרג בחזית המדינה החדשנית". עד 2035".

(2) כיוון פיתוח מרכזי

1. טכנולוגיות מפתח של הכנת חומרים מגנטים קבועים של אדמה נדירה בביצועים גבוהים במיוחד וניצול יעיל ומאוזן של אדמה נדירה

לאור החברה האינטליגנטית העתידית עם ביצועים מגנטיים גבוהים יותר של חומרי מגנט קבוע וטכנולוגיה וציוד חדש לדרישת מגוון תפקוד חומרי מגנט קבוע, בשילוב עדכון הידע והחוק ההיסטורי של השינוי הטכנולוגי, והפיתוח הנוכחי של אדמה נדירה בעלת ביצועים גבוהים חומרי מגנט קבוע חידוד גרגר ואופטימיזציה של גבולות של טכנולוגיות מפתח כגון הבנה, לגיבוש תוכן מפתח מפתח.

(1)חומרי מגנט קבועים של NdFeB: התמקדות בטכנולוגיית ההכנה של NdfeB מסונטף עם ביצועים מקיפים גבוהים, מחקר על מנגנון דיפוזיה של גבול גבישים של אדמה נדירה כבדה במגנטי NdFeB מסונטרים, מחקר על טכנולוגיית ויישום שחזור NdFeB מסונט, טכנולוגיית חיזוי ביצועי שירות ותיאוריה של מגנטים מרוסקים של NdFeB וכו'.

(2)חומרי מגנט קבועים של קובלט סממריום: התמקדות במנגנון הוויסות היסודי של מגנט קובלט שיורי סממריום גבוה, וויסות של רכיבי ננו-מבנה ומיקרו-אזורים בהכנה ההנדסית של מגנט קבוע קובלט סמריום בעל ביצועים גבוהים, המחקר על טכנולוגיית נוגדי החמצון של קובלט סמריון ברמות גבוהות שימוש בטמפרטורת, וטכנולוגיית ההגנה על פני השטח של מגנט קבוע קובלט סמריום בטמפרטורה גבוהה וכו'.

(3)חומרי מגנט קבוע Thermopress: התמקדות במחקר של מנגנון היווצרות אנזוטרופיה של טבעת מגנטית בלחץ חם עם דופן דק, מחקר על טכנולוגיית ההכנה של אבקה מגנטית בעלת ביצועים גבוהים לטבעת מגנטית בלחיצה חמה, טכנולוגיית הכנה ויישום של טבעת מגנט קבועה בלחץ חם בביצועים גבוהים. , ציוד הכנה הנדסי ופיתוח טכנולוגיית תהליך של טבעת מגנטית בלחץ חם בביצועים גבוהים וכו'.

（4） חומרים מגנטים קבועים בשפע גבוה: התמקד בניצול מאוזן של שפע גבוה (La, Ce וכו') אדמה נדירה בחומרי מגנט קבוע, המנגנון של מבנה מגנט cerium דו-פאזי ראשי וטכנולוגיית השיפור של כוח כפייה.

（5） שילוב של גן חומרים ולמידת מכונה, לבצע את התכנון המבני וחישוב הביצועים של חומרים פונקציונליים מגנטיים, ולחקור את המערכת החדשה והמבנה החדש של חומרים עבור מדדי הביצועים העיקריים של תוצר אנרגיה מגנטית גבוהה וכפייה גבוהה של הדור הראשון של חומרים מגנטיים קבועים של אדמה נדירה.

（6） על פי המאפיינים של חומרים פונקציונליים מגנטיים, למד את העקרונות החדשים והציוד החדש לבדיקה ובדיקה, והיפטר בהדרגה מהתלות של ציוד ניתוח ובדיקה במדינות זרות.

2. חומרים נדירים חדשים של מגנט קבוע וטכנולוגיות מפתח של יישום מותאם אישית

תחת המגמה הכללית של כלכלה דלת פחמן שסוחפת את העולם, מדינות ברחבי העולם שמות לב להגנת הסביבה ולפליטות פחמן נמוכות כתחומי מפתח מדעיים וטכנולוגיים. תכני הפיתוח העיקריים כוללים: פיתוח של מעבר רכבות אינטליגנטי ומערכת ייצור תעשייתית חכמה; פיתוח חומרים מגנטיים קבועים ומערכת כוח מגנטית עם טכנולוגיית מיסב מתלים מגנט קבוע והעברת זרם מערבולת מגנטי קבוע; פיתוח חומרים מגנטיים קבועים של אדמה נדירה לעמידות גבוהה בפני קורוזיה מחולל מגנט קבוע ישיר עם סביבת קורוזיה ימית; פיתוח חומרים מגנטיים קבועים עם תוצר אנרגיה מגנטית גבוהה, כוח כפייה גבוה, מזעור ודיוק גבוה עבור תרחישי יישום כגון רובוט ועיר חכמה.

2. חומרים זוהרים של אדמה נדירה ברמה גבוהה וטכנולוגיות וציוד ההכנה העיקריים שלהם

עם הביקוש הגובר לאיכות מקור האור בשוק תאורת המוליכים למחצה, יש צורך להתמקד בפיתוח חומרים פולטי אור אדמה נדירים ברמה גבוהה ובטכנולוגיות וציוד ההכנה העיקריים שלהם כדי לענות על היישומים בתחומי תאורה, תצוגה ואיתור מידע. תכני הפיתוח העיקריים כוללים: פריצת דרך מרכזית של חומרים זוהרים חדשים של אדמה נדירה כגון פליטה בלתי נראית ופליטת המרה למעלה; פיתוח תיאוריה ושיטות טכניות לשיפור יעילות פליטת אינפרא אדום תחת אור סגול; פיתוח חומרים של פליטת פס צר ביעילות גבוהה, פליטת ירוק ואדום טוהר צבע גבוה; תכנון ופיתוח מערכת חומרים חדשה עם זכויות קניין רוחני עצמאיות תוך שימוש בעקרון של תאימות מבנית והחלפת רכוש שווה, וביצוע תכנון מבני המבוסס על חומרים בעלי תפוקה גבוהה להשגת סדרה של חומרים זוהרים חדשים של אדמה נדירה.

4. טכנולוגיית הכנת מפתח של חומרים קטליטיים אדמה נדירים

חומרים קטליטיים לאדמה נדירה הם חומרי היי-טק המקדמים את היישום הנרחב של יסודות אדמה נדירים בשפע ובקלילות, לנתנום וצריום, מקלים ופותרים ביעילות את חוסר האיזון של צריכת אדמה נדירה בסין, משפרים אנרגיה וטכנולוגיה סביבתית, מקדמים את פרנסתם של אנשים, ולשפר את סביבת החיים של בני האדם. תכני הפיתוח העיקריים כוללים: פיתוח חומרים קטליטיים אדמה נדירים פטרוכימיים פטרוכימיים חיסכון גבוה, חיסכון באנרגיה, חומרים קטליטיים סינתטיים של אדמה נדירה באנרגיה נקייה, בקרת זיהום פליטה של ​​כלי רכב ובקרת זיהום פליטת פליטה תעשייתית של חומרים קטליטיים של אדמה נדירה ומפתח טכנולוגיות של תיעוש; התמקדות בפיתוח טכנולוגיות מפתח של הרכבה מולקולרית בכלוב ננו והכנת חומרי צריום זירקוניום עם שטח פנים ספציפי גבוה, פיתוח חומרים קטליטיים אדמה נדירים בעלי ביצועים גבוהים במיוחד, ויישום בקנה מידה בחלקי טיהור קטליטי יעיל של אדמה נדירה של מקור קבוע ונייד מערכת פליטה מקור למימוש הלוקליזציה.

5. חומרי קריסטל אדמה נדירים מתקדמים וטכנולוגיית ההכנה התעשייתית שלהם

חומרי קריסטל אדמה נדירים נמצאים בשימוש נרחב בהגנה לאומית, מכשירים מדעיים מתקדמים, טיפול רפואי, איתור, בדיקה ביטחונית ותחומים אחרים. חומרי קריסטל אדמה נדירים וטכנולוגיית ההכנה התעשייתית שלהם היא מגמת הפיתוח העיקרית בעתיד

כיוון הפיתוח העיקרי של גבישי לייזר אדמה נדירים כולל: פיתוח של גודל גדול ואיכותי גבוהה של גידול ועיבוד גבישי גבישי לייזר אדמה נדירים טכנולוגיה וציוד;.

לפתח טכנולוגיית הכנה יעילה של גביש לייזר אדמה נדיר וסיב לייזר באיכות גבוהה; מגוון טכנולוגיות יישום לייזר חדשות המבוססות על גביש לייזר של אדמה נדירה.

6. טכנולוגיית הכנה של מתכות ומטרות אדמה נדירות בטוהר גבוה

הדור החדש של אלקטרוניקת מידע וחומרי אנרגיה הם כיווני היישום העיקריים של מתכות אדמה נדירות ומוצרי מטרה בטוהר גבוה. בעתיד, כיווני מחקר ופיתוח עיקריים של חומרי מתכת אדמה נדירה בטוהר גבוה כוללים: שיפור נוסף של הטוהר של מתכות אדמה נדירות למעל 4N5 (99.995%), פיתוח הכנה בעלות נמוכה ובקנה מידה גדול של מתכת אדמה נדירה בטוהר גבוה במיוחד. טכנולוגיה לאספקת חומרי גלם מרכזיים לפיתוח יעדי אדמה נדירים בטוהר גבוה; פיתוח של תהליך בקרת טיהור עדין וציוד גדול לטיהור ואקום גבוה כגון תנור שטח גדול ותנור טיהור גביש יחיד; פיתוח טכנולוגיית ניתוח וזיהוי של זיהומים עקבות במתכות אדמה נדירות טהורות במיוחד וחומרי מטרה.

(3) יעדי פיתוח

מטרת 1.2025: להשלים את המעבר של תעשיית כדור הארץ הנדירים מהעוקבים לריצה וריצה

עד שנת 2025, היא תהפוך למדינה חזקה בתחום החומרים הפונקציונליים של אדמה נדירה. לדור חדש של טכנולוגיית מידע, תחבורה מודרנית, דור חדש של תאורה ותצוגה, שימור אנרגיה, הגנת הסביבה, מעגל משולב, רפואה ביולוגית, הגנה לאומית, צורכי פיתוח מרכזיים, מאסטר ראשוני עם זכויות קניין רוחני עצמאיות של חומרים מגנטיים של אדמה נדירה וטכנולוגיית הליבה העיקרית של ציוד ייצור, רכבי אנרגיה חדשים, תעופה וחלל, מנוע סרוו תעשייתי ויישומי חומרים מגנטיים מתקדמים אחרים, שיעור ההצלחה של ייצור חומרים מגנטים קבועים של אדמה נדירה הגיע ל-70%. לפרוץ את טכנולוגיית ההכנה האצווה והיציבה של חומרים זוהרים של אדמה נדירה, ושיעור הלוקליזציה עלה ליותר מ-80%; לפרוץ את טכנולוגיית ההכנה העיקרית של חומרים פונקציונליים חדשים של אדמה נדירה כגון חומרי גביש אדמה נדירים בעלי ביצועים גבוהים, מתכות אדמה נדירות בטוהר גבוה וחומרי מטרה, עומדים בדרישות של ציוד רפואי מתקדם, זיהוי מושכל, מעגל משולב וכו', להחליף חלקית את היבוא; לפתח חומרים פונקציונליים חדשים של אדמה נדירה וטכנולוגיית ההכנה שלהם, ולהרחיב תחומי יישומים חדשים. עד שנת 2025, סין תשלוט במספר טכנולוגיות ליבה מרכזיות של חומרי מפתח חדשים של אדמה נדירה, ותיצור מספר תאגידים רב לאומיים ואשכולות תעשייתיים עם תחרותיות בינלאומית חזקה בתחומים התחרותיים. מיקומנו בשרשרת הערך התעשייתית העולמית ישתפר משמעותית, והמעבר של תעשיית האדמה הנדירה מהעוקבים לריצה יושלם.

יעד 2.2030: לבנות תחילה את סין למעצמת אדמה נדירה בעולם

עד שנת 2030, בתחום החומרים הפונקציונליים של אדמה נדירה, יכולת החדשנות תשתפר מאוד, והיא תוכל להוביל את המחקר והפיתוח התעשייתי העולמי של חומרים מגנטים קבועים של אדמה נדירה, ולהשיג בתחילה את המטרה להפוך לתעשיית אדמה נדירה בעולם. מגנט קבוע סופר ביצועים גבוהים ברובוטים, ציוד רפואי, תעופה וחלל, אינטרנט של הדברים, ספינות, פטרוכימיה ועוד ציוד ויישומים הנדסיים מרכזיים, מאסטר עם זכויות קניין רוחני עצמאיות של חומרים מגנטיים וציוד ייצור של אדמה נדירה, רכבי האנרגיה החדשים, ניווט 042 תעופה אווירית, מנוע סרוו תעשייתי ויישומי חומרים מגנטיים מתקדמים אחרים, שיעור ההצלחה של החלפת חומרים מגנטים קבועים של אדמה נדירה הגיע ל-80%.

3. מטרת 2035: לבנות מעצמת אדמה נדירה בעולם

עד שנת 2035 יבוצעו פריצות דרך גדולות בתחום החומרים הפונקציונליים של אדמה נדירה, ויכולת החדשנות תשתפר מאוד. רמת החדשנות הכוללת בתחום החומרים החדשים של אדמה נדירה תגיע לשורות מדינות ברמה עולמית, התחרותיות הכוללת תתחזק משמעותית, כמה יתרונות יהוו יכולת מובילת חדשנות גלובלית, ויבנו את סין למעצמה עולמית באדמה נדירה. חומרים.

חומרים נדירים של מגנט קבוע לאדמה, חומרים קטליטיים וחומרים זוהרים הגיעו לרמה הבינלאומית המתקדמת, והשיגו עמידה עצמית מלאה. שיעור האספקה ​​העצמית של גבישים פונקציונליים אופטיים ואדמה נדירה טהורה במיוחד עבור יישומי הגנה לאומית גדול מ-95%; טכנולוגיות הליבה העיקריות וזכויות הקניין הרוחני של חומרים מגנטיים של אדמה נדירה וחומרים מגנטיים מתקדמים כגון רכבי אנרגיה חדשים, הגנה לאומית, תעופה וחלל, ייצור חכם, בריאות, הנדסה ימית, מהווים קבוצה של חומרים פונקציונליים מקוריים של כדור הארץ נדיר, שבהם זכויות הקניין הרוחני המקוריות של דור חדש של חומרי מגנט קבועים של אדמה נדירה נמצאות בידי סין. סטנדרטים שנוסחו באופן עצמאי בסין מהווים יותר מ-30% מהסטנדרטים הבינלאומיים, ויש להם את הקול בגיבוש תקני חומרים מתקדמים; לטפח כישרונות וצוותים חדשניים של חומרים פונקציונליים של אדמה נדירה, לממש את אופן הפיתוח החדש של הנעת יישומים חדשים על ידי חומרים פונקציונליים של אדמה נדירה, ולהקים מערכת חדשנות טכנולוגית מובילה בעולם ומערכת תעשייתית כדי לספק פלטפורמה לטכנולוגיות מקוריות.

4. הצעת מדיניות

אסטרטגיית הפיתוח של 2035 לחומרים פונקציונליים של אדמה נדירה, מאיצה בניית דפוס פיתוח חדש של חדשנות מדעית וטכנולוגית של חומרים פונקציונליים של אדמה נדירה, מייעלת את המשאבים המדעיים והטכנולוגיים והמשאבים האנושיים באזורים דומיננטיים באדמה נדירה, ומגבשת את "הלוח הארוך". יתרון בתחום של אדמה נדירה. צריך לשאוף לשפר את יכולת החדשנות המקורית, הנדסת קנה מידה ויכולת הישגים, לקדם את הייצור הירוק של חומרים פונקציונליים של אדמה נדירה, לפתח במרץ את האפליקציה המתקדמת עם זכויות קניין רוחני עצמאיות של ביצועים גבוהים של אדמה נדירה מגנטית, אור, חשמל ו חומרים פונקציונליים חדשים וטכנולוגיית יישום, להקים את חומרי האדמה הנדירים המתקדמים של סין "עם" פלטפורמת חדשנות, לבנות חומרי אדמה נדירים ויישום שרשרת תעשייה כלכלית דלת פחמן, שנוצרה עם זכויות הקניין הרוחני העצמאיות של סין של תעשיות אסטרטגיות לחומרי אדמה נדירים בעלי ביצועים גבוהים, בהדרגה לממש על ידי ייצור אדמה נדירה כוח לכוח אדמה נדירה. מדיניות ואמצעים ספציפיים מומלצים כדלקמן:

(1) לחזק את היכולת של מחקר חיזוי אסטרטגי ותמיכה במדיניות בתחום החומרים הפונקציונליים של אדמה נדירה ברמה הלאומית

ראשית, האיץ את הקמת מערכת קניין רוחני, מערכת טכנולוגית, מערכת כישרונות ומערכת פלטפורמה לחומרים פונקציונליים של אדמה נדירה המתואמים ברמה הלאומית.

שנית, לחזק את ההמשכיות וההמשכיות של יישום התוכנית לטווח הבינוני והארוך בתחום החומרים הפונקציונליים של אדמה נדירה, ליצור תמיכת מדינה ארוכת טווח ויציבה ולהימנע מתמיכה לסירוגין.

שלישית, לחזק את המודעות להגנה על קניין רוחני בתחום החומרים הפונקציונליים של אדמה נדירה, לשפר את המערכת המשפטית ומנגנון היישום של הגנת קניין רוחני, לחזק וליישם צעדי תמריץ לפעילות חדשנות של ממציאי עבודה, ולעורר את הדחף וההופעה האנדוגניים של טכנולוגיות חדשניות של חומרים פונקציונליים של אדמה נדירה ותעשיותיהם.

(2) לחזק את התמיכה של צוות יתרון אדמה נדירה ובניית שיפוע כישרון, ולשפר את יכולת החדשנות בת-קיימא של חומרים פונקציונליים של אדמה נדירה

ראשית, נעניק תמיכה ארוכת טווח ויציבה למוסדות מחקר וצוותים תחרותיים בתחום יתרונות אדמה נדירה, ונקים בהקדם האפשרי בסיסי פלטפורמת חדשנות מדעית וטכנולוגית לאומית לחומרים פונקציונליים של אדמה נדירה ברמות שונות.

שנית, תנו משחק מלא לתפקידם של מומחים צעירים ובני גיל העמידה בבניית דרג כישרונות כדי למנוע אשמת כישרונות ובזבוז משאבי כישרונות.

שלישית, התמקדו בהכשרת עמוד שדרה צעירים וטכנאים במשרה מלאה בתחום החומרים הפונקציונליים של אדמה נדירה. עבור כישרונות טכניים מצטיינים, ניתן להרגיע כראוי את סף מדיניות ההערכה, וכל עוד הם תורמים, יש להם הזדמנות לממש ערך אישי, כך שניתן לקדם כישרונות מובילים בפעילויות מחקר מדעי וחדשנות הופעה ספונטנית.

(3) לחזק את שיתוף הפעולה הבינלאומי בתחום החומרים הפונקציונליים של אדמה נדירה ולשפר את התחרותיות הגלובלית של סין בתחום החומרים הפונקציונליים של אדמה נדירה

ראשית, בסביבה הבינלאומית הנוכחית, יש להשתמש בהזדמנויות שונות לביצוע חילופי עובדים בינלאומיים וחילופי מידע מדעי וטכנולוגי של כדור הארץ נדיר; המחלקה הניהולית צריכה לנסות להקל על חילופי מדעיים וטכנולוגיים בינלאומיים, להרגיע את הגבול של חוקרים להשתתף בכנסים אקדמיים וחילופי טכניים, ולהימנע ממחקר ופיתוח טכני של "חסימה עצמית" הנגרמת על ידי אינטרסים מקומיים ומחלקתיים.

שנית, על פי המצב הנוכחי בארץ ובחו"ל, תוך חיזוק התפוצה הפנימית בתחום החומרים הפונקציונליים של אדמה נדירה מקומית, עלינו לשאוף להרחיב את השוק החדש הבינלאומי ולהרחיב את התפוצה החיצונית הבינלאומית. מצד אחד, לחזק את רמת הפתיחה לעולם החיצון, לשמר וליצור תנאים להכנסת מפעלי יישומים מתקדמים של חומרים חדשים של אדמה נדירה, ליצור ולבסס באופן פעיל דפוס חדש של תעשיית חומרים חדשים של אדמה נדירה בעולם קהילה של טכנולוגיית אדמה נדירה; מצד שני, להרגיע במידה מתונה את היבוא של חומרי גלם נדירים כדי להפחית את הלחץ של הגנת הסביבה המקומית וצריכת משאבים; במקביל, עודדו מפעלי אדמה נדירים סיניים לצאת, לרכוש, לקנות מניות וליצור חומרים חדשים של אדמה נדירה כמו רובוט סרוו ומנוע הנעה לרכב חשמלי. וסביבת פיתוח טכנולוגי בבית ומחוצה לה, כדי לשפר את התחרותיות הגלובלית של שרשרת תעשיית החומרים הפונקציונליים של כדור הארץ הנדירים ושרשרת האספקה.