Strategiczne badania ewolucji materiałów funkcjonalnych ziem rzadkich do roku 2035
Zhu Minggang”, Sun Xu”, Liu Ronghui, xu Huibing₂
(1. General Iron and Steel Research Institute, Pekin 100081; 2. Zhong yan Rare Earth New Materials Co., Ltd., Pekin 100088)
Streszczenie: Jako jeden z kluczowych materiałów strategicznych o największej charakterystyce zasobów w Chinach, pierwiastki ziem rzadkichMateriały funkcjonalne to podstawowe materiały wspierające nową generację technologii informatycznych , lotnictwo i nowoczesna broń i sprzęt, zaawansowany transport kolejowy, pojazdy energooszczędne i pojazdy wykorzystujące nowe źródła energii, wysokowydajny sprzęt medyczny i inne zaawansowane technologie. W artykule przedstawiono tło przemysłu materiałów funkcjonalnych pierwiastków ziem rzadkich i stan rozwoju, analizowano problemy istniejące w rozwoju przemysłu materiałów funkcjonalnych pierwiastków ziem rzadkich w Chinach, przedstawiono nowe pomysły na rozwój strategii rozwoju mocy materialnej 2035 i kluczowy kierunek rozwoju, od wzmocnienia strategicznego prognozowania pierwiastków ziem rzadkich i wsparcia politycznego, wzmocnienie badań podstawowych i zastosowań w dziedzinie pierwiastków ziem rzadkich, wzmocnienie budowy zespołu przewagi w zakresie pierwiastków ziem rzadkich i talentów przedstawiających politykę Sugestie, aby promować rozwój funkcjonalnych materiałów ziem rzadkich, realizować strategiczne przejście z mocy pierwiastków ziem rzadkich na moc pierwiastków ziem rzadkich, aby zapewnić odniesienie.
Słowa kluczowe: materiały funkcjonalne pierwiastków ziem rzadkich; kluczowe materiały strategiczne; moc nowych materiałów 2035
Numer klasyfikacyjny: O614.33; TG
Strategie rozwoju rzadkiego E art
Materiały funkcjonalne do roku 2035
Zhu Minggang 1, Sun Xu 1, Liu Ronghui2, Xu Huibing 2
(1. Central Iron & Steel Research Institute, Pekin 100081, Chiny; 2. Grirem Advanced Materials Co., Ltd., Pekin 100088, Chiny)
Streszczenie: Funkcjonalne materiały ziem rzadkich mają kluczowe znaczenie i strategiczne we wspieraniu dziedzin zaawansowanych technologii, takich jak technologie informacyjne nowej generacji, lotnictwo i nowoczesna broń, zaawansowany transport kolejowy, pojazdy energooszczędne i pojazdy o nowej energii oraz wysokowydajne środki medyczne urządzenia. W tym artykule przedstawiono stan rozwoju i trendy branży materiałów funkcjonalnych pierwiastków ziem rzadkich w Chinach oraz przeanalizowano problemy tej branży. Aby promować konkurencyjność materiałów funkcjonalnych pierwiastków ziem rzadkich w Chinach, zaproponowano pewne sugestie polityczne, w tym wzmocnienie prognoz strategicznych i wsparcia politycznego, promowanie badań podstawowych i zastosowań oraz usprawnianie tworzenia korzystnych zespołów i rozwój personelu w dziedzinie metali ziem rzadkich.
Słowa kluczowe: materiały funkcjonalne oparte na pierwiastkach ziem rzadkich; materiały krytyczne i strategiczne; strategia dotycząca nowych materiałów na rok 2035
Najpierw przedmowa
Pierwiastki ziem rzadkich (15 lantanowców, itr, skand łącznie 17 juanów Ogólna nazwa pierwiastka) ze względu na unikalną strukturę warstwy elektronicznej, dzięki czemu ma doskonałe właściwości magnetyczne, optyczne, elektryczne i inne właściwości fizyczne i chemiczne, w nowych pojazdach energetycznych, Nowy wyświetlacz i oświetlenie, roboty przemysłowe i informacja elektroniczna, lotnictwo, obrona narodowa, oszczędzanie energii i ochrona środowiska oraz produkcja wysokiej klasy sprzętu i inne strategiczne wschodzące gałęzie przemysłu odgrywają ważną rolę, jest niezbędnym podstawowym materiałem [1].
Nowe materiały ziem rzadkich reprezentowane przez materiały funkcjonalne ziem rzadkich zostały ukończone. Jeden z głównych punktów zawodów w piłkę. Kraje i regiony rozwinięte, takie jak Europa, Ameryka i Japonia, uznały pierwiastki ziem rzadkich za „elementy strategiczne XXI wieku” oraz przeprowadziły rezerwy strategiczne i kluczowe badania. „Strategia dotycząca kluczowych materiałów” opracowana przez Departament Energii Stanów Zjednoczonych, „Plan strategiczny dotyczący pierwiastków” opracowany przez Ministerstwo Edukacji, Edukacji, Nauki oraz „Plan UE dotyczący surowców krytycznych” opracowany przez Unię Europejską – wszystkie wymienione pierwiastki ziem rzadkich jako kluczowe obszary badawcze. W szczególności w ostatnich latach Stany Zjednoczone ponownie uruchomiły przemysł pierwiastków ziem rzadkich w celu uzyskania magnesów z pierwiastków ziem rzadkich do celów wojskowych. Można powiedzieć, że materiały z magnesami trwałymi ziem rzadkich stały się „Shangganlingiem” w dziedzinie funkcjonalnych materiałów ziem rzadkich.
Z tego powodu Chiny umieściły pierwiastki ziem rzadkich jako zasób strategiczny do celów krajowej kontroli i rozwoju oraz umieściły funkcjonalne materiały ziem rzadkich jako kluczowe materiały strategiczne w swoich krajowych średnio-, długo- i długoterminowych planach rozwoju, takich jak „Made in China 2025”. . Opinie Rady Państwa w sprawie promowania zrównoważonego i zdrowego rozwoju przemysłu pierwiastków ziem rzadkich oraz inne odpowiednie regulacje pomogły również w promowaniu innowacji naukowych i technologicznych w dziedzinie materiałów funkcjonalnych pierwiastków ziem rzadkich, zoptymalizowaniu struktury przemysłu pierwiastków ziem rzadkich oraz promowaniu ciągłe doskonalenie poziomu rozwoju i jakości materiałów funkcjonalnych pierwiastków ziem rzadkich w Chinach.
2. Stan rozwoju materiałów funkcjonalnych pierwiastków ziem rzadkich
Ziemia rzadka jest ważnym zasobem strategicznym i korzystnym polem, na którym Chiny mają międzynarodową siłę dyskursu. Chiny są głównym krajem na świecie posiadającym rezerwy zasobów pierwiastków ziem rzadkich. Według całkowitych zasobów pierwiastków ziem rzadkich wynoszących około 1,2108 t, w tym zasoby Chin sięgają 4,4107 t, co stanowi około 37,8% [2,3], Chiny są największym na świecie producentem minerałów ziem rzadkich. W 2019 roku światowa produkcja pierwiastków ziem rzadkich wyniosła 2,1105 t, z czego produkcja metali ziem rzadkich w Chinach osiągnęła 1,32105 t, co stanowi około 63% światowej produkcji pierwiastków rzadkich. Jednocześnie Chiny są także krajem uprzemysłowionym pierwiastków ziem rzadkich z całkowicie niezależnym systemem przemysłowym, obejmującym przetwarzanie rudy na etapie wydobycia, separację w procesie wytapiania, produkcję tlenków i metali ziem rzadkich w środkowym etapie oraz wszystkie nowe materiały i zastosowania metali ziem rzadkich w sektorze w dół rzeki. W 2018 r. wartość produkcji chińskiego łańcucha przemysłu metali ziem rzadkich wyniosła około 90 miliardów juanów, z czego 56% stanowiły materiały funkcjonalne metali ziem rzadkich, wartość produkcji wyniosła około 50 miliardów juanów, wytapianie i separacja stanowiły 27%, a wartość produkcji wyniosła około 25 miliardów juanów. Wśród nich funkcjonalne materiały ziem rzadkich stanowią najwyższy odsetek materiałów z magnesami trwałymi ziem rzadkich, stanowiąc 75%, o wartości wyjściowej około 37,5 miliarda juanów, materiały katalityczne stanowią 20% i wartość wyjściową około 10 miliardów yuan. W strukturze zużycia materiałów funkcjonalnych ziem rzadkich w Chinach materiały z magnesami trwałymi ziem rzadkich korzystają z szybkiego rozwoju nowych pojazdów energetycznych i przemysłu elektronicznego, stanowiąc ponad 40% w strukturze zużycia; metalurgia, maszyny, petrochemia i ceramika szklana stanowią odpowiednio 12%, 9% i 8%, materiały do magazynowania wodoru i materiały luminescencyjne stanowią około 7%; materiały katalityczne, materiały polerskie i lekkie tekstylia rolnicze do 5% [4].
(1) Pole wytapiania i separacji pierwiastków ziem rzadkich
W 1988 roku produkcja pierwiastków ziem rzadkich w Chinach przewyższyła Stany Zjednoczone, stając się pierwszym na świecie producentem pierwiastków ziem rzadkich. Poziom wytapiania i separacji pierwiastków ziem rzadkich w Chinach jest wiodącym na świecie i trwa do dziś, kontrolując światowy rynek pojedynczych pierwiastków ziem rzadkich o wysokiej czystości. Obecnie chińskie przedsiębiorstwa zajmujące się separacją metali ziem rzadkich skupiają się głównie w sześciu dużych chińskich grupach zajmujących się metalami ziem rzadkich: North Rare Earth High-Tech Co., LTD. (grupa), South China Rare Earth Group Co., LTD., Guangdong rzadkie Earth Industry Group, Co., LTD., China Rare Earth Co., LTD., Minmetals Rare Earth Group Co., LTD., Xiamen Tungsten Industry Co ., SP. Z O.O. Zagraniczne projekty wytapiania i separacji pierwiastków ziem rzadkich obejmują głównie projekt Mountain Pass firmy American Molybdenum Company (przejętej przez Shenghe Resources Holdings Co., Ltd.), projekt wytapiania i separacji australijskiej firmy Lynas w Kuantan w Malezji oraz belgijskiej grupy Solvi (Solvay ) projekt itp.
(2) Pole materiałów z magnesami trwałymi ziem rzadkich
Materiały z magnesami trwałymi ziem rzadkich to nie tylko najszybszy kierunek rozwoju oraz największa i najbardziej kompletna skala przemysłowa w całej dziedzinie metali ziem rzadkich, ale także niezastąpiony i niezbędny kluczowy surowiec w przemyśle obronnym państwa, a także obszar zastosowań o największym ilość materiałów ziem rzadkich. Od 2000 roku skala przemysłowa zastosowania materiałów z magnesami trwałymi ziem rzadkich w Chinach rośnie, a produkcja półproduktów ze spiekanych magnesów NdFEB wzrosła z 8104 t na początku 12. Planu Pięcioletniego do 1,8105 t w 2019 roku, odpowiada za ponad 85% światowej produkcji; produkcja materiałów z magnesami trwałymi samarowo-kobaltowymi wynosi 2400 ton, co stanowi ponad 80% całkowitej produkcji.
Szeroki rozwój spiekanych magnesów NdfeB w gałęziach przemysłu zaawansowanych technologii, takich jak nowe pojazdy energetyczne, takie jak elektrownie wiatrowe, pojazdy hybrydowe i elektryczne, energooszczędny sprzęt gospodarstwa domowego, roboty przemysłowe, pociągi dużych prędkości i pociągi maglev, zapewnił ważne wsparcie dla rozwoju branży materiałów na magnesy trwałe oparte na pierwiastkach ziem rzadkich i znaczny potencjał wzrostu tej branży. Chiny są blisko zaawansowanego poziomu światowych konkurentów w dziedzinie wysokowydajnych materiałów z magnesami trwałymi ziem rzadkich, technologii redukcji ciężkich pierwiastków ziem rzadkich, zrównoważonego wykorzystania obfitych materiałów z magnesami trwałymi ziem rzadkich oraz technologii recyklingu i utylizacji magnesów.
Chociaż nasz kraj stał się największym na świecie producentem materiałów z magnesami trwałymi ziem rzadkich, reprezentowanym przez dużą obfitość materiału z magnesami trwałymi ziem rzadkich, część technologii przygotowania magnesów trwałych ziem rzadkich zajmuje wiodącą pozycję na świecie, ale chińskie produkty z magnesami trwałymi ziem rzadkich, nadal nie jest w stanie sprostać wymaganiom wysokiej jakości robotów, technologii komunikacji mobilnej piątej generacji (5G), maszyn litograficznych i innych wschodzących gałęzi przemysłu w zakresie wysokiej klasy technologii magnesów trwałych. Jednocześnie nadal istnieje duża przepaść w stosunku do krajów rozwiniętych, takich jak Stany Zjednoczone i Japonia, w zakresie najbardziej zaawansowanych technologii przygotowania, deformacji termicznej, rozdrobnienia ziarna i ciągłego inteligentnego sprzętu.
(3) W dziedzinie materiałów luminescencyjnych zawierających pierwiastki ziem rzadkich
Wraz z przyspieszoną penetracją materiałów półprzewodnikowych w dziedzinie oświetlenia, wyświetlania i wykrywania informacji, rośnie również zapotrzebowanie rynku na jakość źródeł światła. W dziedzinie oświetlenia za wiodący kierunek nowej generacji białego oświetlenia LED uważa się oświetlenie pełnozakresowe. W innych dziedzinach materiałów luminescencyjnych detektory bliskiej podczerwieni stanowią ważną część Internetu przedmiotów, który stał się przedmiotem światowej uwagi i ma ogromne perspektywy zastosowania w monitorowaniu bezpieczeństwa, biometrii, testach żywności i medycznych oraz w innych dziedzinach.
W dziedzinie materiałów luminescencyjnych, oświetlenia z diodami elektroluminescencyjnymi (LED) i materiałów wystawowych, Mitsubishi Chemical Co., LTD., Electrification Corporation, Japan Chemical Industry Co., Ltd. mają absolutną przewagę pod względem produkcji i wielkości sprzedaży i sumę aktywów na rynku światowym. Wskaźnik lokalizacji luminoforu LED o świetle białym w Chinach również wzrósł z 2000 r., z mniej niż 5% rocznie, do około 85% obecnie. Jednak nadal istnieje pewna luka technologiczna pomiędzy chińskimi przedsiębiorstwami a zagranicą. Obecnie najbardziej wpływowymi przedsiębiorstwami w Chinach są Youyou Yan Rare Earth New Materials Co., LTD., Jiangsu Borui Optoelectronics Co., LTD. i Jiangmen Keheng Industrial Co., LTD.
(4) Dziedzina materiałów krystalicznych pierwiastków ziem rzadkich
Materiały kryształów ziem rzadkich obejmują głównie kryształy laserowe pierwiastków ziem rzadkich i kryształy scyntygraficzne pierwiastków ziem rzadkich, które są szeroko stosowane w obronie narodowej, najnowocześniejszych urządzeniach naukowych, leczeniu medycznym, wykrywaniu, kontroli bezpieczeństwa i innych dziedzinach. W ostatnich latach nastąpił szybki rozwój wysokiej klasy medycznego sprzętu diagnostycznego, takiego jak pozytonowa emisyjna tomografia komputerowa (PET-CT), tworząc duże zapotrzebowanie na wysokowydajne scyntylacje pierwiastków ziem rzadkich, reprezentowane przez kryształy krzemianu itru i lutetu (LYSO), a gospodarki wschodzące reprezentowane przez Chiny mają szczególnie duży potencjał rynkowy w przyszłości. Biorąc pod uwagę liczbę posiadanych jednostek na milion mieszkańców, Chiny muszą dodać około 1000 jednostek sprzętu PET-CT, a popyt na kryształy scyntylacyjne pierwiastków ziem rzadkich przekroczy 3 miliardy juanów.
(5) Dziedzina materiałów katalitycznych zawierających pierwiastki ziem rzadkich
Materiały katalityczne ziem rzadkich odgrywają ważną rolę w gospodarce narodowej, które mogą być szeroko stosowane w środowisku i energetyce, promują szerokie zastosowanie wysokiej zawartości i lekkich pierwiastków ziem rzadkich, lantanu i ceru, skutecznie łagodzą i rozwiązują brak równowagi w zużyciu pierwiastków ziem rzadkich w Chinach, ulepszać technologie energetyczne i środowiskowe oraz poprawiać środowisko życia ludzi. Katalizator krakingu oleju i katalizator oczyszczania spalin pojazdów silnikowych to dozowane materiały katalityczne ziem rzadkich o dwóch największych zastosowaniach, w tym katalizator krakingu oleju, źródło mobilne (pojazdy silnikowe, statki, maszyny rolnicze itp.), Katalizator do oczyszczania spalin, stałe źródło (gazy odlotowe przemysłowe) brak w magazynie, spalanie gazu ziemnego, oczyszczanie organicznych gazów odlotowych itp.) katalizator do oczyszczania gazów resztkowych itp.
W porównaniu z podobnymi katalizatorami na świecie, krajowe katalizatory krakingu osiągnęły ten sam poziom wydajności użytkowej. Ale w katalizatorze oczyszczania spalin pojazdów silnikowych, elektrownia węglowa z wysokotemperaturowym katalizatorem przemysłowego odazotowania gazów odlotowych, takim jak materiały magazynujące tlen cerowo-cyrkonowy, metal ziem rzadkich, powłoka modyfikowanego tlenku glinu, duży rozmiar, ultracienki nośnik ścienny (> 600 mesh) produkcja na dużą skalę oraz kluczowa technologia i sprzęt do integracji systemów itp., przy zagranicznym poziomie zaawansowanym wciąż istnieje pewna luka.
(6) Metale ziem rzadkich i materiały docelowe o wysokiej czystości
Metal ziem rzadkich o wysokiej czystości jest podstawowym surowcem do badań i rozwoju materiałów zaawansowanych technologicznie, który jest szeroko stosowany w materiałach magnetycznych, optycznych materiałach funkcjonalnych, materiałach katalitycznych, materiałach do magazynowania wodoru, funkcjonalnych materiałach ceramicznych, materiałach docelowych do rozpylania do informacji elektronicznej i inne pola. Do końca XX wieku firma Mine Metal Co., LTD., East Cao Corporation, międzynarodowa firma Honeywell oraz przedsiębiorstwa europejskie i amerykańskie przeszły od przygotowania metalu o wysokiej czystości do etapu rozwoju industrializacji i stosowania nowych materiałów, w procesie wysokiego rzędu poniżej 7 nm układ scalony, urządzenia komunikacyjne 5G, urządzenia dużej mocy i inteligentny czujnik, pamięć półprzewodnikowa i inne zaawansowane elektroniczne produkty informacyjne zapewniają kluczowe materiały pomocnicze. Światowej sławy przedsiębiorstwa produkujące metale ziem rzadkich i materiały docelowe o wysokiej czystości to głównie Japan Toscao Corporation, Honeywell International Corporation i inne przedsiębiorstwa z listy Fortune 500. Do chińskich przedsiębiorstw zajmujących się produkcją metali ziem rzadkich i materiałów docelowych o wysokiej czystości należą głównie Zhongyan Rare Earth New Materials Co., Ltd., Instytut Badań nad Materiałami z metali ziem rzadkich w Hunan itp. Nadal istnieją luki w innowacjach technologicznych, zaawansowanym sprzęcie i najnowocześniejszych badaniach podstawowych i inne aspekty. Obecnie Chiny przełamały technologię wytwarzania metali ziem rzadkich o ultrawysokiej czystości, ale nadal pozostaje pewna odległość do urzeczywistnienia industrializacji i zapewnienia rozwoju układów scalonych i innego przemysłu informacji elektronicznej.
3. Trudności i wyzwania w rozwoju materiałów funkcjonalnych pierwiastków ziem rzadkich
Na podstawie powyższego statusu badań materiałów funkcjonalnych pierwiastków ziem rzadkich można stwierdzić, że zasoby pierwiastków ziem rzadkich, jako nieodnawialne, globalne, rzadkie zasoby strategiczne, zawsze znajdowały się w centrum uwagi świata. Od czasu tarć handlowych między Chinami a Stanami Zjednoczonymi metale ziem rzadkich i materiały z magnesami trwałymi ziem rzadkich stały się „słowami kluczowymi” często wymienianymi w mediach krajowych i zagranicznych. Powodem jest to, że dominacja chińskiego łańcucha przemysłu metali ziem rzadkich i materiałów z magnesami trwałymi ziem rzadkich oraz tempo rozwoju technologii materiałów z magnesami trwałymi ziem rzadkich niepokoją Stany Zjednoczone. Chociaż chińskie zasoby ziem rzadkich oraz technologie wydobycia, selekcji i wytapiania metali ziem rzadkich zajmują wiodące pozycje na świecie, a także dysponują szeregiem oryginalnych technologii, nadal borykają się z wieloma trudnościami i wyzwaniami w rozwoju funkcjonalnych materiałów ziem rzadkich.
Funkcjonalne materiały ziem rzadkich stanowiące wyzwanie zewnętrzne, pochodzą głównie ze Stanów Zjednoczonych do „systemu guo + globalnego obozu”, próbując „kompleksowego oddzielenia” sposobu na pozbycie się zależności od chińskich produktów z magnesami trwałymi ziem rzadkich, jednocześnie podżegając inne kraje do zaprzestania stosowania chińskich materiałów z magnesami trwałymi ziem rzadkich, do powstrzymania i ograniczenia szybkiego rozwoju nauki i technologii oraz przemysłu zastosowań w zakresie metali ziem rzadkich w naszym kraju. Z drugiej strony, w środkowych i dalszych obszarach zastosowań materiałów funkcjonalnych pierwiastków ziem rzadkich, większość chińskich badań i rozwoju opiera się na wiodących zagranicznych metodach technologicznych. Chociaż w ostatnich latach w naszym kraju liczba wniosków patentowych w dziedzinie materiałów ziem rzadkich gwałtownie rośnie, ale zdecydowana większość z nich należy do ulepszonych patentów lub patentów brzegowych, podstawowe niezależne prawa własności intelektualnej, zwłaszcza oryginalny patent międzynarodowy, obejmują wiele podstawowych technologii przez bariery techniczne związane z patentami zagranicznymi, poważnie wpłynęły na wysoką jakość rozwoju i internacjonalizacji przemysłu pierwiastków ziem rzadkich.
Wewnętrzne wyzwania związane z funkcjonalnymi materiałami ziem rzadkich wynikają głównie z podstawowych niedociągnięć przemysłu pierwiastków ziem rzadkich i niewystarczającej uwagi poświęconej „kuciu długiej deski”; przedsiębiorstwa i instytucje badawcze wolą wspierać krótkoterminowe badania i technologie imitacyjne, a niewystarczające wsparcie dla technologii oryginalnych o dużych trudnościach w rozwoju, wysokich kosztach rozwoju i długim cyklu przełomu technologicznego; należy wzmocnić interdyscyplinarne i międzysektorowe możliwości współpracy badawczo-rozwojowej w dziedzinie materiałów funkcjonalnych pierwiastków ziem rzadkich. Podsumowując, pierwotna zdolność Chin do innowacji jest niewystarczająca, a zdolność kontrolowania podstawowej technologii materiałów funkcjonalnych ziem rzadkich jest słaba.
Dlatego też, koncentrując się na rozwoju materiałów funkcjonalnych pierwiastków ziem rzadkich w roku 2035, należy zwrócić większą uwagę na niezależne, innowacyjne budowanie potencjału materiałów funkcjonalnych pierwiastków ziem rzadkich z perspektywy globalizacji, w tym kontrolę kluczowych technologii, uczenie się i integrację z międzynarodowe zaawansowane technologie, a także zalety przemysłu funkcjonalnego pierwiastków ziem rzadkich oraz stawanie się większym i silniejszym.
4. Materiały funkcjonalne ziem rzadkich w przyszłych pomysłach rozwojowych, kluczowym kierunku rozwoju i celach rozwoju
(1) Pomysły na rozwój
Ściśle zintegrowane ze strategiami krajowymi, W połączeniu z przyszłymi scenariuszami zastosowań, takimi jak inteligentne roboty, inteligentne miasta, rozwój oceanów i międzygwiezdny, społeczeństwo dużych zbiorów danych i dokowanie człowiek-maszyna, Koncentracja na inżynierii i industrializacji kluczowych badań technologicznych, Dążenie do dokonania przełomów w technologia przygotowania rdzenia, inteligentny sprzęt produkcyjny, specjalne przyrządy testujące i technologia ich stosowania zaawansowanych materiałów funkcjonalnych pierwiastków ziem rzadkich, materiałów luminescencyjnych pierwiastków ziem rzadkich, materiałów katalitycznych pierwiastków ziem rzadkich, materiałów katalitycznych pierwiastków ziem rzadkich, materiałów kryształów pierwiastków ziem rzadkich, metali ziem rzadkich o wysokiej czystości i celu materiały; Poprzez synchroniczne innowacje w całym łańcuchu przemysłowym będziemy promować promocję i wdrażanie zaawansowanych osiągnięć, aby zapewnić efektywne dostawy kluczowych materiałów dla głównych potrzeb strategicznych, takich jak strategiczne wschodzące gałęzie przemysłu, obrona narodowa i inteligentna produkcja, Wreszcie zrealizujemy niezależną dostawa wysokiej klasy stosowanych materiałów funkcjonalnych z pierwiastkami ziem rzadkich; Przeprowadzać pionierskie podstawowe teorie i badania eksperymentalne, Poprzez dogłębną eksplorację i gromadzenie pytań naukowych, I sugerować bardziej oryginalne teorie, Dokonywać oryginalnych odkryć, Uzyskać partię nowych materiałów ziem rzadkich i nowe zastosowanie oryginalnych wyników; Zrealizować strategiczną transformację Chin z źródła pierwiastków ziem rzadkich w energię pierwiastków ziem rzadkich, Przewodzić przyszłemu rozwojowi technologii i przemysłu pierwiastków ziem rzadkich, Zapewnić materialne wsparcie dla realizacji strategicznego celu Chin, jakim jest „umieszczenie się w czołówce innowacyjnego kraju do 2035 roku”.
(2) Kluczowy kierunek rozwoju
1. Kluczowe technologie wytwarzania ultrawysokosprawnych materiałów z magnesami trwałymi ziem rzadkich oraz wydajne i zrównoważone wykorzystanie pierwiastków ziem rzadkich
W świetle przyszłego inteligentnego społeczeństwa z wyższą wydajnością magnetyczną materiałów z magnesami trwałymi oraz nową technologią i sprzętem spełniającym wymóg różnorodności funkcji materiałów z magnesami trwałymi, łącząc aktualizację wiedzy i historyczne prawa zmian technologicznych oraz obecny rozwój wysokowydajnych metali ziem rzadkich Udoskonalanie ziaren materiałów z magnesami trwałymi i optymalizacja granic kluczowych technologii, takich jak zrozumienie, w celu sformułowania kluczowych treści rozwojowych.
(1)Materiały z magnesami trwałymi NdFeB: skupienie się na technologii przygotowania spiekanego NdfeB o wysokiej wszechstronności, badania nad mechanizmem dyfuzji na granicy kryształów ciężkich pierwiastków ziem rzadkich w spiekanych magnesach NdFeB, badania nad technologią i zastosowaniem odzyskiwania spiekanego NdFeB, technologia przewidywania wydajności usług i teoria spiekane magnesy NdFeB itp.
(2)Materiały na magnesy trwałe samarowo-kobaltowe: skupienie się na elementarnym mechanizmie regulacji magnesu samarowo-kobaltowego o wysokiej zawartości resztkowej, regulacja nanostruktur i składników mikroregionów w inżynieryjnym przygotowaniu wysokowydajnego magnesu stałego samarowo-kobaltowego, badania nad technologią przeciwutleniającą samaru-kobaltu w wysokiej temperaturze użyj temperatury i technologii ochrony powierzchni wysokotemperaturowego magnesu trwałego samarowo-kobaltowego itp.
(3)Materiały z magnesami trwałymi Thermopress: skupienie się na badaniach mechanizmu powstawania anizotropii cienkościennego pierścienia magnetycznego pod ciśnieniem na gorąco, badania nad technologią przygotowania wysokowydajnego proszku magnetycznego do pierścienia magnetycznego do tłoczenia na gorąco, technologia przygotowania i zastosowanie wysokowydajnego pierścienia z magnesem trwałym pod ciśnieniem na gorąco , sprzęt do przygotowania inżynierii i rozwój technologii procesowej wysokowydajnego pierścienia magnetycznego pod wysokim ciśnieniem itp.
(4) Materiały z magnesami trwałymi o dużej zawartości: skupienie się na zrównoważonym wykorzystaniu metali ziem rzadkich o dużej zawartości (La, Ce itp.) w materiałach z magnesami trwałymi, mechanizmie dwufazowej struktury magnesu cerowego i technologii ulepszania siły przymusu.
(5) Łącząc gen materiału i uczenie maszynowe, przeprowadź projekt strukturalny i obliczenia wydajności magnetycznych materiałów funkcjonalnych oraz zbadaj nowy system i nową strukturę materiałów dla kluczowych wskaźników wydajności produktu o wysokiej energii magnetycznej i wysokiej koercji pierwszej generacji materiałów magnetycznych trwałych ziem rzadkich.
(6) Zgodnie z charakterystyką magnetycznych materiałów funkcjonalnych przestudiuj nowe zasady i nowy sprzęt do testowania i testowania i stopniowo pozbądź się zależności sprzętu do analizy i testowania od obcych krajów.
2. Nowe materiały z magnesami trwałymi ziem rzadkich i kluczowe technologie zastosowań niestandardowych
W ramach ogólnego trendu gospodarki niskoemisyjnej, jaki panuje na całym świecie, kraje na całym świecie zwracają uwagę na ochronę środowiska i niską emisję gazów cieplarnianych jako kluczowe dziedziny nauki i technologii. Kluczowe treści rozwojowe obejmują: rozwój inteligentnego transportu kolejowego i inteligentnego systemu produkcji przemysłowej; rozwój trwałych materiałów magnetycznych i systemów zasilania magnetycznego z technologią łożysk zawieszonych na magnesach trwałych i trwałym magnetycznym przesyłaniem prądów wirowych; rozwój trwałych materiałów magnetycznych z metali ziem rzadkich zapewniających wysoką odporność na korozję generatora z napędem bezpośrednim z magnesami trwałymi w morskim środowisku korozyjnym; rozwój trwałych materiałów magnetycznych o wysokiej energii magnetycznej, dużej sile koercyjnej, miniaturyzacji i wysokiej precyzji dla scenariuszy zastosowań, takich jak roboty i inteligentne miasta.
2. Wysokiej klasy materiały luminescencyjne oparte na pierwiastkach ziem rzadkich oraz kluczowe technologie i sprzęt do ich przygotowania
Wraz z rosnącym zapotrzebowaniem na jakość źródeł światła na rynku oświetlenia półprzewodnikowego, konieczne jest skupienie się na rozwoju wysokiej klasy materiałów emitujących światło ziem rzadkich oraz kluczowych technologiach ich przygotowania i sprzęcie, aby spełnić wymagania zastosowań w dziedzinie oświetlenia, wyświetlaczy i wykrywanie informacji. Kluczowe treści rozwojowe obejmują: kluczowy przełom w zakresie nowych materiałów luminescencyjnych na bazie metali ziem rzadkich, takich jak emisja niewidzialna i emisja konwersji w górę; rozwijanie teorii i metod technicznych zwiększania efektywności emisji podczerwieni w świetle fioletowym; opracowywanie materiałów o wysokiej wydajności emisji wąskopasmowej, emisji zieleni i czerwieni o wysokiej czystości barw; projektować i opracowywać system nowych materiałów z niezależnymi prawami własności intelektualnej, stosując zasadę kompatybilności strukturalnej i równej zastępowalności własności, oraz przeprowadzać projekty konstrukcyjne w oparciu o materiały wysokoprzepustowe w celu uzyskania szeregu nowych materiałów luminescencyjnych na bazie pierwiastków ziem rzadkich.
4.Kluczowa technologia przygotowania materiałów katalitycznych ziem rzadkich
Materiały katalityczne ziem rzadkich to zaawansowane technologicznie materiały, które promują szerokie zastosowanie obfitych i lekkich pierwiastków ziem rzadkich, lantanu i ceru, skutecznie łagodzą i rozwiązują brak równowagi w zużyciu pierwiastków ziem rzadkich w Chinach, poprawiają technologię energetyczną i środowiskową, promują środki utrzymania ludzi, i poprawy środowiska życia ludzi. Kluczowe treści rozwojowe obejmują: rozwój wysokowydajnych, energooszczędnych i trwałych petrochemicznych materiałów katalitycznych na bazie pierwiastków ziem rzadkich, syntetycznych materiałów katalitycznych na bazie metali ziem rzadkich czystą energią, kontrolę zanieczyszczeń spalinami pojazdów silnikowych oraz kontrolę zanieczyszczeń przemysłowych emisji spalin materiałów katalitycznych i kluczowych technologie industrializacji; skupienie się na rozwoju kluczowych technologii montażu molekularnego nanoklatek i przygotowaniu materiałów cerowo-cyrkonowych o dużej powierzchni właściwej, opracowaniu ultrawysokiej wydajności materiałów katalitycznych na bazie pierwiastków ziem rzadkich oraz zastosowaniu skali w wydajnych częściach do katalitycznego oczyszczania metali ziem rzadkich ze źródeł stałych i mobilnych źródłowy układ wydechowy w celu realizacji lokalizacji.
5. Zaawansowane materiały kryształowe pierwiastków ziem rzadkich i technologia ich przemysłowego przygotowania
Materiały kryształów ziem rzadkich są szeroko stosowane w obronie narodowej, najnowocześniejszych urządzeniach naukowych, leczeniu, wykrywaniu, inspekcji bezpieczeństwa i innych dziedzinach. Głównym kierunkiem rozwoju w przyszłości będą materiały kryształów ziem rzadkich i technologia ich przemysłowego przygotowania
Kluczowy kierunek rozwoju kryształów laserowych pierwiastków ziem rzadkich obejmuje: rozwój technologii i sprzętu do wzrostu i przetwarzania kryształów lasera ziem rzadkich o dużych rozmiarach i wysokiej jakości;
Opracuj wydajną technologię przygotowania wysokiej jakości kryształu lasera ziem rzadkich i włókna laserowego; różne nowe technologie aplikacji laserowej oparte na krysztale lasera ziem rzadkich.
6. Technologia otrzymywania metali ziem rzadkich i tarcz o wysokiej czystości
Nowa generacja elektroniki informacyjnej i materiałów energetycznych to główne kierunki zastosowań metali ziem rzadkich i produktów docelowych o wysokiej czystości. W przyszłości kluczowe kierunki badań i rozwoju materiałów z metali ziem rzadkich o wysokiej czystości obejmują: dalszą poprawę czystości metali ziem rzadkich do poziomu powyżej 4N5 (99,995%), opracowanie taniego i wielkoskalowego wytwarzania metali ziem rzadkich o ultra wysokiej czystości technologia zapewniająca kluczowe surowce do opracowania pierwiastków ziem rzadkich o wysokiej czystości; rozwój procesu kontroli dokładnego oczyszczania i dużych urządzeń do oczyszczania w wysokiej próżni, takich jak piec wielkopowierzchniowy i piec do oczyszczania monokrystalicznego; rozwój technologii analizy i wykrywania śladowych zanieczyszczeń w metalach ziem rzadkich o ultra wysokiej czystości i materiałach docelowych.
(3) Cele rozwojowe
Cel 1.2025: Zakończenie przejścia przemysłu pierwiastków ziem rzadkich od podążania do ciągłego biegania
Do 2025 roku stanie się potężnym krajem w dziedzinie materiałów funkcjonalnych pierwiastków ziem rzadkich. Dla nowej generacji technologii informatycznych, nowoczesnego transportu, nowej generacji oświetlenia i wyświetlaczy, oszczędzania energii, ochrony środowiska, układów scalonych, medycyny biologicznej, obrony narodowej, głównych potrzeb rozwojowych, wstępnego mistrza z niezależnymi prawami własności intelektualnej do materiałów magnetycznych ziem rzadkich i kluczowa technologia rdzenia sprzętu produkcyjnego, nowych pojazdów energetycznych, przemysłu lotniczego, serwomotorów przemysłowych i innych zaawansowanych zastosowań materiałów magnetycznych, wskaźnik powodzenia generowania materiałów z magnesami trwałymi ziem rzadkich osiągnął 70%. Przełamać technologię partii i stabilnego przygotowania materiałów luminescencyjnych ziem rzadkich, a współczynnik lokalizacji wzrósł do ponad 80%; przełamać kluczową technologię przygotowania nowych funkcjonalnych materiałów ziem rzadkich, takich jak wysokowydajne materiały kryształów metali ziem rzadkich, metale ziem rzadkich o wysokiej czystości i materiały docelowe, spełniać wymagania wysokiej klasy sprzętu medycznego, inteligentnej detekcji, układu scalonego itp., częściowo zastąpić import; opracowywać nowe funkcjonalne materiały ziem rzadkich i technologię ich wytwarzania oraz poszerzać nowe obszary zastosowań. Do 2025 r. Chiny opanują szereg kluczowych technologii kluczowych nowych materiałów ziem rzadkich i utworzą szereg międzynarodowych korporacji i klastrów przemysłowych o silnej konkurencyjności międzynarodowej w obszarach konkurencyjnych. Nasza pozycja w globalnym łańcuchu wartości przemysłowej zostanie znacznie wzmocniona, a przejście przemysłu pierwiastków ziem rzadkich z dalszego do działającego zostanie zakończone.
Cel 2.2030: Początkowo przekształcić Chiny w światową potęgę związaną z pierwiastkami ziem rzadkich
Do 2030 r. w dziedzinie funkcjonalnych materiałów ziem rzadkich potencjał innowacyjny ulegnie znacznej poprawie i może przewodzić globalnym badaniom i rozwojowi przemysłowemu materiałów z magnesami trwałymi ziem rzadkich i początkowo osiągnąć cel, jakim jest stanie się światowym przemysłem metali ziem rzadkich. Magnes trwały o bardzo wysokiej wydajności w robotach, sprzęcie medycznym, przemyśle lotniczym, Internecie rzeczy, statkach, sprzęcie petrochemicznym i innym głównym sprzęcie oraz zastosowaniach inżynieryjnych, mistrz z niezależnymi prawami własności intelektualnej do materiałów magnetycznych ziem rzadkich i sprzętu produkcyjnego, nowych pojazdów energetycznych, nawigacji 042 lotnictwo kosmiczne, przemysłowe serwomotory i inne wysokiej klasy zastosowania w materiałach magnetycznych, wskaźnik powodzenia wymiany materiałów z magnesami trwałymi ziem rzadkich osiągnął 80%.
3. Cel na rok 2035: Zbudowanie światowej potęgi opartej na pierwiastkach ziem rzadkich
Do 2035 r. dokonają się istotne przełomy w dziedzinie materiałów funkcjonalnych pierwiastków ziem rzadkich, a możliwości innowacyjne zostaną znacznie zwiększone. Ogólny poziom innowacyjności w dziedzinie nowych materiałów ziem rzadkich osiągnie poziom krajów na poziomie światowym, ogólna konkurencyjność zostanie znacznie wzmocniona, niektóre zalety utworzą wiodącą zdolność w zakresie globalnych innowacji i uczynią Chiny światową potęgą w zakresie funkcjonalności pierwiastków ziem rzadkich materiały.
Materiały z magnesami trwałymi ziem rzadkich, materiały katalityczne i materiały świecące osiągnęły międzynarodowy poziom zaawansowany, osiągając pełną samowystarczalność. Stopień samowystarczalności optycznych kryształów funkcjonalnych i ultraczystych pierwiastków ziem rzadkich do zastosowań w obronności narodowej przekracza 95%; kluczowe technologie podstawowe i prawa własności intelektualnej do materiałów magnetycznych ziem rzadkich i wysokiej klasy materiałów magnetycznych, takich jak pojazdy nowej energii, obrona narodowa, przemysł lotniczy, inteligentna produkcja, opieka zdrowotna, inżynieria morska, tworząc partię oryginalnych materiałów funkcjonalnych ziem rzadkich, w których pierwotne prawa własności intelektualnej nowej generacji materiałów z magnesami trwałymi na bazie metali ziem rzadkich znajdują się w rękach Chin. Niezależnie opracowane normy chińskie stanowią ponad 30% norm międzynarodowych i mają głos w formułowaniu norm dotyczących materiałów wysokiej klasy; rozwijać innowacyjne talenty i zespoły zajmujące się materiałami funkcjonalnymi pierwiastkami ziem rzadkich, realizować nowy tryb rozwoju nowych zastosowań materiałów funkcjonalnych pierwiastków ziem rzadkich oraz ustanawiać wiodący na świecie system innowacji technologicznych i system przemysłowy, aby zapewnić platformę dla oryginalnych technologii.
4. propozycja polityki
Strategia rozwoju materiałów funkcjonalnych pierwiastków ziem rzadkich na rok 2035 ma przyspieszyć budowę nowego wzorca rozwoju innowacji naukowych i technologicznych materiałów funkcjonalnych pierwiastków ziem rzadkich, zoptymalizować zasoby naukowe i technologiczne oraz zasoby ludzkie w regionach z dominacją pierwiastków ziem rzadkich oraz skonsolidować „długą deskę „przewaga w dziedzinie pierwiastków ziem rzadkich. Powinien dążyć do poprawy oryginalnych zdolności innowacyjnych, inżynierii skali i możliwości osiągnięć, promować ekologiczną produkcję funkcjonalnych materiałów ziem rzadkich, energicznie rozwijać spełniające najwyższe standardy zastosowania z niezależnymi prawami własności intelektualnej do wysokowydajnych metali ziem rzadkich, światła, elektryczności i inne nowe materiały funkcjonalne i technologie aplikacji, ustanowienie zaawansowanej chińskiej platformy innowacji „z” materiałami ziem rzadkich, budowanie materiałów ziem rzadkich i zastosowanie łańcucha przemysłu gospodarczego o niskiej emisji dwutlenku węgla, utworzonego z niezależnych chińskich praw własności intelektualnej do strategicznych gałęzi przemysłu o wysokiej wydajności materiałów ziem rzadkich, stopniowo realizować poprzez moc produkcyjną pierwiastków ziem rzadkich w kierunku mocy pierwiastków ziem rzadkich. Zalecane są następujące szczegółowe zasady i środki:
(1) Wzmocnienie możliwości strategicznych badań prognostycznych i wsparcia politycznego w dziedzinie materiałów funkcjonalnych pierwiastków ziem rzadkich na poziomie krajowym
Po pierwsze, przyspieszenie ustanowienia systemu własności intelektualnej, systemu technologii, systemu talentów i systemu platform dla funkcjonalnych materiałów ziem rzadkich, koordynowanego na poziomie krajowym.
Po drugie, należy wzmocnić ciągłość i ciągłość realizacji planu średnio- i długoterminowego w zakresie materiałów funkcjonalnych pierwiastków ziem rzadkich, stworzyć długoterminowe i stabilne wsparcie państwa oraz unikać wsparcia sporadycznego.
Po trzecie, wzmocnienie świadomości w zakresie ochrony własności intelektualnej w zakresie funkcjonalnych materiałów ziem rzadkich, ulepszenie systemu prawnego i mechanizmu wdrażania ochrony własności intelektualnej, wzmocnienie i wdrożenie środków zachęty do działalności innowacyjnej twórców miejsc pracy oraz stymulowanie endogennego impulsu i pojawiania się innowacyjne technologie materiałów funkcjonalnych pierwiastków ziem rzadkich i ich gałęzie przemysłu.
(2) Wzmocnij wsparcie zespołu przewagi w zakresie pierwiastków ziem rzadkich i konstrukcji gradientu talentów oraz popraw zdolność do zrównoważonej innowacyjności materiałów funkcjonalnych ziem rzadkich
Po pierwsze, zapewnimy długoterminowe i stabilne wsparcie konkurencyjnym instytucjom i zespołom badawczym w dziedzinie zalet pierwiastków ziem rzadkich oraz najszybciej, jak to możliwe, utworzymy krajowe bazy platform innowacji naukowych i technologicznych dla funkcjonalnych materiałów ziem rzadkich na różnych poziomach.
Po drugie, należy w pełni wykorzystać rolę młodych i średnich ekspertów w budowaniu szczebli talentów, aby uniknąć błędów talentów i marnowania zasobów talentów.
Po trzecie, skoncentruj się na szkoleniu młodych techników szkieletowych i pełnoetatowych w dziedzinie materiałów funkcjonalnych pierwiastków ziem rzadkich. W przypadku wybitnych talentów technicznych próg polityki oceny można odpowiednio złagodzić i pod warunkiem, że wnoszą wkład, mają oni możliwość wykorzystania wartości osobistej, dzięki czemu wiodące talenty mogą być promowane w badaniach naukowych i działaniach innowacyjnych. Spontaniczne pojawienie się.
(3) Wzmocnić współpracę międzynarodową w dziedzinie materiałów funkcjonalnych z pierwiastków ziem rzadkich i zwiększyć globalną konkurencyjność Chin w dziedzinie materiałów funkcjonalnych z metali ziem rzadkich
Po pierwsze, w obecnym środowisku międzynarodowym należy wykorzystywać różne możliwości do prowadzenia międzynarodowej wymiany personelu oraz wymiany informacji dotyczących nauk o pierwiastkach ziem rzadkich i technologii; wydział zarządzający powinien starać się ułatwić międzynarodową wymianę naukową i technologiczną, złagodzić limit badaczy uczestniczących w konferencjach akademickich i wymianach technicznych oraz unikać „samoblokowania” badań technicznych i rozwoju spowodowanych interesami lokalnymi i wydziałowymi.
Po drugie, zgodnie z obecną sytuacją w kraju i za granicą, wzmacniając wewnętrzny obieg w zakresie krajowych materiałów funkcjonalnych ziem rzadkich, powinniśmy dążyć do poszerzenia nowego międzynarodowego rynku i poszerzenia międzynarodowego obiegu zewnętrznego. Z jednej strony wzmocnić poziom otwarcia na świat zewnętrzny, utrzymać i stworzyć warunki dla wprowadzenia wysokiej klasy przedsiębiorstw zajmujących się zastosowaniem nowych materiałów ziem rzadkich, aktywnie tworzyć i ustanawiać nowy wzór globalnego przemysłu nowych materiałów ziem rzadkich oraz społeczność technologii pierwiastków ziem rzadkich; z drugiej strony umiarkowanie złagodzić import surowców ziem rzadkich, aby zmniejszyć presję związaną z ochroną środowiska krajowego i zużyciem zasobów; jednocześnie zachęcaj chińskie przedsiębiorstwa zajmujące się pierwiastkami ziem rzadkich do wychodzenia, nabywania, kupowania udziałów i tworzenia nowych, nowych materiałów z metali ziem rzadkich, takich jak serwomotor robota i silnik napędowy pojazdu elektrycznego. Korzystne przedsiębiorstwa zajmujące się produktami zaawansowanych technologii poprawią biznes i naukę i środowisko rozwoju technologicznego w kraju i za granicą, aby zwiększyć globalną konkurencyjność chińskiego łańcucha przemysłu i łańcucha dostaw materiałów funkcjonalnych metali ziem rzadkich.