Pesquisa estratégica sobre a evolução de materiais funcionais de terras raras até 2035
Zhu Minggang',Sun Xu',Liu Ronghui,xu Huibing₂
(1. Instituto Geral de Pesquisa de Ferro e Aço, Pequim 100081; 2. Zhong yan Rare Earth New Materials Co., Ltd., Pequim 100088)
Resumo: Como um dos principais materiais estratégicos com mais características de recursos na China, as terras rarasmateriais funcionais são os materiais principais que suportam a nova geração de tecnologia da informação , armas e equipamentos aeroespaciais e modernos, trânsito ferroviário avançado, veículos economizadores de energia e novas energias, equipamentos médicos de alto desempenho e outros campos de alta tecnologia. Este artigo apresenta o histórico da indústria de materiais funcionais de terras raras e o status de desenvolvimento, analisa os problemas existentes no desenvolvimento da indústria de materiais funcionais de terras raras na China, apresenta as novas idéias de desenvolvimento da estratégia de desenvolvimento do poder material 2035 e a direção principal do desenvolvimento, a partir do fortalecimento de previsão estratégica de terras raras e apoio político, fortalecendo a pesquisa básica e aplicação no campo de terras raras, fortalecendo a construção de equipe de vantagem de terras raras e talentos apresentados sugestões políticas, para promover o desenvolvimento de materiais funcionais de terras raras, realizar o estratégico mudança de energia de terras raras para energia de terras raras para fornecer referência.
Palavras-chave: materiais funcionais de terras raras; principais materiais estratégicos; poder de novos materiais 2035
Número de classificação: O614.33; TG
Estratégias de desenvolvimento para terras raras
Materiais Funcionais até 2035
Zhu Minggang 1, Sun Xu 1, Liu Ronghui2, Xu Huibing 2
(1. Instituto Central de Pesquisa de Ferro e Aço, Pequim 100081, China; 2. Grirem Advanced Materials Co., Ltd., Pequim 100088, China)
Resumo: Os materiais funcionais de terras raras são críticos e estratégicos no apoio aos campos de alta tecnologia, como tecnologia da informação de nova geração, armamento aeroespacial e moderno, trânsito ferroviário avançado, veículos economizadores de energia e novas energias, e equipamentos médicos de alto desempenho. dispositivos. Neste artigo, o status de desenvolvimento e as tendências da indústria de materiais funcionais de terras raras na China são apresentados e os problemas da indústria são analisados. Para promover a competitividade dos materiais funcionais de terras raras na China, são propostas algumas sugestões políticas, incluindo o reforço da previsão estratégica e do apoio político, a promoção da investigação e aplicação básicas e o reforço da construção de equipas vantajosas e do desenvolvimento de pessoal no domínio das terras raras.
Keywords : materiais funcionais de terras raras; materiais críticos e estratégicos; estratégia de energia de novos materiais 2035
Primeiro, prefácio
Elementos de terras raras (15 lantanídeos, ítrio, escândio total de 17 yuans Nome geral do elemento)devido à sua estrutura única de camada eletrônica, de modo que possui excelentes características magnéticas, ópticas, elétricas e outras características físicas e químicas, em novos veículos de energia,Novo display e iluminação, robôs industriais e informações eletrônicas, aeroespacial, defesa nacional, conservação de energia e proteção ambiental e fabricação de equipamentos de ponta e outras indústrias estratégicas emergentes desempenham um papel importante, é um material básico essencial indispensável [1].
Novos materiais de terras raras representados por materiais funcionais de terras raras tornaram-se um dos pontos focais da competição de bola. Países e regiões desenvolvidos como Europa, América e Japão listaram os elementos de terras raras como os "elementos estratégicos do século 21" e realizaram reservas estratégicas e pesquisas importantes. A "Estratégia de Materiais Chave" formulada pelo Departamento de Energia dos EUA, o "Plano Estratégico Elemental" formulado pelo Ministério da Educação, Educação, Ciência e o "Plano de Matérias-Primas Críticas da UE" formulado pela União Europeia, todos listados como elementos de terras raras como principais áreas de pesquisa. Em particular, nos últimos anos, os Estados Unidos reiniciaram a indústria de terras raras para obter ímanes de terras raras disponíveis para uso militar. Pode-se dizer que os materiais magnéticos permanentes de terras raras se tornaram o "Shangganling" no campo dos materiais funcionais de terras raras.
Por esta razão, a China listou as terras raras como um recurso estratégico para o controle e desenvolvimento nacional, e listou os materiais funcionais de terras raras como materiais estratégicos chave nos seus planos nacionais de desenvolvimento de médio, longo e longo prazo, como "Made in China 2025" . Os pareceres do Conselho de Estado sobre a Promoção do Desenvolvimento Sustentável e Saudável da Indústria de Terras Raras e outros regulamentos relevantes também ajudaram a promover a inovação científica e tecnológica no campo dos materiais funcionais de terras raras, otimizaram a estrutura da indústria de terras raras e promoveram a melhoria contínua do nível de desenvolvimento e qualidade dos materiais funcionais de terras raras na China.
2. Status de desenvolvimento de materiais funcionais de terras raras
As terras raras são um importante recurso estratégico e um campo vantajoso onde a China tem um poder de discurso internacional. A China é um país importante do mundo, com reservas de recursos de terras raras. De acordo com as reservas totais de recursos de terras raras é de cerca de 1.2108 t, entre as quais as reservas da China chegam a 4.4107 t, representando cerca de 37,8% [2,3], a China é o maior produtor mundial de minerais de terras raras. Em 2019, a produção global de terras raras foi de 2,1105 t, entre as quais a produção de terras raras da China atingiu 1,32105 t, representando cerca de 63% da produção global de terras raras. Ao mesmo tempo, a China também é um país de industrialização de terras raras com um sistema industrial totalmente independente, abrangendo o processamento de minério a montante, a separação da fundição, a produção de óxidos e metais de terras raras no midstream, e todos os novos materiais e aplicações de terras raras no Rio abaixo. Em 2018, o valor da produção da cadeia da indústria de terras raras da China foi de cerca de 90 bilhões de yuans, dos quais os materiais funcionais de terras raras representaram 56%, o valor da produção foi de cerca de 50 bilhões de yuans, a fundição e separação representaram 27%, e o o valor da produção foi de cerca de 25 bilhões de yuans. Entre eles, os materiais funcionais de terras raras representam a maior proporção de materiais magnéticos permanentes de terras raras, representando 75%, com um valor de produção de cerca de 37,5 bilhões de yuans, materiais catalíticos representando 20% e um valor de produção de cerca de 10 bilhões. yuan. Na estrutura de consumo de materiais funcionais de terras raras na China, os materiais magnéticos permanentes de terras raras se beneficiam do rápido desenvolvimento de novos veículos energéticos e da indústria eletrônica, representando mais de 40% na estrutura de consumo; metalurgia, maquinaria, petroquímica e cerâmica de vidro representam 12%, 9% e 8%, respectivamente, materiais de armazenamento de hidrogénio e materiais luminescentes representam cerca de 7%; materiais catalíticos, materiais de polimento e têxteis leves agrícolas por 5% [4].
(1) Campo de fundição e separação de terras raras
Em 1988, a produção de terras raras da China ultrapassou a dos Estados Unidos, tornando-se o primeiro produtor mundial de terras raras. O nível de fundição e separação de terras raras da China é líder mundial e continua até hoje, controlando o mercado global de terras raras únicas de alta pureza. Atualmente, as empresas de separação de fundição de terras raras da China concentram-se principalmente nos seis grandes grupos de terras raras da China: North Rare Earth High-Tech Co., LTD. (grupo), grupo de terras raras do sul da China co., LTD., grupo da indústria de terras raras de Guangdong, co., LTD., China terras raras co., LTD., minmetals grupo de terras raras co., LTD., indústria de tungstênio de Xiamen co. ., LTD. Os projetos estrangeiros de fundição e separação de terras raras incluem principalmente o projeto Mountain Pass da American Molybdenum Company (adquirida pela Shenghe Resources Holdings Co., Ltd.), o projeto de fundição e separação da Australian Lynas em Kuantan, Malásia, e o Belga Solvi Group (Solvay ) projeto, etc.
(2) Campo de materiais magnéticos permanentes de terras raras
Os materiais magnéticos permanentes de terras raras não são apenas a direção de desenvolvimento mais rápido e a maior e mais completa escala industrial em todo o campo de terras raras, mas também uma matéria-prima insubstituível e indispensável na indústria de defesa nacional, e também o campo de aplicação com o maior quantidade de materiais de terras raras. Desde 2000, a escala industrial da aplicação de materiais magnéticos permanentes de terras raras na China tem se expandido, e a produção em branco de ímãs NdFEB sinterizados aumentou de 8.104 t no início do 12º Plano Quinquenal para 1.8105 t em 2019, representando mais de 85% da produção global; a produção de materiais magnéticos permanentes de samário-cobalto é de 2.400 t, representando mais de 80% da produção total.
O extenso desenvolvimento de ímãs NdfeB sinterizados em indústrias de alta tecnologia, como veículos de novas energias, como geração de energia eólica, veículos híbridos e elétricos, eletrodomésticos economizadores de energia, robôs industriais, trens de alta velocidade e maglev, forneceu um apoio importante para o desenvolvimento da indústria de materiais de ímã permanente de terras raras e considerável potencial de crescimento da indústria. A China está próxima do nível avançado dos pares mundiais nas áreas de materiais magnéticos permanentes de terras raras de alto desempenho, tecnologia pesada de redução de terras raras, utilização equilibrada de materiais magnéticos permanentes de terras raras de alta abundância e tecnologia de reciclagem e utilização de ímãs.
Embora nosso país tenha se tornado o maior produtor mundial de materiais de ímã permanente de terras raras, representado pela alta abundância de material de ímã permanente de terras raras, parte da tecnologia de preparação de ímã permanente de terras raras está na posição de liderança mundial, mas os produtos de material de ímã permanente de terras raras da China, ainda não é capaz de atender a robôs de alta qualidade, a quinta geração de tecnologia de comunicação móvel (5G), máquinas de litografia e outras indústrias emergentes para a demanda de tecnologia de ímã permanente de ponta. Ao mesmo tempo, ainda existe uma grande lacuna em relação aos países desenvolvidos, como os Estados Unidos e o Japão, na mais avançada tecnologia de preparação, deformação térmica, refinamento de grãos e equipamentos inteligentes contínuos.
(3) No campo dos materiais luminescentes de terras raras
Com a penetração acelerada de materiais semicondutores nas áreas de iluminação, exibição e detecção de informações, a demanda do mercado por qualidade de fonte de luz também está aumentando. No campo da iluminação, a iluminação de espectro total é considerada a direção principal da nova geração de iluminação LED branca. Em outros campos de materiais luminescentes, os detectores de infravermelho próximo são uma parte importante da Internet das Coisas, que se tornou o foco da atenção global, e têm grandes perspectivas de aplicação em monitoramento de segurança, biometria, testes alimentares e médicos e outros campos.
No campo de materiais luminescentes, com iluminação de diodo emissor de luz branca (LED) e materiais de exibição, Mitsubishi Chemical Co., LTD., Electrification Corporation, Japan Chemical Industry Co., Ltd. e ativos totais no mercado global. A taxa de localização de fósforo LED de luz branca na China também aumentou desde 2000, menos de 5% ao ano, para cerca de 85% atualmente. No entanto, ainda existe uma certa lacuna tecnológica entre as empresas chinesas e os países estrangeiros. Atualmente, as empresas mais influentes na China são Youyou Yan Rare Earth New Materials Co., LTD., Jiangsu Borui Optoelectronics Co., LTD., e Jiangmen Keheng Industrial Co., LTD.
(4) Campo de materiais cristalinos de terras raras
Os materiais de cristal de terras raras incluem principalmente cristais de laser de terras raras e cristais cintilográficos de terras raras, que são amplamente utilizados na defesa nacional, dispositivos científicos de ponta, tratamento médico, detecção, inspeção de segurança e outros campos. Nos últimos anos, equipamentos de diagnóstico médico de ponta, como a tomografia computadorizada por emissão de pósitrons (PET-CT), desenvolveram-se rapidamente, criando uma forte demanda por cintilações de terras raras de alto desempenho representadas por cristais de silicato de ítrio-lutécio (LYSO), e as economias emergentes representadas pela China têm um potencial de mercado particularmente enorme no futuro. Com base na propriedade de uma unidade por milhão de pessoas, a China precisa adicionar cerca de 1.000 unidades de equipamentos PET-CT, e a demanda por cristais de cintilação de terras raras excederá 3 bilhões de yuans.
(5) Campo de materiais catalíticos de terras raras
Os materiais catalíticos de terras raras ocupam um papel importante na economia nacional, que podem ser amplamente utilizados no meio ambiente e na energia, promover a aplicação extensiva de elementos de terras raras de alta abundância e leves, lantânio e cério, aliviar e resolver efetivamente o desequilíbrio do consumo de terras raras na China, melhorar a tecnologia energética e ambiental e melhorar o ambiente de vida humana. Catalisador de craqueamento de óleo e catalisador de purificação de escapamento de veículos motorizados é a dosagem de materiais catalíticos de terras raras de duas maiores aplicações, incluindo catalisador de craqueamento de óleo, fonte móvel (veículos motorizados, navios, máquinas agrícolas, etc.) catalisador de purificação de escapamento, fonte fixa (gás residual industrial fora de estoque, combustão de gás natural, tratamento de gases residuais orgânicos, etc.) catalisador de purificação de gases residuais, etc.
Em comparação com catalisadores semelhantes no mundo, os catalisadores de craqueamento domésticos atingiram o mesmo nível em seu desempenho de uso. Mas no catalisador de purificação de escapamento de veículos motorizados, usina a carvão com catalisador de desnitração de gases residuais industriais de alta temperatura, como materiais de armazenamento de oxigênio de terras raras de cério, zircônio, revestimento de alumina modificado, tamanho grande, suporte de parede ultrafino (> malha 600) produção em grande escala e integração de sistemas, tecnologia e equipamentos-chave, etc., com nível avançado estrangeiro ainda tem uma certa lacuna.
(6) Metais de terras raras de alta pureza e materiais alvo
O metal de terras raras de alta pureza é a principal matéria-prima para a pesquisa e desenvolvimento de materiais de alta tecnologia, que é amplamente utilizado em materiais magnéticos, materiais ópticos funcionais, materiais catalíticos, materiais de armazenamento de hidrogênio, materiais cerâmicos funcionais, materiais alvo de pulverização catódica para informações eletrônicas e outros campos. No final do século 20, a mine metal co., LTD., a east cao corporation, a honeywell international company e as empresas europeias e americanas passaram da preparação de metal de alta pureza para o desenvolvimento da industrialização e o estágio de aplicação de novos materiais, sob o processo de alta ordem de 7 nm circuito integrado, dispositivos de comunicação 5G, dispositivos de alta potência e sensores inteligentes, memória de estado sólido e outros produtos de informação eletrônica avançados fornecem materiais essenciais de suporte. As mundialmente famosas empresas de fabricação de metais de terras raras e materiais alvo de alta pureza são principalmente a Japan Toscao Corporation, a Honeywell International Corporation e outras empresas da Fortune 500. As empresas de fabricação de metais de terras raras e materiais alvo de alta pureza da China incluem principalmente Zhongyan Rare Earth New Materials Co., Ltd., Hunan Rare Earth Metal Materials Research Institute, etc. e outros aspectos. Atualmente, a China avançou na tecnologia de preparação de metais de terras raras de altíssima pureza, mas ainda há uma certa distância para realizar a industrialização e garantir o desenvolvimento de circuitos integrados e outras indústrias de informação eletrônica.
3. Dificuldades e desafios no desenvolvimento de materiais funcionais de terras raras
Com base no status de pesquisa acima de materiais funcionais de terras raras, pode-se descobrir que os recursos de terras raras, como recursos estratégicos escassos globais não renováveis, sempre foram um dos focos da atenção global. Desde o atrito comercial entre a China e os Estados Unidos, os materiais de terras raras e de ímãs permanentes de terras raras tornaram-se as "palavras-chave" frequentemente mencionadas pela mídia nacional e estrangeira. A razão é que o domínio da cadeia industrial de materiais de terras raras e de ímãs permanentes de terras raras da China e a velocidade de desenvolvimento da tecnologia de materiais de ímãs permanentes de terras raras preocupam os Estados Unidos. Embora os recursos de terras raras e as tecnologias de mineração, seleção e fundição de terras raras da China estejam nas posições de liderança no mundo, e também possua uma série de tecnologias originais, ainda enfrenta muitas dificuldades e desafios no desenvolvimento de materiais funcionais de terras raras.
Materiais funcionais de terras raras de desafios externos, vêm principalmente dos Estados Unidos para "sistema guo + campo global", tentando "dissociação abrangente" maneira de se livrar da dependência dos produtos magnéticos permanentes de terras raras da China, ao mesmo tempo incitar outros países desistir da aplicação de materiais magnéticos permanentes de terras raras da China, para conter e conter o rápido desenvolvimento da ciência e tecnologia de terras raras e da indústria de aplicação em nosso país. Por outro lado, nos campos de aplicação médio e a jusante de materiais funcionais de terras raras, a maior parte da pesquisa e desenvolvimento da China está no estado de liderança em métodos de tecnologia estrangeira. Embora nos últimos anos em nosso país no campo dos pedidos de patentes de materiais de terras raras tenha aumentado rapidamente, mas a grande maioria pertence às patentes melhoradas ou patentes de ponta, tem os principais direitos de propriedade intelectual independentes, especialmente a patente internacional original, muitas tecnologias centrais por barreiras técnicas de patentes estrangeiras, afetou seriamente a alta qualidade do desenvolvimento e da internacionalização da indústria de terras raras.
Os desafios internos dos materiais funcionais de terras raras provêm principalmente das deficiências básicas da indústria de terras raras e da atenção insuficiente ao "forjamento de pranchas longas"; as empresas e instituições de investigação preferem apoiar tecnologias de investigação e imitação de curto prazo, e apoio insuficiente para tecnologias originais com grande dificuldade de desenvolvimento, elevado custo de desenvolvimento e longo ciclo de avanço tecnológico; as capacidades de investigação e desenvolvimento colaborativas multidisciplinares e intersetoriais no domínio dos materiais funcionais de terras raras necessitam de ser reforçadas. Em última análise, a capacidade de inovação original da China é insuficiente e a capacidade de controlar a tecnologia central dos materiais funcionais de terras raras é fraca.
Portanto, centrando-se no desenvolvimento de materiais funcionais de terras raras em 2035, deve ser dada mais atenção à construção de inovação independente da capacidade de materiais funcionais de terras raras na perspectiva da globalização, incluindo o controlo de tecnologias essenciais, a aprendizagem e integração com tecnologias avançadas internacionais, bem como as vantagens da indústria funcional de terras raras e cada vez maior e mais forte.
4. Materiais funcionais de terras raras nas ideias de desenvolvimento futuro, direção-chave de desenvolvimento e objetivos de desenvolvimento
(1) Ideias de desenvolvimento
Intimamente integrado com as estratégias nacionais, Combinado com cenários de aplicação futuros, como robôs inteligentes, cidades inteligentes, desenvolvimento oceânico e interestelar, sociedade de big data e acoplamento homem-máquina, Foco na engenharia e industrialização de pesquisas tecnológicas essenciais, Esforço-me para fazer avanços em a tecnologia de preparação do núcleo, equipamentos de produção inteligentes, instrumentos de teste especiais e sua tecnologia de aplicação de materiais funcionais avançados de terras raras, materiais luminescentes de terras raras, materiais catalíticos de terras raras, materiais catalíticos de terras raras, materiais de cristal de terras raras, metais de terras raras de alta pureza e alvo materiais; Através da inovação síncrona de toda a cadeia industrial, promoveremos a promoção e implementação de conquistas avançadas, Para garantir o fornecimento eficaz de materiais essenciais para as principais necessidades estratégicas, como indústrias emergentes estratégicas, defesa nacional e manufatura inteligente, Finalmente, realizar o independente fornecimento de materiais funcionais de terras raras aplicados de alta qualidade; Conduzir teorias básicas de fronteira e pesquisas experimentais, Por meio da exploração e acumulação aprofundadas de questões científicas, E sugerir teorias mais originais, Fazer descobertas originais, Obter um lote de novos materiais de terras raras e novas aplicações de resultados originais; Para realizar a transformação estratégica da China de uma potência de terras raras para uma potência de terras raras, Para liderar o desenvolvimento futuro da tecnologia e da indústria de terras raras, Para fornecer apoio material para a realização do objetivo estratégico da China de "classificar-se entre a vanguarda do país inovador até 2035".
(2) Direção chave de desenvolvimento
1. Principais tecnologias de preparação de materiais magnéticos permanentes de terras raras de altíssimo desempenho e utilização eficiente e equilibrada de terras raras
Tendo em vista a futura sociedade inteligente com maior desempenho magnético de materiais de ímã permanente e novas tecnologias e equipamentos para a exigência de diversidade de funções de materiais de ímã permanente, combinando a atualização do conhecimento e a lei histórica da mudança tecnológica, e o desenvolvimento atual de terras raras de alto desempenho materiais de ímã permanente refinamento de grãos e otimização de limites de tecnologias-chave, como a compreensão, para formular o conteúdo-chave de desenvolvimento.
(1)Materiais de ímã permanente NdFeB: foco na tecnologia de preparação de NdfeB sinterizado com alto desempenho abrangente, pesquisa sobre o mecanismo de difusão de fronteira cristalina de terras raras pesadas em ímãs NdFeB sinterizados, pesquisa sobre tecnologia e aplicação de recuperação de NdFeB sinterizado, tecnologia de previsão de desempenho de serviço e teoria de ímãs NdFeB sinterizados, etc.
(2)Materiais de ímã permanente de samário-cobalto: foco no mecanismo de regulação elementar do ímã de samário-cobalto residual alto, a regulação de componentes de nanoestrutura e microrregião na preparação de engenharia de ímã permanente de samário-cobalto de alto desempenho, a pesquisa sobre a tecnologia antioxidante de samário-cobalto em alta use temperatura e a tecnologia de proteção de superfície de ímã permanente de samário-cobalto de alta temperatura, etc.
(3)Materiais de ímã permanente Thermopress: foco na pesquisa do mecanismo de formação de anisotropia de anel magnético de pressão quente de parede fina, pesquisa na tecnologia de preparação de pó magnético de alto desempenho para anel magnético de prensagem a quente, tecnologia de preparação e aplicação de anel magnético permanente de pressão quente de alto desempenho , equipamentos de preparação de engenharia e desenvolvimento de tecnologia de processo de anel magnético de pressão quente de alto desempenho, etc.
（4） Materiais de ímã permanente de alta abundância: foco na utilização equilibrada de terras raras de alta abundância (La, Ce, etc.) em materiais de ímã permanente, o mecanismo de estrutura magnética de cério de fase principal dupla e a tecnologia de melhoria da força coercitiva.
（5） Combinando gene de material e aprendizado de máquina, realize o projeto estrutural e cálculo de desempenho de materiais funcionais magnéticos e explore o novo sistema e a nova estrutura de materiais para os principais índices de desempenho de produtos de alta energia magnética e alta coercitiva da primeira geração de materiais magnéticos permanentes de terras raras.
（6） De acordo com as características dos materiais funcionais magnéticos, estude os novos princípios e novos equipamentos para testes e testes e, gradualmente, livre-se da dependência de equipamentos de análise e testes de países estrangeiros.
2. Novos materiais de ímã permanente de terras raras e tecnologias-chave de aplicação personalizada
Sob a tendência geral de economia de baixo carbono que varre o mundo, países de todo o mundo prestam atenção à protecção ambiental e às baixas emissões de carbono como campos científicos e tecnológicos chave. Os principais conteúdos de desenvolvimento incluem: desenvolvimento de trânsito ferroviário inteligente e sistema de fabricação industrial inteligente; desenvolvimento de materiais magnéticos permanentes e sistema de energia magnética com tecnologia de rolamento de suspensão de ímã permanente e transmissão de corrente magnética permanente; desenvolvimento de materiais magnéticos permanentes de terras raras para gerador de acionamento direto de ímã permanente de alta resistência à corrosão em ambiente de corrosão marítima; desenvolvimento de materiais magnéticos permanentes com produto de alta energia magnética, alta força coercitiva, miniaturização e alta precisão para cenários de aplicação como robô e cidade inteligente.
2. Materiais luminescentes de terras raras de alta qualidade e suas principais tecnologias e equipamentos de preparação
Com a crescente demanda por qualidade de fonte de luz no mercado de iluminação de semicondutores, é necessário focar no desenvolvimento de materiais emissores de luz de terras raras de alta qualidade e suas principais tecnologias e equipamentos de preparação para atender às aplicações nas áreas de iluminação, display e detecção de informações. Os principais conteúdos de desenvolvimento incluem: avanços importantes em novos materiais luminescentes de terras raras, como emissões não visíveis e emissões de conversão ascendente; desenvolver teoria e métodos técnicos para aumentar a eficiência das emissões infravermelhas sob luz violeta; desenvolvimento de materiais de emissão de banda estreita de alta eficiência, emissão de verde e vermelho de alta pureza de cor; projetar e desenvolver novos sistemas de materiais com direitos de propriedade intelectual independentes usando o princípio de compatibilidade estrutural e substituição igual de propriedades, e realizar projetos estruturais baseados em materiais de alto rendimento para obter uma série de novos materiais luminescentes de terras raras.
4.Tecnologia chave de preparação de materiais catalíticos de terras raras
Os materiais catalíticos de terras raras são materiais de alta tecnologia que promovem a aplicação extensiva de elementos de terras raras leves e de alta abundância, lantânio e cério, aliviam e resolvem efetivamente o desequilíbrio do consumo de terras raras na China, melhoram a tecnologia energética e ambiental, promovem a subsistência das pessoas, e melhorar o ambiente de vida dos seres humanos. Os principais conteúdos de desenvolvimento incluem: desenvolvimento de materiais catalíticos de terras raras petroquímicos de alta eficiência, economia de energia e longa vida, materiais catalíticos sintéticos de terras raras de energia limpa, controle de poluição de gases de escape de veículos motorizados e controle de poluição de emissões de gases de escape industriais de materiais catalíticos de terras raras e chave tecnologias de industrialização; foco no desenvolvimento de tecnologias-chave de montagem molecular de nano gaiola e preparação de materiais de cério zircônio com alta área de superfície específica, desenvolvimento de materiais catalíticos de terras raras de altíssimo desempenho e aplicação em escala em peças eficientes de purificação catalítica de terras raras de fonte fixa e móvel sistema de exaustão da fonte para realizar a localização.
5. Materiais avançados de cristais de terras raras e sua tecnologia de preparação industrial
Os materiais de cristal de terras raras são amplamente utilizados na defesa nacional, dispositivos científicos de ponta, tratamento médico, detecção, inspeção de segurança e outros campos. Materiais de cristais de terras raras e sua tecnologia de preparação industrial são a principal tendência de desenvolvimento no futuro
A principal direção de desenvolvimento do cristal de laser de terras raras inclui: o desenvolvimento de tecnologia e equipamentos de crescimento e processamento de cristais de laser de terras raras de grande tamanho e alta qualidade;
Desenvolver tecnologia de preparação eficiente de cristal laser de terras raras de alta qualidade e fibra laser; várias novas tecnologias de aplicação de laser baseadas em cristal de laser de terras raras.
6. Tecnologia de preparação de metais e alvos de terras raras de alta pureza
A nova geração de eletrônica de informação e materiais energéticos são as principais direções de aplicação de metais de terras raras de alta pureza e produtos alvo. No futuro, as principais direções de pesquisa e desenvolvimento de materiais de metais de terras raras de alta pureza incluem: melhorar ainda mais a pureza dos metais de terras raras para acima de 4N5 (99,995%), desenvolver a preparação de baixo custo e em grande escala de metais de terras raras de ultra alta pureza. tecnologia para fornecer matérias-primas essenciais para o desenvolvimento de terras raras de alta pureza; o desenvolvimento de processos de controle de purificação fina e grandes equipamentos de purificação de alto vácuo, como fornos de grande área e fornos de purificação de cristal único; o desenvolvimento de tecnologia de análise e detecção de vestígios de impurezas em metais de terras raras de altíssima pureza e materiais alvo.
(3) Objectivos de desenvolvimento
Meta 1.2025: Concluir a transição da indústria de terras raras de seguir para correr e correr
Até 2025, se tornará um país poderoso na área de materiais funcionais de terras raras. Para uma nova geração de tecnologia da informação, transporte moderno, uma nova geração de iluminação e exibição, conservação de energia, proteção ambiental, circuito integrado, medicina biológica, defesa nacional, principais necessidades de desenvolvimento, mestre preliminar com direitos de propriedade intelectual independentes de materiais magnéticos de terras raras e a tecnologia principal de equipamentos de fabricação, novos veículos de energia, aeroespacial, servo motor industrial e outras aplicações de materiais magnéticos de ponta, a taxa de sucesso de geração de materiais de ímã permanente de terras raras atingiu 70%. Romper a tecnologia de preparação em lote e estável de materiais luminescentes de terras raras e a taxa de localização aumentou para mais de 80%; romper a principal tecnologia de preparação de novos materiais funcionais de terras raras, como materiais de cristal de terras raras de alto desempenho, metais de terras raras de alta pureza e materiais alvo, atender aos requisitos de equipamentos médicos de ponta, detecção inteligente, circuito integrado, etc., substituir parcialmente a importação; desenvolver novos materiais funcionais de terras raras e sua tecnologia de preparação e expandir novos campos de aplicação. Até 2025, a China dominará uma série de tecnologias essenciais de novos materiais de terras raras e formará uma série de empresas multinacionais e clusters industriais com forte competitividade internacional nas áreas competitivas. A nossa posição na cadeia de valor industrial global será significativamente melhorada e a transição da indústria de terras raras de seguimento para funcionamento será concluída.
Objetivo 2.2030: Inicialmente transformar a China em uma potência mundial de terras raras
Até 2030, no campo dos materiais funcionais de terras raras, a capacidade de inovação será bastante melhorada e poderá liderar a pesquisa global e o desenvolvimento industrial de materiais magnéticos permanentes de terras raras e, inicialmente, atingir o objetivo de se tornar uma indústria mundial de terras raras. Ímã permanente de super alto desempenho em robôs, equipamentos médicos, aeroespacial, Internet das coisas, navios, petroquímicos e outros equipamentos importantes e aplicações de engenharia, mestre com direitos de propriedade intelectual independentes de materiais magnéticos de terras raras e equipamentos de fabricação, novos veículos de energia, navegação 042 aeroespacial aérea, servo motor industrial e outras aplicações de materiais magnéticos de ponta, a taxa de sucesso de substituição de materiais de ímã permanente de terras raras atingiu 80%.
3. Meta para 2035: Construir uma potência mundial de terras raras
Até 2035, serão feitos grandes avanços no domínio dos materiais funcionais de terras raras e a capacidade de inovação será grandemente melhorada. O nível geral de inovação no campo de novos materiais de terras raras alcançará as fileiras dos países de nível mundial, a competitividade geral será significativamente fortalecida, algumas vantagens formarão a capacidade de liderança em inovação global e transformarão a China em uma potência mundial em terras raras funcionais. materiais.
Materiais de ímã permanente de terras raras, materiais catalíticos e materiais luminosos atingiram o nível avançado internacional, alcançando total autossuficiência. A taxa de autossuficiência de cristais funcionais ópticos e terras raras ultrapuras para aplicações de defesa nacional é superior a 95%; as principais tecnologias essenciais e direitos de propriedade intelectual de materiais magnéticos de terras raras e materiais magnéticos de alta qualidade, como novos veículos energéticos, defesa nacional, aeroespacial, fabricação inteligente, saúde, engenharia naval, formando um lote de materiais funcionais de terras raras originais, nos quais os direitos de propriedade intelectual originais de uma nova geração de materiais magnéticos permanentes de terras raras estão nas mãos da China. Os padrões formulados de forma independente pela China representam mais de 30% dos padrões internacionais e têm voz na formulação de padrões de materiais de alta qualidade; cultivar talentos e equipes inovadoras de materiais funcionais de terras raras, realizar o novo modo de desenvolvimento de impulsionar novas aplicações por materiais funcionais de terras raras e estabelecer um sistema de inovação tecnológica e um sistema industrial líder mundial para fornecer uma plataforma para tecnologias originais.
4. proposta política
A estratégia de desenvolvimento de 2035 para materiais funcionais de terras raras, acelerar a construção de um novo padrão de desenvolvimento de inovação científica e tecnológica de materiais funcionais de terras raras, otimizar os recursos científicos e tecnológicos e os recursos humanos em regiões dominantes de terras raras e consolidar o "long board "vantagem no campo das terras raras. Deve se esforçar para melhorar a capacidade de inovação original, engenharia de escala e capacidade de conquistas, promover a fabricação verde de materiais funcionais de terras raras, desenvolver vigorosamente atender a aplicação de ponta com direitos de propriedade intelectual independentes de terras raras de alto desempenho magnético, luz, eletricidade e outros novos materiais funcionais e tecnologia de aplicação, estabelecer os materiais avançados de terras raras da China "com" plataforma de inovação, construir materiais de terras raras e aplicação da cadeia da indústria econômica de baixo carbono, formada com os direitos de propriedade intelectual independentes da China de indústrias estratégicas de materiais de terras raras de alto desempenho, gradualmente realizar pelo poder de produção de terras raras em direção ao poder de terras raras. Políticas e medidas específicas são recomendadas como segue:
(1) Reforçar a capacidade de investigação estratégica de previsão e apoio político no domínio dos materiais funcionais de terras raras a nível nacional
Primeiro, acelerar o estabelecimento de um sistema de propriedade intelectual, sistema tecnológico, sistema de talentos e sistema de plataforma para materiais funcionais de terras raras coordenados a nível nacional.
Em segundo lugar, reforçar a continuidade e continuidade da implementação do plano de médio e longo prazo no domínio dos materiais funcionais de terras raras, formar um apoio estatal estável e de longo prazo e evitar o apoio intermitente.
Terceiro, fortalecer a conscientização sobre a proteção da propriedade intelectual no campo dos materiais funcionais de terras raras, melhorar o sistema jurídico e o mecanismo de implementação da proteção da propriedade intelectual, fortalecer e implementar medidas de incentivo para atividades de inovação dos inventores de empregos e estimular o ímpeto endógeno e o surgimento de tecnologias inovadoras de materiais funcionais de terras raras e suas indústrias.
(2) Fortalecer o apoio da equipe de vantagens de terras raras e da construção de gradiente de talentos, e melhorar a capacidade de inovação sustentável de materiais funcionais de terras raras
Em primeiro lugar, forneceremos apoio estável e de longo prazo a instituições e equipes de pesquisa competitivas no campo das vantagens das terras raras e estabeleceremos bases de plataformas nacionais de inovação científica e tecnológica para materiais funcionais de terras raras em diferentes níveis, o mais rápido possível.
Em segundo lugar, dar pleno desempenho ao papel dos especialistas jovens e de meia-idade na construção do escalão de talentos para evitar falhas nos talentos e desperdício de recursos de talentos.
Terceiro, concentrar-se na formação de jovens técnicos em tempo integral na área de materiais funcionais de terras raras. Para talentos técnicos excepcionais, o limite da política de avaliação pode ser adequadamente flexibilizado e, desde que façam contribuições, têm a oportunidade de realizar valor pessoal, para que talentos líderes possam ser promovidos em actividades de investigação científica e inovação.
(3) Reforçar a cooperação internacional no domínio dos materiais funcionais de terras raras e aumentar a competitividade global da China no domínio dos materiais funcionais de terras raras
Em primeiro lugar, no actual ambiente internacional, devem ser aproveitadas várias oportunidades para realizar intercâmbio internacional de pessoal e intercâmbio de informações sobre ciências e tecnologias de terras raras; o departamento de gestão deve tentar facilitar o intercâmbio científico e tecnológico internacional, flexibilizar o limite de investigadores para participarem em conferências académicas e intercâmbios técnicos, e evitar a investigação técnica e o desenvolvimento de "autobloqueio" causado por interesses locais e departamentais.
Em segundo lugar, de acordo com a situação actual no país e no estrangeiro, ao mesmo tempo que fortalecemos a circulação interna no domínio dos materiais funcionais de terras raras nacionais, devemos esforçar-nos por expandir o novo mercado internacional e expandir a circulação externa internacional. Por um lado, fortalecer o nível de abertura ao mundo exterior, reter e criar condições para a introdução de empresas de aplicação de ponta de novos materiais de terras raras, formar e estabelecer ativamente um novo padrão de indústria global de novos materiais de terras raras e o comunidade de tecnologia de terras raras; por outro lado, relaxar moderadamente a importação de matérias-primas de terras raras para reduzir a pressão da protecção ambiental nacional e do consumo de recursos; ao mesmo tempo, incentivar as empresas chinesas de terras raras a sair, adquirir, comprar ações e criar novos materiais de terras raras, como servomotor de robô e motor de acionamento de veículo elétrico. As empresas vantajosas de produtos de aplicação de alta tecnologia melhorarão os negócios e a ciência e ambiente de desenvolvimento tecnológico no país e no exterior, de modo a aumentar a competitividade global da cadeia industrial e da cadeia de fornecimento de materiais funcionais de terras raras da China.