Cercetări strategice privind evoluția materialelor funcționale ale pământurilor rare până în anul 2035

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

(1. Institutul General de Cercetare a Fierului și Oțelului, Beijing 100081; 2. Zhong yan Rare Earth New Materials Co., Ltd., Beijing 100088)

Rezumat: Ca unul dintre materialele strategice cheie cu cele mai multe caracteristici de resurse din China, pământurile rarematerialele funcționale sunt materialele de bază care susțin noua generație de tehnologie a informației , arme și echipamente moderne și aerospațiale, tranzit feroviar avansat, vehicule de economisire a energiei și energie noi, echipamente medicale de înaltă performanță și alte domenii de înaltă tehnologie. Această lucrare prezintă fundalul industriei materialelor funcționale cu pământuri rare și al stării de dezvoltare, analizează problemele existente în dezvoltarea industriei materialelor funcționale cu pământuri rare în China, prezintă noile idei de dezvoltare a strategiei de dezvoltare a puterii materiale 2035 și direcția cheie de dezvoltare, de la consolidarea de prognoză strategică a pământurilor rare și sprijinul politicii, consolidarea cercetării de bază și aplicarea în domeniul pământurilor rare, consolidarea construcției de echipa de avantaje de pământuri rare și talentul prezentat Sugestii de politică, pentru a promova dezvoltarea materialelor funcționale din pământuri rare, realizarea strategică treceți de la puterea pământurilor rare la puterea pământurilor rare pentru a oferi referință.

Cuvinte cheie: materiale funcționale pământuri rare; materiale strategice cheie; noi materiale putere 2035

Număr de clasificare: O614.33; TG

Strategii de dezvoltare pentru artele rare

Materiale funcționale până în 2035

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

(1. Institutul Central de Cercetare a Fierului și Oțelului, Beijing 100081, China; 2. Grirem Advanced Materials Co., Ltd., Beijing 100088, China)

Rezumat: Materialele funcționale din pământuri rare sunt esențiale și strategice în susținerea domeniilor de înaltă tehnologie, cum ar fi tehnologia informației de nouă generație, armamentul aerospațial și modern, tranzitul feroviar avansat, vehiculele care economisesc energie și energie noi și medicale de înaltă performanță. dispozitive .În acest articol , sunt prezentate stadiul și tendințele de dezvoltare ale industriei materialelor funcționale cu pământuri rare din China și sunt analizate problemele industriei . Pentru a promova competitivitatea materialelor funcționale cu pământuri rare în China , sunt propuse câteva sugestii de politică , inclusiv consolidarea predicției strategice și a sprijinului politicii, promovarea cercetării de bază și a aplicării și îmbunătățirea construirii de echipe avantajoase și dezvoltarea personalului în domeniul pământurilor rare.

Cuvinte cheie : materiale funcționale pământuri rare; materiale critice și strategice; Strategia de putere a noilor materiale 2035

În primul rând, prefață

Elemente de pământ rare (15 lantanide, ytriu, scandiu în total 17 yuani Denumirea generală a elementului) datorită structurii sale electronice unice, astfel încât să aibă excelente caracteristici magnetice, optice, electrice și alte caracteristici fizice și chimice, în vehiculele cu energie nouă, Afișaj nou iar iluminatul, roboții industriali și informațiile electronice, aerospațiale, apărarea națională, conservarea energiei și protecția mediului și producția de echipamente de vârf și alte industrii emergente strategice joacă un rol important, este un material de bază indispensabil [1].

Noile materiale din pământuri rare reprezentate de materialele funcționale din pământuri rare au devenit complete Unul dintre punctele focale ale competiției cu mingi. Țările și regiunile dezvoltate, cum ar fi Europa, America și Japonia, au enumerat elementele pământurilor rare drept „elementele strategice ale secolului 21” și au efectuat rezerve strategice și cercetări cheie. „Strategia Materialelor Cheie” formulată de Departamentul pentru Energie al SUA, „Planul Strategic Elemental” formulat de Ministerul Educației, Educației, Științei și „Planul UE pentru Materii Prime Critice” formulat de Uniunea Europeană toate elementele din pământuri rare enumerate ca domenii cheie de cercetare. În special, în ultimii ani, Statele Unite au repornit industria pământurilor rare pentru a obține magneți de pământuri rare disponibili pentru uz militar. Se poate spune că materialele cu magnet permanent din pământuri rare au devenit „Shangganling” în domeniul materialelor funcționale pământuri rare.

Din acest motiv, China a enumerat pământurile rare ca o resursă strategică pentru controlul și dezvoltarea națională și a enumerat materialele funcționale pământuri rare ca materiale strategice cheie în planurile sale naționale de dezvoltare pe termen mediu, lung și lung, cum ar fi „Made in China 2025” . Opiniile Consiliului de Stat privind promovarea dezvoltării durabile și sănătoase a industriei pământurilor rare și alte reglementări relevante au contribuit, de asemenea, la promovarea inovației științifice și tehnologice în domeniul materialelor funcționale cu pământuri rare, au optimizat structura industriei pământurilor rare și au promovat îmbunătățirea continuă a nivelului de dezvoltare și a calității materialelor funcționale din pământuri rare în China.

2. Stadiul dezvoltării materialelor funcționale pământuri rare

Pământul rare este o resursă strategică importantă și un domeniu avantajos în care China are o putere de discurs internațional. China este o țară majoră din lume cu rezerve de resurse de pământuri rare. Conform rezervelor totale de resurse de pământuri rare este de aproximativ 1,2108 t, dintre care rezervele Chinei ajung la 4,4107 t, reprezentând aproximativ 37,8% [2,3], China este cel mai mare producător mondial de minerale din pământuri rare. În 2019, producția globală de pământuri rare a fost de 2,1105 t, dintre care producția de pământuri rare a Chinei a ajuns la 1,32105 t, reprezentând aproximativ 63% din producția globală de pământuri rare. În același timp, China este, de asemenea, o țară de industrializare a pământurilor rare, cu un sistem industrial complet independent, care acoperă procesarea minereului din amonte, separarea prin topire, producția de oxizi și metale din pământuri rare în mijlocul fluxului și toate materialele noi de pământuri rare și aplicarea în în aval. În 2018, valoarea producției lanțului industrial al pământurilor rare din China a fost de aproximativ 90 de miliarde de yuani, dintre care materialele funcționale cu pământuri rare au reprezentat 56%, valoarea producției a fost de aproximativ 50 de miliarde de yuani, topirea și separarea au reprezentat 27%, iar valoarea producției a fost de aproximativ 25 de miliarde de yuani. Printre acestea, materialele funcționale din pământuri rare reprezintă cea mai mare proporție de materiale cu magnet permanenti din pământuri rare, reprezentând 75%, cu o valoare de producție de aproximativ 37,5 miliarde de yuani, materialele catalitice reprezentând 20% și o valoare de producție de aproximativ 10 miliarde de yuani. yuan. În structura de consum a materialelor funcționale cu pământuri rare din China, materialele cu magnet permanenti din pământuri rare beneficiază de dezvoltarea rapidă a vehiculelor cu energie noi și a industriei electronice, reprezentând mai mult de 40% în structura consumului; metalurgia, mașinile, petrochimia și sticla ceramică reprezintă 12%, 9% și respectiv 8%, materialele de stocare a hidrogenului și materialele luminiscente reprezintă aproximativ 7%; materiale catalitice, materiale de lustruit și textile ușoare agricole pentru 5% [4].

(1) Câmp de topire și separare a pământurilor rare

În 1988, producția de pământuri rare din China a depășit Statele Unite, devenind primul producător de pământuri rare din lume. Nivelul de topire și separare a pământurilor rare din China este lider în lume și continuă până în prezent, controlând piața globală a pământurilor rare de înaltă puritate. În prezent, întreprinderile de separare a topiturii de pământuri rare din China s-au concentrat în principal în cele șase mari grupe de pământuri rare din China: nordul pământurilor rare high-tech co., LTD. (grup), grupul de pământuri rare din sudul Chinei, LTD., grupul industriei pământurilor rare din Guangdong, co., LTD., China a pământurilor rare co., LTD., minmetals rare earth group co., LTD., Xiamen industria tungsten co ., LTD. Proiectele străine de topire și separare a pământurilor rare includ în principal proiectul Mountain Pass al American Molybdenum Company (achiziționat de Shenghe Resources Holdings Co., Ltd.), proiectul de topire și separare al lui Australian Lynas din Kuantan, Malaezia și grupul belgian Solvi (Solvay). ) proiect etc.

(2) Câmp de materiale cu magneti permanenți din pământuri rare

Materialele cu magneți permanenți din pământuri rare sunt nu numai cea mai rapidă direcție de dezvoltare și cea mai mare și mai completă scară industrială din întregul câmp al pământurilor rare, ci și o materie primă cheie de neînlocuit și indispensabil în industria națională de apărare și, de asemenea, domeniul de aplicare cu cel mai mare domeniu. cantitatea de materiale cu pământuri rare. Din 2000, scara industrială a aplicării materialelor cu magneti permanenți cu pământuri rare în China s-a extins, iar producția goală de magneți NdFEB sinterizați a crescut de la 8104 t la începutul celui de-al 12-lea plan cincinal la 1,8105 t în 2019, reprezentând mai mult de 85% din producția globală; Producția de materiale de magneti permanenți de samariu-cobalt este de 2400 t, reprezentând mai mult de 80% din producția totală.

Dezvoltarea extinsă a magneților NdfeB sinterizați în industriile de înaltă tehnologie, cum ar fi vehiculele cu energie nouă, cum ar fi generarea de energie eoliană, vehiculele hibride și electrice, aparatele electrocasnice care economisesc energie, roboții industriali, trenurile de mare viteză și maglev a oferit un sprijin important pentru dezvoltare. a industriei materialelor cu magneti permanenți din pământuri rare și potențialul de creștere considerabil al industriei. China este aproape de nivelul avansat al colegilor lumii în domeniul materialelor cu magneti permanenți de înaltă performanță cu pământuri rare, tehnologiei de reducere a pământurilor rare grele, utilizarea echilibrată a materialelor cu magneti permanenți din pământuri rare de mare abundență și tehnologia de reciclare și utilizare a magnetilor.

Deși țara noastră a devenit cel mai mare producător mondial de materiale cu magneti permanenți din pământuri rare, reprezentată de abundența mare de materiale cu magnet permanent din pământuri rare, o parte din tehnologia de pregătire a magnetilor permanenți din pământuri rare se află în poziția de lider mondial, dar produsele din China din materialele cu magnet permanenti din pământuri rare, este încă incapabil să îndeplinească robotul de înaltă calitate, a cincea generație de tehnologie de comunicații mobile (5G), mașina de litografie și alte industrii emergente pentru cererea de tehnologie cu magnet permanenți de înaltă calitate. În același timp, există încă un decalaj mare cu țările dezvoltate, cum ar fi Statele Unite și Japonia, în cea mai avansată tehnologie de pregătire, deformare termică, rafinare a cerealelor și echipamente inteligente continue.

(3) În domeniul materialelor luminiscente cu pământuri rare

Odată cu pătrunderea accelerată a materialelor semiconductoare în domeniile iluminatului, afișajului și detectării informațiilor, cererea de pe piață pentru calitatea sursei de lumină este, de asemenea, în creștere. În domeniul iluminatului, iluminarea cu spectru complet este considerată a fi direcția principală a noii generații de iluminat cu LED-uri albe. În alte domenii ale materialelor luminiscente, detectoarele cu infraroșu apropiat reprezintă o parte importantă a Internetului obiectelor, care a devenit centrul atenției globale și au perspective mari de aplicare în monitorizarea securității, biometrie, teste alimentare și medicale și alte domenii.

În domeniul materialelor luminiscente, cu materiale de iluminat și afișare cu diodă emițătoare de lumină (LED) albă, Mitsubishi Chemical Co., LTD., Electrification Corporation, Japan Chemical Industry Co., Ltd. au avantaje absolute în ceea ce privește producția, volumul vânzărilor și activele totale de pe piața globală. Rata de localizare a fosforului LED cu lumină albă în China a crescut, de asemenea, din 2000, mai puțin de 5% pe an, la aproximativ 85% în prezent. Cu toate acestea, există încă un anumit decalaj tehnologic între întreprinderile chineze și țările străine. În prezent, cele mai influente întreprinderi din China sunt Youyou Yan Rare Earth New Materials Co., LTD., Jiangsu Borui Optoelectronics Co., LTD. și Jiangmen Keheng Industrial Co., LTD.

(4) Câmp de materiale cristaline de pământuri rare

Materialele de cristal de pământ rare includ în principal cristale laser de pământ rare și cristale scintigrafice de pământ rare, care sunt utilizate pe scară largă în apărarea națională, dispozitive științifice de ultimă oră, tratament medical, detecție, inspecție de siguranță și alte domenii. În ultimii ani, echipamentele de diagnostic medical de ultimă generație, cum ar fi tomografia computerizată cu emisie de pozitroni (PET-CT) s-au dezvoltat rapid, creând o cerere puternică pentru scintilații de înaltă performanță cu pământuri rare reprezentate de cristale de silicat de ytriu lutețiu (LYSO), iar economiile emergente reprezentate de China au un potențial de piață deosebit de uriaș în viitor. Pe baza deținerii unei unități la un milion de locuitori, China trebuie să adauge aproximativ 1.000 de unități de echipamente PET-CT, iar cererea de cristale de scintilație cu pământuri rare va depăși 3 miliarde de yuani.

(5) Domeniul materialelor catalitice cu pământuri rare

Materialele catalitice din pământuri rare ocupă un rol important în economia națională, care pot fi utilizate pe scară largă în mediu și energie, promovează aplicarea extinsă a abundenței mari și a elementelor de pământ rare ușoare lantan și ceriu, atenuează și rezolvă eficient dezechilibrul consumului de pământuri rare. în China, să îmbunătățească energia și tehnologia de mediu și să îmbunătățească mediul de viață uman. Catalizatorul de cracare a uleiului și catalizatorul de purificare a eșapamentului autovehiculelor este doza de materiale catalitice cu pământuri rare pentru două cele mai mari aplicații, inclusiv catalizatorul de cracare a petrolului, sursă mobilă (autovehicule, nave, mașini agricole etc.) catalizator de purificare a eșapamentului, sursă fixă ​​(gaze reziduale industriale). stoc epuizat, arderea gazelor naturale, tratarea gazelor reziduale organice etc.) catalizator de purificare a gazelor reziduale etc.

În comparație cu catalizatori similari din lume, catalizatorii de cracare autohtoni au atins același nivel în performanța lor de utilizare. Dar în catalizatorul de purificare a eșapamentului autovehiculului, centrală electrică pe cărbune cu catalizator de denitrare a gazelor reziduale industriale la temperatură înaltă, cum ar fi materialele de stocare a oxigenului din pământuri rare de ceriu zirconiu, acoperire cu alumină modificată, dimensiune mare, suport de perete ultra-subțire (> 600 ochiuri) producție pe scară largă, și tehnologia de integrare a sistemului cheie și echipamente, etc, cu nivel avansat străin are încă un anumit decalaj.

(6) Metale cu pământuri rare de înaltă puritate și materiale țintă

Metalul cu pământuri rare de înaltă puritate este materia primă de bază pentru cercetarea și dezvoltarea materialelor de înaltă tehnologie, care este utilizat pe scară largă în materiale magnetice, materiale funcționale optice, materiale catalitice, materiale de stocare a hidrogenului, materiale ceramice funcționale, materiale țintă de pulverizare pentru informații electronice. si alte domenii. La sfârșitul secolului al XX-lea, mine metal co., LTD., east cao corporation, compania internațională Honeywell și întreprinderile europene și americane au de la pregătirea metalului pur înalt până la dezvoltarea industrializării și etapa de aplicare a noilor materiale, sub 7 nm proces de comandă superioară circuitul integrat, dispozitivele de comunicare 5G, dispozitivele de mare putere și senzorul inteligent, memoria solidă și alte produse informatice electronice avansate oferă materiale cheie. Întreprinderile de producție de metale rare de înaltă puritate și materiale țintă sunt în principal Japonia Toscao Corporation, Honeywell International Corporation și alte întreprinderi din averea 500. Întreprinderile de producție de metale rare și materiale țintă de puritate ridicată din China includ în principal Zhongyan Rare Earth New Materials Co., Ltd., Institutul de cercetare pentru materiale metalice din Hunan Rare Earth etc. Există încă lacune în inovația tehnologică, echipamente avansate, cercetare de bază de ultimă oră. si alte aspecte. În prezent, China a depășit tehnologia de preparare a metalelor de pământuri rare de puritate ultra-înaltă, dar există încă o anumită distanță pentru a realiza industrializarea și a asigura dezvoltarea circuitului integrat și a altor industrie de informații electronice.

3. Dificultăți și provocări în dezvoltarea materialelor funcționale din pământuri rare

Pe baza stării de cercetare de mai sus a materialelor funcționale din pământuri rare, se poate constata că resursele pământurilor rare, ca resurse strategice limitate globale neregenerabile, au fost întotdeauna unul dintre centrul atenției globale. De la fricțiunile comerciale dintre China și Statele Unite, materialele cu magneti permanenți cu pământuri rare și pământuri rare au devenit „cuvintele cheie” adesea menționate de mass-media autohtonă și străină. Motivul este că dominația lanțului industriei materialelor cu magnet permanent din pământul rare și pământurile rare din China și viteza de dezvoltare a tehnologiei materialelor cu magnet permanent din pământuri rare îngrijorează Statele Unite. Deși resursele de pământuri rare ale Chinei și tehnologiile de minerit, selecție și topire ale pământurilor rare se află în pozițiile de lider în lume și are, de asemenea, o serie de tehnologii originale, se confruntă încă cu multe dificultăți și provocări în dezvoltarea materialelor funcționale cu pământuri rare.

Materiale funcționale pământuri rare de provocări externe, provine în principal din Statele Unite la "sistem guo + tabără globală", încercând să "decuplarea cuprinzătoare" mod de a scăpa de dependența de produsele cu magnet permanent din pământuri rare ale Chinei, în același timp incită alte țări să renunțe la aplicarea materialelor cu magnet permanent din pământuri rare din China, să limiteze și să stopeze dezvoltarea rapidă a științei și tehnologiei pământurilor rare și a industriei de aplicații din țara noastră. Pe de altă parte, în domeniile de aplicare din mijloc și din aval ale materialelor funcționale cu pământuri rare, cea mai mare parte a cercetării și dezvoltării Chinei se află în starea de metode de tehnologie străină de vârf. Deși în ultimii ani, în țara noastră, în domeniul cererilor de brevet de materiale rare, în creștere rapidă, dar marea majoritate a aparțin brevetului îmbunătățit sau brevetelor de margine, are drepturi de proprietate intelectuală independente de bază, în special brevetul internațional original, multe tehnologii de bază de bariere tehnice de brevet străine, a afectat grav calitatea înaltă a dezvoltării industriei pământurilor rare și internaționalizării.

Provocările interne ale materialelor funcționale din pământuri rare provin în principal din deficiențele de bază ale industriei pământurilor rare și din atenția insuficientă a „forjării plăcilor lungi”; întreprinderile și instituțiile de cercetare preferă să sprijine tehnologiile de cercetare și imitație pe termen scurt și sprijin insuficient pentru tehnologiile originale, cu dificultate mare de dezvoltare, costuri ridicate de dezvoltare și ciclu lung de descoperire tehnologică; trebuie consolidate capacitățile de cercetare și dezvoltare colaborative multidisciplinare și intersectoriale în domeniul materialelor funcționale cu pământuri rare. În ultima analiză, capacitatea de inovare originală a Chinei este insuficientă, iar capacitatea de a controla tehnologia de bază a materialelor funcționale cu pământuri rare este slabă.

Prin urmare, concentrându-se pe dezvoltarea materialelor funcționale din pământuri rare în 2035, ar trebui să se acorde mai multă atenție construcției independente de inovare a capacității materialelor funcționale din pământuri rare din perspectiva globalizării, inclusiv controlul tehnologiilor de bază, învățarea și integrarea cu tehnologii avansate internaționale, precum și avantajele industriei funcționale a pământurilor rare și devenind mai mari și mai puternice.

4. Materiale funcționale pământuri rare în ideile de dezvoltare viitoare, direcția de dezvoltare cheie și obiectivele de dezvoltare

(1) Idei de dezvoltare

Strâns integrat cu strategiile naționale, combinat cu scenarii de aplicații viitoare, cum ar fi roboți inteligenți, orașe inteligente, dezvoltare oceanică și interstelară, societate de date mari și andocare om-mașină, concentrare pe inginerie și industrializare a cercetării tehnologice cheie, străduiți-vă să faceți descoperiri în tehnologia de pregătire de bază, echipamente de producție inteligente, instrumente speciale de testare și tehnologia lor de aplicare a materialelor funcționale avansate din pământuri rare, materiale luminiscente din pământuri rare, materiale catalitice cu pământuri rare, materiale catalitice cu pământuri rare, materiale cristaline cu pământuri rare, metale cu puritate ridicată și țintă. materiale; Prin inovarea sincronă a întregului lanț industrial, Vom promova promovarea și implementarea realizărilor avansate, Pentru a asigura furnizarea eficientă de materiale cheie pentru nevoi strategice majore, cum ar fi industriile emergente strategice, apărarea națională și producția inteligentă, În cele din urmă, realizam independenta furnizarea de materiale funcționale cu pământuri rare aplicate de ultimă generație; Efectuați teorii de bază de frontieră și cercetări experimentale, Prin explorarea în profunzime și acumularea de întrebări științifice, Și sugerați mai multe teorii originale, Faceți descoperiri originale, Obținerea unui lot de materiale noi cu pământuri rare și aplicarea nouă a rezultatelor originale; Pentru a realiza transformarea strategică a Chinei de la o putere a pământurilor rare la o putere a pământurilor rare, Pentru a conduce dezvoltarea viitoare a tehnologiei și a industriei pământurilor rare, Pentru a oferi sprijin material pentru realizarea obiectivului strategic al Chinei de „clasarea în fruntea țării inovatoare până în 2035”.

(2) Direcția cheie de dezvoltare

1. Tehnologii cheie de preparare a materialelor cu magneti permanenți cu pământuri rare de performanță ultra-înaltă și utilizarea eficientă și echilibrată a pământurilor rare

Având în vedere viitoarea societate inteligentă, cu performanță magnetică mai mare a materialelor cu magnet permanenți și noi tehnologii și echipamente pentru cerința diversității funcției materialelor cu magnet permanent, combinând actualizarea cunoștințelor și legea istorică a schimbării tehnologice și dezvoltarea actuală a pământurilor rare de înaltă performanță rafinarea granulelor materiale cu magnet permanent și optimizarea limitelor de tehnologii cheie, cum ar fi înțelegerea, pentru a formula conținut cheie de dezvoltare.

(1)Materiale cu magneți permanenți NdFeB: se concentrează pe tehnologia de preparare a NdFeB sinterizat cu performanță cuprinzătoare ridicată, cercetarea asupra mecanismului de difuzie a graniței cristalului de pământuri rare grele în magneți NdFeB sinterizat, cercetarea tehnologiei și aplicațiilor de recuperare a NdFeB sinterizat, tehnologia de predicție a performanței serviciului și teoria magneți NdFeB sinterizați etc.

(2)Materiale cu magnet permanent de samariu cobalt: se concentrează asupra mecanismului de reglare elementară a magnetului de samariu cobalt cu reziduuri ridicate, reglarea componentelor nanostructurii și microregiunii în pregătirea inginerească a magnetului permanent de samariu cobalt de înaltă performanță, cercetarea tehnologiei antioxidante a cobaltului de samariu la nivel ridicat. folosiți temperatura și tehnologia de protecție a suprafeței a magnetului permanent de samariu cobalt la temperatură înaltă etc.

(3)Materiale cu magneti permanenți Thermopress: se concentrează pe cercetarea mecanismului de formare a anizotropiei a inelului magnetic de presiune fierbinte cu perete subțire, cercetarea asupra tehnologiei de preparare a pulberii magnetice de înaltă performanță pentru inelul magnetic de presare la cald, tehnologia de pregătire și aplicarea inelului cu magnet permanent de înaltă performanță. , echipamente de pregătire inginerească și dezvoltarea tehnologiei de proces a inelului magnetic cu presiune caldă de înaltă performanță etc.

(4) Materiale cu magnet permanent de mare abundență: se concentrează pe utilizarea echilibrată a pământului rare din abundență ridicată (La, Ce etc.) în materialele cu magnet permanenți, mecanismul structurii magnetului de ceriu cu fază dublă și tehnologia de îmbunătățire a forței coercitive.

(5) Combinând gena materialului și învățarea automată, efectuează proiectarea structurală și calculul performanței materialelor funcționale magnetice și explorează noul sistem și noua structură a materialelor pentru indicii cheie de performanță ai produsului cu energie magnetică ridicată și coercitiv ridicat de prima generație din materiale magnetice permanente pământuri rare.

(6) În funcție de caracteristicile materialelor funcționale magnetice, studiați noile principii și noile echipamente pentru testare și testare și scăpați treptat de dependența echipamentelor de analiză și testare de țări străine.

2. Noi materiale cu magneti permanenți din pământuri rare și tehnologii cheie de aplicare personalizată

În conformitate cu tendința generală a economiei cu emisii scăzute de carbon care mătura lumea, țările din întreaga lume acordă atenție protecției mediului și emisiilor scăzute de carbon ca domenii științifice și tehnologice cheie. Conținuturile cheie ale dezvoltării includ: dezvoltarea unui tranzit feroviar inteligent și a unui sistem de producție industrial inteligent; dezvoltarea materialelor magnetice permanente și a sistemului de alimentare magnetică cu tehnologie lagăre suspensie cu magnet permanenți și transmisie permanentă a curenților turbionari magnetici; dezvoltarea de materiale magnetice permanente cu pământuri rare pentru generator de acționare directă cu magnet permanent cu rezistență ridicată la coroziune cu mediu de coroziune marin; dezvoltarea de materiale magnetice permanente cu produs de energie magnetică ridicată, forță coercitivă mare, miniaturizare și precizie ridicată pentru scenarii de aplicare precum robot și oraș inteligent.

2. Materiale luminiscente cu pământuri rare de ultimă generație și tehnologiile și echipamentele lor cheie de pregătire

Odată cu creșterea cererii de calitate a surselor de lumină pe piața de iluminat cu semiconductori, este necesar să ne concentrăm pe dezvoltarea materialelor care emiță lumină de ultimă generație cu pământuri rare și pe tehnologiile și echipamentele lor cheie de pregătire pentru a satisface aplicațiile din domeniile iluminatului, afișajului. și detectarea informațiilor. Conținuturile cheie de dezvoltare includ: descoperirea cheie a noilor materiale luminiscente din pământuri rare, cum ar fi emisia nevizibilă și emisia de conversie ascendentă; dezvoltarea teoriei și a metodelor tehnice de îmbunătățire a eficienței emisiilor în infraroșu sub lumină violetă; dezvoltarea materialelor cu emisie în bandă îngustă de înaltă eficiență, emisie verde și roșu cu puritate ridicată a culorii; proiectarea și dezvoltarea de noi sisteme de materiale cu drepturi independente de proprietate intelectuală, folosind principiul compatibilității structurale și înlocuirea egală a proprietății și realizarea unui proiect structural bazat pe materiale de mare randament pentru a obține o serie de noi materiale luminiscente din pământuri rare.

4. Tehnologia de pregătire a cheilor a materialelor catalitice cu pământuri rare

Materialele catalitice cu pământuri rare sunt materiale de înaltă tehnologie care promovează aplicarea extinsă a elementelor de pământuri rare cu abundență mare și ușoare lantan și ceriu, atenuează și rezolvă eficient dezechilibrul consumului de pământuri rare în China, îmbunătățesc energia și tehnologia de mediu, promovează mijloacele de trai ale oamenilor, și îmbunătățirea mediului de viață al ființelor umane. Conținuturile cheie ale dezvoltării includ: dezvoltarea de materiale catalitice petrochimice cu pământuri rare de înaltă eficiență, economii de energie și de durată lungă de viață, materiale catalitice de pământuri rare sintetice cu energie curată, controlul poluării de evacuare a autovehiculelor și controlul poluării emisiilor industriale de materiale catalitice din pământuri rare și cheie. tehnologii de industrializare; se concentrează pe dezvoltarea tehnologiilor cheie de asamblare moleculară nano cușcă și prepararea materialelor ceriu-zirconiu cu o suprafață specifică mare, dezvoltarea materialelor catalitice cu pământuri rare de performanță ultra-înaltă și aplicarea la scară în părți eficiente de purificare catalitică cu pământuri rare, de surse fixe și mobile. sistem de evacuare sursă pentru a realiza localizarea.

5. Materiale cristaline de pământ rare avansate și tehnologia lor de preparare industrială

Materialele din cristal de pământ rare sunt utilizate pe scară largă în apărarea națională, dispozitive științifice de ultimă oră, tratament medical, detecție, inspecție de securitate și alte domenii. Materialele cristaline de pământ rare și tehnologia lor de preparare industrială reprezintă principala tendință de dezvoltare în viitor

Direcția cheie de dezvoltare a cristalelor cu laser cu pământuri rare include: dezvoltarea tehnologiei și echipamentelor de creștere și procesare a cristalelor cu laser de pământuri rare de dimensiuni mari și de înaltă calitate;.

Dezvoltați o tehnologie eficientă de pregătire a cristalelor laser cu pământuri rare și a fibrelor laser de înaltă calitate; diverse tehnologii noi de aplicare a laserului bazate pe cristale laser cu pământuri rare.

6. Tehnologia de preparare a metalelor și țintelor de pământuri rare de înaltă puritate

Noua generație de electronice informaționale și materiale energetice sunt principalele direcții de aplicare a metalelor cu pământuri rare de înaltă puritate și a produselor țintă. În viitor, direcțiile cheie de cercetare și dezvoltare ale materialelor din pământuri rare de înaltă puritate includ: îmbunătățirea în continuare a purității metalelor pământurilor rare până la peste 4N5 (99,995%), dezvoltarea preparării la scară largă și la prețuri reduse a metalelor de pământuri rare de puritate ultra înaltă. tehnologie pentru a furniza materii prime cheie pentru dezvoltarea țintei de pământuri rare de înaltă puritate; dezvoltarea procesului de control al purificării fine și a echipamentelor mari de purificare cu vid înalt, cum ar fi cuptorul cu suprafață mare și cuptorul de purificare cu un singur cristal; dezvoltarea tehnologiei de analiză și detecție a urmelor de impurități în metale de pământuri rare ultra-pure și materiale țintă.

(3) Obiective de dezvoltare

Scopul 1.2025: Finalizarea tranziției industriei pământurilor rare de la urmărire la funcționare și funcționare

Până în 2025, va deveni o țară puternică în domeniul materialelor funcționale cu pământuri rare. Pentru o nouă generație de tehnologie a informației, transport modern, o nouă generație de iluminat și afișare, conservarea energiei, protecția mediului, circuit integrat, medicină biologică, apărare națională, nevoi majore de dezvoltare, master preliminar cu drepturi independente de proprietate intelectuală a materialelor magnetice cu pământuri rare și tehnologia cheie de bază a echipamentelor de producție, vehicule de energie nouă, aerospațială, servomotoare industriale și alte aplicații de materiale magnetice de ultimă generație, rata de succes a generației de materiale cu magnet permanent din pământuri rare a atins 70%. Descoperiți tehnologia de pregătire a lotului și stabilă a materialelor luminiscente cu pământuri rare, iar rata de localizare a crescut la mai mult de 80%; depășește tehnologia de pregătire cheie a noilor materiale funcționale pământuri rare, cum ar fi materiale cristaline de pământ rare de înaltă performanță, metale de pământuri rare de înaltă puritate și materiale țintă, îndeplinesc cerințele echipamentelor medicale de ultimă generație, detecție inteligentă, circuit integrat etc., înlocuiți parțial importul; dezvolta noi materiale funcționale pământuri rare și tehnologia de preparare a acestora și extinde noi domenii de aplicare. Până în 2025, China va stăpâni o serie de tehnologii de bază cheie ale materialelor noi de pământuri rare și va forma o serie de corporații multinaționale și grupuri industriale cu o puternică competitivitate internațională în domeniile competitive. Poziția noastră în lanțul valoric industrial global va fi îmbunătățită semnificativ, iar tranziția industriei pământurilor rare de la urmarire la funcționare va fi finalizată.

Obiectivul 2.2030: Pentru a transforma inițial China într-o putere mondială de pământuri rare

Până în 2030, în domeniul materialelor funcționale din pământuri rare, capacitatea de inovare va fi mult îmbunătățită și poate conduce cercetarea globală și dezvoltarea industrială a materialelor cu magneti permanenți din pământuri rare și poate atinge inițial obiectivul de a deveni o industrie mondială a pământurilor rare. Magnet permanent super de înaltă performanță în roboți, echipamente medicale, aerospațiale, internetul lucrurilor, nave, petrochimie și alte echipamente majore și aplicații de inginerie, maestru cu drepturi independente de proprietate intelectuală a materialelor magnetice cu pământuri rare și a echipamentelor de producție, vehiculele noi de energie, navigația 042 aerospațial aerian, servomotoare industriale și alte aplicații de materiale magnetice de ultimă generație, rata de succes a înlocuirii materialelor cu magnet permanent din pământuri rare a ajuns la 80%.

3. Scopul 2035: Construirea unei puteri mondiale cu pământuri rare

Până în 2035, se vor face descoperiri majore în domeniul materialelor funcționale cu pământuri rare, iar capacitatea de inovare va fi mult îmbunătățită. Nivelul general de inovare în domeniul noilor materiale cu pământuri rare va ajunge în rândurile țărilor la nivel mondial, competitivitatea generală va fi întărită semnificativ, unele avantaje vor forma o capacitate globală de conducere a inovației și vor transforma China într-o putere mondială în funcționarea pământurilor rare. materiale.

Materialele cu magnet permanent din pământuri rare, materialele catalitice și materialele luminoase au atins un nivel internațional avansat, atingând autosuficiența deplină. Rata de autosuficiență a cristalelor funcționale optice și a pământului rar ultra-pur pentru aplicații de apărare națională este mai mare de 95%; tehnologiile de bază și drepturile de proprietate intelectuală ale materialelor magnetice cu pământuri rare și ale materialelor magnetice de ultimă generație, cum ar fi vehicule cu energie nouă, apărare națională, aerospațială, producție inteligentă, asistență medicală, inginerie marină, formând un lot de materiale funcționale originale cu pământuri rare, în care drepturile de proprietate intelectuală originale ale unei noi generații de materiale cu magnet permanenti din pământuri rare sunt în mâinile Chinei. Standardele formulate independent de China reprezintă mai mult de 30% din standardele internaționale și au vocea în formularea standardelor de materiale de ultimă generație; să cultive talente inovatoare și echipe de materiale funcționale din pământuri rare, să realizeze noul mod de dezvoltare de a conduce noi aplicații prin materiale funcționale cu pământuri rare și să stabilească un sistem de inovare tehnologică și un sistem industrial de vârf la nivel mondial pentru a oferi o platformă pentru tehnologii originale.

4. propunere de politică

Strategia de dezvoltare din 2035 pentru materialele funcționale cu pământuri rare, accelerează construirea unui nou model de dezvoltare a inovației științifice și tehnologice a materialelor funcționale cu pământuri rare, optimizează resursele științifice și tehnologice și resursele umane din regiunile dominante cu pământuri rare și consolidează „planul lung”. „avantaj în domeniul pământurilor rare. Ar trebui să se străduiască să îmbunătățească capacitatea originală de inovare, inginerie la scară și capacitatea de realizări, să promoveze producția ecologică a materialelor funcționale din pământuri rare, să dezvolte energic să îndeplinească aplicația de vârf cu drepturi independente de proprietate intelectuală a pământurilor rare de înaltă performanță magnetice, luminoase, electrice și alte materiale funcționale noi și tehnologie de aplicare, stabiliți materialele cu pământuri rare avansate din China „cu” platformă de inovare, construiți materiale cu pământuri rare și aplicarea lanțului industriei economice cu emisii scăzute de carbon, format cu drepturile de proprietate intelectuală independente ale Chinei ale industriilor strategice de materiale de înaltă performanță din pământuri rare, treptat realizează prin puterea de producție a pământurilor rare spre puterea pământurilor rare. Politicile și măsurile specifice sunt recomandate după cum urmează:

(1) Consolidarea capacității de cercetare de predicție strategică și sprijin politic în domeniul materialelor funcționale cu pământuri rare la nivel național

În primul rând, accelerarea înființării unui sistem de proprietate intelectuală, a unui sistem tehnologic, a unui sistem de talente și a unui sistem de platforme pentru materiale funcționale din pământuri rare coordonate la nivel național.

În al doilea rând, să consolideze continuitatea și continuitatea implementării planului pe termen mediu și lung în domeniul materialelor funcționale cu pământuri rare, să formeze sprijin de stat pe termen lung și stabil și să evite sprijinul intermitent.

În al treilea rând, consolidarea gradului de conștientizare a protecției proprietății intelectuale în domeniul materialelor funcționale cu pământuri rare, îmbunătățirea sistemului juridic și a mecanismului de implementare a protecției proprietății intelectuale, consolidarea și implementarea măsurilor de stimulare pentru activitățile de inovare ale inventatorilor de locuri de muncă și stimularea impulsului endogen și apariția tehnologii inovatoare ale materialelor funcționale din pământuri rare și industriile acestora.

(2) Consolidați sprijinul echipei de avantaje din pământuri rare și al construcției cu gradient de talent și îmbunătățiți capacitatea de inovare durabilă a materialelor funcționale din pământuri rare

În primul rând, vom oferi sprijin pe termen lung și stabil instituțiilor și echipelor de cercetare competitive în domeniul avantajelor pământurilor rare și vom stabili bazele platformei naționale de inovare științifică și tehnologică pentru materialele funcționale din pământuri rare la diferite niveluri cât mai curând posibil.

În al doilea rând, dați pe deplin rolul experților tineri și de vârstă mijlocie în construirea eșalonului de talente pentru a evita vina talentului și risipa de resurse de talent.

În al treilea rând, concentrați-vă pe formarea tinerilor tehnicieni cu normă întreagă în domeniul materialelor funcționale din pământuri rare. Pentru talentele tehnice remarcabile, pragul politicii de evaluare poate fi relaxat în mod corespunzător și, atâta timp cât își aduc contribuții, au posibilitatea de a realiza valoarea personală, astfel încât talentele de frunte să poată fi promovate în activități de cercetare științifică și inovare Apariție spontană.

(3) Consolidarea cooperării internaționale în domeniul materialelor funcționale cu pământuri rare și creșterea competitivității globale a Chinei în domeniul materialelor funcționale cu pământuri rare

În primul rând, în mediul internațional actual, diferite oportunități ar trebui folosite pentru a efectua schimburi internaționale de personal și schimb de informații despre știința și tehnologia pământurilor rare; departamentul de management ar trebui să încerce să faciliteze schimbul științific și tehnologic internațional, să relaxeze limita cercetătorilor de a participa la conferințe academice și schimburi tehnice și să evite cercetarea și dezvoltarea tehnică a „autoblocării” cauzate de interesele locale și departamentale.

În al doilea rând, în conformitate cu situația actuală în țară și în străinătate, în timp ce consolidăm circulația internă în domeniul materialelor funcționale interne cu pământuri rare, ar trebui să ne străduim să extindem noua piață internațională și să extindem circulația internațională externă. Pe de o parte, consolidarea nivelului de deschidere către lumea exterioară, menținerea și crearea condițiilor pentru introducerea întreprinderilor de aplicații de înaltă calitate a materialelor noi din pământuri rare, formează și stabilește în mod activ un nou model al industriei globale a materialelor noi cu pământuri rare și comunitatea tehnologiei pământurilor rare; pe de altă parte, relaxați moderat importul de materii prime din pământuri rare pentru a reduce presiunea protecției mediului intern și a consumului de resurse; în același timp, încurajează întreprinderile chineze cu pământuri rare să iasă, să achiziționeze, să cumpere acțiuni și să creeze noi materiale noi cu pământuri rare, cum ar fi servomotorul robot și motorul de acționare a vehiculului electric. și mediu de dezvoltare tehnologică în țară și în străinătate, astfel încât să sporească competitivitatea globală a lanțului industriei și a lanțului de aprovizionare a materialelor funcționale cu pământuri rare din China.