“2013年中國(guó)稀土十大科技新聞”評(píng)選揭曉
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1. “釹鐵硼晶界組織重構(gòu)及低成本高性能磁體生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)”獲2013年度國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)
浙江大學(xué)嚴(yán)密、羅偉、馬天宇及浙江英洛華磁業(yè)有限公司樊熊飛，寧波科寧達(dá)工業(yè)有限公司姚宇良等合作完成的“釹鐵硼晶界組織重構(gòu)及低成本高性能磁體生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)”獲2013年度國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)。
該項(xiàng)目主要?jiǎng)?chuàng)新成果包括：浙江大學(xué)嚴(yán)密教授領(lǐng)導(dǎo)的磁性材料創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，原創(chuàng)性提出了晶界組織重構(gòu)的技術(shù)思路，設(shè)計(jì)與合成新晶界相，取代傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝中自然形成的晶界富釹相，研發(fā)具有不同性能特點(diǎn)的新晶界相釹鐵硼新材料；突破了新晶界相成分設(shè)計(jì)、基于新晶界相的合金燒結(jié)和熱處理等關(guān)鍵技術(shù)，分別研發(fā)了高本征抗蝕性釹鐵硼新材料和低重稀土高矯頑力釹鐵硼新材料及其生產(chǎn)技術(shù)，與合作企業(yè)共同創(chuàng)新和集成速凝甩帶－氫爆－氣流磨－磁場(chǎng)壓力成型－節(jié)能燒結(jié)－后處理生產(chǎn)工藝的關(guān)鍵技術(shù)和裝備，突破了低成本高性能釹鐵硼核心生產(chǎn)技術(shù)，建立了高品質(zhì)、高一致性燒結(jié)釹鐵硼節(jié)能生產(chǎn)的成套技術(shù)。研發(fā)的新材料分別具有不同的性能特點(diǎn)，抗蝕性大幅提高，韌性明顯改善，節(jié)約寶貴的稀土資源，大幅降低生產(chǎn)成本，打破了日美對(duì)高端稀土永磁市場(chǎng)的壟斷。
項(xiàng)目授權(quán)發(fā)明專利18項(xiàng)，授權(quán)實(shí)用新型專利3項(xiàng)，申請(qǐng)PCT發(fā)明專利2項(xiàng)，出版著作1部，發(fā)表論文數(shù)十篇，成果整體達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，部分達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。
2. “高端應(yīng)用稀土熒光粉及其規(guī)模化制備技術(shù)”通過科技部技術(shù)驗(yàn)收
2013年4月18日，科技部高技術(shù)研究發(fā)展中心組織由北京大學(xué)嚴(yán)純?nèi)A院士、清華大學(xué)潘峰教授等專家組成的驗(yàn)收組對(duì)國(guó)家863計(jì)劃“先進(jìn)稀土材料制備及應(yīng)用技術(shù)”重大項(xiàng)目“高端應(yīng)用稀土熒光粉及其規(guī)�；苽浼夹g(shù)”課題在咸陽(yáng)進(jìn)行技術(shù)驗(yàn)收。
該課題由彩虹集團(tuán)公司作為依托單位，聯(lián)合彩虹熒光材料公司、北京有研稀土新材料股份有限公司、中山大學(xué)、中科院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所、中科院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所、廣晟有色金屬股份有限公司等六家單位共同承擔(dān)。
驗(yàn)收專家組認(rèn)為，該課題組通過組成優(yōu)化和合成條件突破，開發(fā)出鋁酸鹽、氮化物、氮氧化物等體系10余款LED用熒光粉及其規(guī)�；苽浼夹g(shù)，開發(fā)出5種普通型及寬色域型CCFL熒光粉及其規(guī)�；苽浼夹g(shù)，開發(fā)出5款高效3D-PDP熒光粉，建成了年產(chǎn)200噸的CCFL熒光粉和年產(chǎn)50噸的LED熒光粉生產(chǎn)線，相關(guān)研發(fā)產(chǎn)品在2012年的產(chǎn)值超過1.4億元，申請(qǐng)中國(guó)發(fā)明專利20項(xiàng)、PCT發(fā)明專利3項(xiàng)，發(fā)表學(xué)術(shù)論文29篇。經(jīng)過聽取課題負(fù)責(zé)人的匯報(bào)，審查相關(guān)文件資料和現(xiàn)場(chǎng)考查，專家組認(rèn)為該課題完成了合同規(guī)定的研究?jī)?nèi)容，達(dá)到考核的技術(shù)指標(biāo)，一致同意該項(xiàng)課題通過技術(shù)驗(yàn)收。
該課題的實(shí)施，開發(fā)了一系列先進(jìn)高端稀土熒光材料，形成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的專利網(wǎng)，促進(jìn)了我國(guó)在照明和熒光材料的發(fā)展，提高我國(guó)在本領(lǐng)域的地位，推動(dòng)了稀土發(fā)光材料領(lǐng)域的創(chuàng)新和進(jìn)步，加快了我國(guó)CCFL、LED、3D顯示用熒光粉的國(guó)產(chǎn)化應(yīng)用進(jìn)程，提高了稀土氧化物產(chǎn)品的附加值和我國(guó)稀土熒光粉生產(chǎn)企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。
3. “熱壓稀土永磁體規(guī)模化制備關(guān)鍵技術(shù)”通過驗(yàn)收
2013年3月29日，國(guó)家科技部組織由上海交通大學(xué)胡文彬教授、中科三環(huán)胡伯平研究員、中國(guó)計(jì)量學(xué)院舒康穎教授、華東理工大學(xué)郭耘教授、寧波韻升高科張民高級(jí)工程師組成的專家組對(duì)中科院寧波材料所、鋼鐵研究總院、金雞強(qiáng)磁有限公司、中科院沈陽(yáng)金屬所、浙江大學(xué)、北京工業(yè)大學(xué)等6家單位共同承擔(dān)的國(guó)家863重大項(xiàng)目課題“熱壓稀土永磁體規(guī)模化制備關(guān)鍵技術(shù)”進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)驗(yàn)收。
在聽取匯報(bào)、實(shí)地考察和質(zhì)詢提問后，專家組一致認(rèn)為該課題圓滿完成了合同規(guī)定的各項(xiàng)研究?jī)?nèi)容，達(dá)到考核的技術(shù)指標(biāo)，同意通過技術(shù)驗(yàn)收。
該課題于2010年12月正式啟動(dòng)，為期兩年。經(jīng)過課題組成員兩年的辛勤努力和通力合作，課題組成功地解決了熱變形磁體的均勻性和開裂問題，大幅提高了磁體的磁能積以及制備效率，在此基礎(chǔ)上完成了合同規(guī)定的四大類磁體的17項(xiàng)性能指標(biāo)，建立了年產(chǎn)10萬(wàn)件輻射取向永磁環(huán)的產(chǎn)業(yè)化示范線。相關(guān)磁環(huán)產(chǎn)品經(jīng)試用后，得到了用戶的認(rèn)可和好評(píng)。在該課題的支持下，項(xiàng)目組先后培養(yǎng)了4名博士后、8名博士和11名碩士，發(fā)表學(xué)術(shù)論文15篇，申請(qǐng)發(fā)明專利9項(xiàng)。
4. 包頭稀土研究院磁制冷技術(shù)取得較大進(jìn)展
室溫磁制冷技術(shù)是新型的制冷技術(shù)，與傳統(tǒng)的氣體制冷技術(shù)相比具有高效、節(jié)能、環(huán)保友好等優(yōu)點(diǎn)，世界各國(guó)都很重視室溫磁制冷技術(shù)的研發(fā)。法國(guó)、英國(guó)、美國(guó)、德國(guó)、荷蘭、日本、巴西等均在開發(fā)實(shí)用型磁制冷機(jī)。
包頭稀土研究院在室溫磁制冷領(lǐng)域已經(jīng)開展了十多年的研發(fā)工作，在磁制冷材料制備、磁場(chǎng)系統(tǒng)、及磁制冷機(jī)的設(shè)計(jì)與制作等方面取得一些成果，得到國(guó)內(nèi)外同行的認(rèn)可。
2013年包頭稀土研究院磁制冷技術(shù)，在材料方面掌握了公斤級(jí)La系、Gd系材料及各種形狀磁工質(zhì)的批量制備和La系吸放氫控制工藝。重新設(shè)計(jì)的室溫磁制冷機(jī)，連接4L、50L和70L工作空間的測(cè)試結(jié)果理想。其中4L空間下已可將兩罐啤酒從室溫（24℃）冷卻至7℃，后兩種大容量工作空間的測(cè)試顯示出較大的提升潛力。最新一代磁制冷機(jī)已經(jīng)接近實(shí)用，目前正與企業(yè)聯(lián)合開發(fā)實(shí)用型室溫磁制冷機(jī)。該項(xiàng)目技術(shù)目前已申請(qǐng)專利8項(xiàng)，授權(quán)6項(xiàng)，發(fā)表論文40余篇。
5. 超高純稀土金屬制備技術(shù)獲得突破
超高純稀土金屬是研發(fā)高新技術(shù)材料的關(guān)鍵原材料，我國(guó)目前尚無(wú)超高純稀土金屬的制備技術(shù)及裝備。為滿足我國(guó)先進(jìn)功能材料研究和高純無(wú)機(jī)試劑等高端應(yīng)用需求，有研稀土新材料股份有限公司在“十二五”期間一直致力于稀土金屬的深度提純技術(shù)開發(fā)，2013年取得重大突破，成功獲得了10多種超高純稀土金屬。75種雜質(zhì)（包括C、H、O、N四種氣體雜質(zhì)）總量小于100ppm，絕對(duì)純度>99.99%，相對(duì)純度達(dá)99.999%，與“十五”期間產(chǎn)品對(duì)比，純度提高了近2個(gè)數(shù)量級(jí)，該指標(biāo)已達(dá)到甚至部分超過國(guó)際先進(jìn)水平。
研究團(tuán)隊(duì)自主開發(fā)了超高真空蒸餾爐、超高真空電遷移爐、超高真空冷坩堝區(qū)熔爐等國(guó)產(chǎn)化高性能裝備，最大限度實(shí)現(xiàn)溫度和真空等關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)的精準(zhǔn)控制和過程自動(dòng)化；開發(fā)了低溫固液還原－蒸餾－熔融一步法制備高純金屬技術(shù)、低氧高純氟化物制備技術(shù)；試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)間隙類雜質(zhì)在稀土金屬不同晶型存在狀態(tài)下擴(kuò)散速率明顯不同，找到了電遷移技術(shù)的核心控制要素；引入1T外磁場(chǎng)和脈沖電流，對(duì)遷移過程進(jìn)行強(qiáng)制干預(yù)，大幅提高了提純效率；研究小組對(duì)超高真空蒸餾/升華、電子束轟擊、懸浮熔煉、固態(tài)電遷移、區(qū)域熔煉等多種提純技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化集成，獲得了一條完備的、適用于除钷外所有稀土金屬的4N級(jí)制備技術(shù)路線。
該技術(shù)突破了4N級(jí)超高純稀土金屬制備的諸多關(guān)鍵難題，改變了該類高附加值產(chǎn)品的應(yīng)用多年來(lái)受制于人的局面，建成了國(guó)內(nèi)第一條年產(chǎn)能達(dá)10噸的超純稀土金屬中試線。整套技術(shù)申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利8項(xiàng)，PCT國(guó)際專利4項(xiàng)。
6. 發(fā)光余輝壽命可控稀土LED發(fā)光材料研發(fā)及應(yīng)用項(xiàng)目達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平
2013年6月16日，由10名中國(guó)科學(xué)院院士、2位國(guó)家自然科學(xué)基金委領(lǐng)導(dǎo)和三位產(chǎn)業(yè)專家組成的中科院鑒定組對(duì)中科院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)所與四川新力光源股份有限公司合作研發(fā)的“發(fā)光余輝壽命可控稀土LED發(fā)光材料研發(fā)及其在半導(dǎo)體照明中的應(yīng)用”進(jìn)行了成果鑒定。中科院鑒定組一致同意通過鑒定，并認(rèn)為該項(xiàng)目在稀土發(fā)光材料和全球半導(dǎo)體照明技術(shù)領(lǐng)域取得了重大突破，原創(chuàng)性稀土發(fā)光材料有效解決了國(guó)際一直未能攻破的交流LED照明設(shè)備的頻閃問題；該成果實(shí)現(xiàn)了從基礎(chǔ)研究到產(chǎn)業(yè)化的跨越，達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平，使中國(guó)成為世界上唯一掌握通過稀土熒光粉生產(chǎn)低頻閃交流LED產(chǎn)品的國(guó)家。該項(xiàng)技術(shù)的推廣運(yùn)用將有效延長(zhǎng)交流LED照明設(shè)備的使用壽命，并更好地降低照明設(shè)備的能耗。
7. 我國(guó)自主開發(fā)出面向太陽(yáng)能電池的新型系列高性能稀土光轉(zhuǎn)換發(fā)光材料
近紅光轉(zhuǎn)換材料在太陽(yáng)能利用和提高太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)化效率等前沿技術(shù)領(lǐng)域有重要的應(yīng)用前景。在傳統(tǒng)光轉(zhuǎn)換材料開發(fā)基礎(chǔ)上，中山大學(xué)化學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院，系統(tǒng)提出了3種高效寬帶吸收特性的近紅外光轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的新穎設(shè)計(jì)思路，開發(fā)出基于多種寬譜帶敏化方式和高吸收效率的稀土光轉(zhuǎn)換粉體、薄膜和玻璃材料；成功解決了傳統(tǒng)近紅外下轉(zhuǎn)換材料普遍存在對(duì)紫光-藍(lán)光區(qū)域的可見光光子的吸收窄、近紅外發(fā)光強(qiáng)度弱、光轉(zhuǎn)換模式單一等主要問題。它將大大促進(jìn)面向太陽(yáng)光高效利用和增強(qiáng)硅太陽(yáng)能電池效率的新型稀土熒光轉(zhuǎn)化發(fā)光材料的研究工作，為下一代基于稀土光轉(zhuǎn)換的太陽(yáng)能電池產(chǎn)業(yè)儲(chǔ)備技術(shù)，最終實(shí)現(xiàn)稀土資源優(yōu)勢(shì)向經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)的高附加值轉(zhuǎn)變。
該系列稀土光轉(zhuǎn)換材料已獲授權(quán)中國(guó)發(fā)明專利共2項(xiàng)，申報(bào)國(guó)際PCT專利1項(xiàng)和中國(guó)發(fā)明專利共4項(xiàng)。
8. 國(guó)產(chǎn)新型白光LED熒光粉獲得重大突破
北京有色金屬研究總院有研稀土新材料股份有限公司在國(guó)家863等重大項(xiàng)目的支持下，開發(fā)出低價(jià)金屬還原率動(dòng)態(tài)調(diào)控的先進(jìn)技術(shù)，制備系列高性能低成本鋁酸鹽綠色熒光粉和氮化物紅色熒光粉，發(fā)光效率提高20%以上，白光LED封裝產(chǎn)品光效大于140 lm/W（Ra﹥70），產(chǎn)品性能處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、國(guó)際先進(jìn)水平；開發(fā)出具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的氮氧化物綠色熒光粉，有望突破國(guó)外核心專利。目前已申報(bào)中國(guó)發(fā)明專利35項(xiàng)（授權(quán)17項(xiàng)）、國(guó)外專利6族30項(xiàng)（授權(quán)7項(xiàng)）。
有研稀土利用自主開發(fā)的先進(jìn)制備技術(shù)，已開發(fā)出40款白光LED用黃色、綠色、紅色熒光粉并成功推向市場(chǎng)。2013年有研稀土白光LED熒光粉產(chǎn)量、產(chǎn)值及利潤(rùn)連續(xù)4年翻番，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率僅次于美國(guó)Intematix位居第二，為國(guó)產(chǎn)白光LED熒光粉第一品牌，在LED行業(yè)權(quán)威年度評(píng)選中蟬聯(lián)LED熒光粉領(lǐng)域最高獎(jiǎng)――高工金球獎(jiǎng)，并連續(xù)兩屆獲得中關(guān)村半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟“優(yōu)秀創(chuàng)新產(chǎn)品金獎(jiǎng)”。
9. 國(guó)內(nèi)最大稀土材料中試基地在包頭稀土研究院建成
包鋼稀土（集團(tuán)）公司稀土材料中試基地工程總投資7973萬(wàn)元，建筑面積9082 平方米，是國(guó)內(nèi)目前最大的稀土材料中試基地。
稀土材料中試實(shí)驗(yàn)基地建設(shè)項(xiàng)目為實(shí)現(xiàn)稀土鎂合金、高純稀土金屬、燒結(jié)釹鐵硼磁環(huán)、釤鈷永磁材料產(chǎn)業(yè)化開發(fā)提供中試生產(chǎn)線；為稀土行業(yè)提供工程化的技術(shù)成果和工業(yè)化生產(chǎn)的技術(shù)依據(jù)，有效地提高稀土行業(yè)自主創(chuàng)新能力，增強(qiáng)稀土材料產(chǎn)業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力和發(fā)展后勁。
該基地于2012年8月在包頭稀土研究院開工建設(shè)，目前稀土鎂合金中試線和燒結(jié)釹鐵硼磁環(huán)中試線已完成設(shè)備安裝、調(diào)試工作。稀土材料中試基地是稀土新材料由試驗(yàn)室階段研究成果向產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化的工程化驗(yàn)證平臺(tái)，進(jìn)入中試實(shí)驗(yàn)基地的項(xiàng)目，經(jīng)過組織中試工程化驗(yàn)證試驗(yàn)，大大加快了稀土功能材料產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，為最終實(shí)現(xiàn)新型稀土材料工業(yè)化生產(chǎn)提供必要的技術(shù)支撐。同時(shí)，中試基地可為其它具有良好市場(chǎng)前景的科研成果轉(zhuǎn)化提供平臺(tái)，為我國(guó)培養(yǎng)造就出一批具有高水平的稀土材料專家和研究開發(fā)團(tuán)隊(duì)和在稀土行業(yè)工程研究發(fā)展的主流方向上產(chǎn)生一批具有重大影響的創(chuàng)新成果創(chuàng)造良好的條件，從而提升稀土行業(yè)整體技術(shù)水平和創(chuàng)新能力。
10. “極大規(guī)模集成電路刻蝕機(jī)用高純氧化釔涂層聯(lián)合研發(fā)”項(xiàng)目通過驗(yàn)收
2013年4月25日，由北京礦冶研究總院北礦新材科技有限公司為主承擔(dān)的由國(guó)家科技部組織的國(guó)際合作項(xiàng)目“極大規(guī)模集成電路刻蝕機(jī)用高純氧化釔涂層聯(lián)合研發(fā)”驗(yàn)收會(huì)在北京舉行。該項(xiàng)目的成功實(shí)施，標(biāo)志著極大規(guī)模集成電路芯片制造重大裝備關(guān)鍵零部件國(guó)產(chǎn)化技術(shù)取得了重大突破，芯片刻蝕機(jī)用高純氧化釔防護(hù)涂層技術(shù)研發(fā)獲得成功。
北礦新材科技有限公司通過該項(xiàng)目的實(shí)施，突破了高純氧化釔熱噴涂粉末制備、高純氧化釔涂層制備關(guān)鍵技術(shù)，并聯(lián)合德國(guó)GTV熱噴涂工程技術(shù)設(shè)備有限公司研制開發(fā)了國(guó)內(nèi)首套適合高純度、高均勻度、高致密度氧化釔陶瓷涂層噴涂專用三陽(yáng)級(jí)高能等離子噴涂及配套系統(tǒng)。在國(guó)內(nèi)首次獲得高純氧化釔熱噴涂粉末制備技術(shù)、高純氧化釔涂層制備工藝技術(shù)及相關(guān)產(chǎn)品。所研制的高純氧化釔粉末純度穩(wěn)定達(dá)到99.9wt%以上，高純氧化釔涂層純度穩(wěn)定達(dá)到99wt%以上，達(dá)到了國(guó)外同類產(chǎn)品的先進(jìn)水平。涂層產(chǎn)品經(jīng)國(guó)內(nèi)知名刻蝕機(jī)生產(chǎn)企業(yè)北京北方微電子公司的考核驗(yàn)證，涂層的等離子刻蝕速率降低10～60%，可完全替代國(guó)外產(chǎn)品。
課題組共發(fā)表論文8篇，申請(qǐng)專利5項(xiàng)。建成了國(guó)內(nèi)首個(gè)針對(duì)高純度涂層材料及涂層加工的高潔凈中試生產(chǎn)線，可滿足刻蝕機(jī)內(nèi)腔200套/年的加工需求，其設(shè)計(jì)思路可推廣應(yīng)用至整個(gè)熱噴涂行業(yè)。
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