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引领稀土应用、服务军工科研
——打造稀土军工高端材料研发和生产基地
2017-04-11 00:00:00      中国经济导报

稀土合金

稀土合金

 

稀土硼化物

稀土硼化物

 

高纯金属钪

高纯金属钪

 


    众所周知,在当今世界,稀土已是高科技发展的关键原材料,作为科技最前沿的军工科技,稀土材料的应用,至关重要。洛克希德·马丁公司的F-16战斗机,雷声公司的地空导弹,波音公司的“陆基中段防御”导弹,诺斯罗普·格鲁曼公司的“全球鹰”无人机以及通用原子公司的MQ-1“捕食者”无人机等都采用了中国的稀土。目前,美国在启动国家稀土法案,欧盟开展的《用于国防技术的原材料:欧盟供应链的关键性》报告,均体现着稀土对军工科技发展的重要性。我国作为稀土的资源大国,欲成为稀土生产应用大国乃至稀土强国,形成与我国军工科技发展需要相匹配的研发生产能力,还需我国稀土科技人员砥砺奋进。
    湖南稀土金属材料研究院(以下简称“稀土院”),创建于1958年,是国内较早从事稀土材料生产加工的专业科研生产单位,目前已建成“湖南省稀土材料工程研究中心”、“中国有色金属工业协会稀土金属材料工程技术研究中心”、湖南省院士工作站、长沙市院士工作站等平台,是军品配套稀土材料重点生产单位。建院50多年来,积极跟踪国内外稀土材料研究发展方向,大力开展自主创新,研制出了具有自主知识产权的激光级稀土氧化物及相关晶体材料、航空用稀土镁铝合金、稀土储氢材料、稀土硼化物阴极材料、钪及合金材料、探测片及高纯氧化钪镀膜材料等制备生产技术,代表着国内在该类稀土材料研发领域的技术水平,为我国现代化建设和国防科技工业做出了重要的贡献。

攻坚克难勇于担当

    众所周知,稀土是构成了导弹武器、光电装备系统等的核心部分的重要材料,但稀土要想做到这一步,需要先进的深度加工技术,而这正是我国所缺乏的。科技的落后,才是中国在稀土领域受制于人的关键原因。湖南稀土院以“引领稀土应用、服务军工科研”为企业使命,近5年来,申请发明专利43项,授权27项,累计在学术刊物上发表学术论文100余篇,SCI、EI及中文核心以上刊物45篇,在储氢材料、高纯稀土金属、高纯稀土氧化物、高纯稀土型材、稀土合金、稀土硼化物方面,有色金属工业协会技术发明一等奖。稀土合金国内占优针对国家战略需要,迎难而上,通过艰苦卓绝的努力,取得显著成绩,保障了国防军工科技发展的需求。
    
世界钪王国际领先

    欧洲开展的原材料相关研究报告中特别强调,用于国防用途和装备的原材料与民用原材料非常类似,不过,军事领域的使用数量可能要少得多,但纯度等级却高很多。高纯度对于稀土在军工科技应用至关重要,稀土院在高纯稀土氧化物、高纯稀土金属材料制备技术方面力量强劲,技术储备雄厚,能够制备除钷(Pm,人工合成的放射性元素)以外的16种单一高纯稀土金属及靶材(纯度为99.9%~99.999%)产品。特别是有着太空材料之称的高纯金属钪的制备技术处于国际领先地位,有着“世界钪王”的美誉。以高纯金属钪为代表的高纯稀土金属制备技术获得2016年中国有色金属工业协会科技进步一等奖。以高纯稀土金属为延伸,现已开展高纯金属锆、高纯金属铪等国防军工所需关键原材料,研制的4N级高纯金属锆填补国内空白,获得2016年中国有色金属工业协会技术发明一等奖。

稀土合金国内占优

    米格战斗机、B52轰炸机、歼十这些耳熟能详的飞机在发动机、结构件等方面均采用了稀土合金,目前应用最为广泛的是稀土镁合金和稀土铝合金。稀土镁合金发展最为成熟,美国开发的AE系列、WE系列,俄罗斯的MJI系列、MA系列,日本的MC系列以及我国的ZM系列、MB系列,均已大规模应用。全球共公开有关镁合金领域的专利7634项,其中与稀土镁合金相关的占64%,达4886项。从我国镁合金行业公开专利技术分布来看,共拥有镁合金相关专利3008项,占世界的39%,其中与稀土镁合金相关1646项,占55%。稀土铝合金方面,我国主要是以铝钪2%中间合金为主,只形成了Al-Mg-Sc-Zr、Al-Zn-Mg-Sc等几个基本类型,同俄罗斯等国家相比,在成品合金牌号发展较少。稀土院作为军品铝、镁稀土合金定点配套单位,积极开展稀土合金研制工作,承担多项国家省部级课题,目前在镁钕、镁钇、镁钪、镁锆、铝钪、铝镧等稀土中间合金制备方面具有完全的自主知识产权,制定多项国家、行业标准,开展了改性高强铝合金、高强可焊接铝合金、WE系列、AZ系列等多种稀土牌号合金的研发和生产。
    
产品研发 实力雄厚

    稀土因其4f电子结构特性,离子半径、电荷、化学性质而被广泛应稀土硼化物用于功能材料,激光武器、精确制导、夜视仪等等都离不开稀土功能材料。稀土院的储氢材料产品研究成果处于世界领先水平,具有完全自主知识产权,攻克多项难题,使我国的相关武器装备取得了突破性进展,极大地提高了我国的国际地位和国防能力,该成果在1998年荣获国家技术发明二等奖(当年一等奖空缺)。
    稀土院拥有国内成熟的稀土型材加工技术和生产线。自组建以来,就开展了稀土材料加工的研究。1961年研制成功稀土棒材(铈、镧),产品开国内之先河,1973年研制出高纯金属钪丝,1980年,稀土金属能谱探测材料研制成功,已建立的稀土型材加工生产线,为军方定点提供了相关的稀土丝、片、粒、棒、箔等新材料。
    稀土院稀土硼化物材料研究开发优势明显。在稀土硼化物方面,开发出了以六硼化镧为主的系列稀土硼化物,如具有潜力的半导体材料、轻质耐火及耐磨材料二硼化钪,极端环境的高温热电材料四硼化钇,超硬材料二硼化钇等的制备。

肩负使命务实奋进

    湖南稀土金属材料研究院定位于高纯稀土金属及其型材、激光用稀土化合物、稀土硼化物、特种稀土合金的研制和生产,打造了一个军工科研和军品配套服务的稀土军工材料研发和生产基地。未来将在新材料基础研究、共性关键技术、工程化技术与示范应用方面继续努力,通过创新应用、人才平台建设、知识产权建设,践行使命、笃定前行。
    (图文/李宏)

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