中國粉體網訊 稀土元素（15個鑭系元素、釔、鈧共17個元素的總稱）因其獨特的電子層結構，使其具有優異的磁、光、電等物理和化學特性，在新能源汽車、新型顯示與照明、工業機器人、電子信息、航空航天、國防軍工、節能環保及高端裝備制造等戰略性新興產業中均發揮著重要的作用，是不可或缺的核心基礎材料。

稀土功能材料（六硼化鑭微納粉）圖源：湖南稀土金屬材料研究院

1、我國在全球稀土價值鏈中尚未擺脫“低端鎖定”的不利局面

近年來，以美國為首的西方發達國家以“舉國體制+全球陣營”的戰略手段加速重構稀土產業鏈和供應鏈，逐步擺脫對中國稀土礦產品和稀土新材料的進口依賴，試圖通過“全面脫鉤”的方式對中國稀土產業鏈和供應鏈進行戰略遏制和圍堵孤立。正因如此，我國將稀土列為國家重點管控和發展的戰略資源，并在《中國制造2025》等國家中長期發展規劃中將稀土功能材料列為關鍵戰略材料予以重點發展。

稀土是我國具有國際話語權的重要戰略資源和優勢領域。但實際上，我國僅在稀土產業鏈的上游和中游具備一定的比較優勢。

以稀土功能材料在我國的稀土消費結構來看，稀土永磁材料受益于新能源汽車和電子工業等領域的高速發展，在消費結構中的占比最高超過40%；冶金和機械、石油化工、玻璃陶瓷占比分別約為12%、9%和8%，儲氫材料和發光材料各占比約7%；催化材料、拋光材料和農業輕紡各占5%。

郭文娟等通過incoPta專利數據庫數據分析發現，在熒光粉、發光、催化、拋光領域，美國占據絕對優勢；在合金、永磁材料等領域日本處于全球領先地位；在吸氫合金、纖維激光器方面美國、日本技術相當。我國在稀土功能材料的各領域都與美日差別較大，在稀土催化材料、稀土永磁材料、稀土合金材料領域的差距相對較小，但仍有很大提升空間。

放眼全球，我國在更大的稀土價值鏈中還長期呈現“低端鎖定”的不利局面。

2、稀土功能材料研究應用現狀與發展趨勢

（1）高純稀土金屬及合金靶材

世界知名的高純稀土金屬及靶材制造企業主要是日本東曹株式會社、美國霍尼韋爾國際公司等世界500強企業。我國高純稀土金屬及靶材制造企業主要包括有研稀土新材料股份有限公司、湖南稀土金屬材料研究院等。

經過多年科技攻關，我國在高純稀土金屬及合金領域也有了一些突破性進展。湖南稀土金屬材料研究院建成一條年產2000片高純稀土金屬靶材的生產線，實現利潤3000萬元以上，其稀土金屬及合金靶材產品純度>4N，60種金屬雜質總和<10―4，產品應用于集成電路芯片等高端電子器件。北京有研稀土新材料公司自主研發了稀土金屬、靶材制備技術和生產設備，并首次實現了高性能釹鐵硼晶間擴散鋱/鏑靶材的規模化生產。

不過我國靶材企業總體規模小，技術水平低，產業布局分散，在靶材生產技術、設備、產品規模和質量方面與發達國家存在較大差距，主要表現在實驗靶材小、靶材濺射效率低、批量穩定性差、生產規模小等問題，限制了我國在稀土新材料方面的自主創新和高端應用開發。所以，未來有必要解決高純稀土金屬及合金靶材國產化問題。

（2）稀土永磁材料

燒結釹鐵硼磁體在風力發電、混合動力和電動汽車等新能源汽車、節能家電、工業機器人、高速和磁懸浮列車等高新技術行業中的廣泛發展，為稀土永磁材料行業發展提供了重要支撐以及較為可觀的行業增長潛力。

盡管我國已成為全球最大的稀土永磁材料生產國，以高豐度稀土永磁材料為代表的部分稀土永磁制備技術已處于世界領先地位，但我國的稀土永磁材料產品，目前還無法滿足高檔機器人、第五代移動通信技術（5G）、光刻機等新興產業對高端永磁體的技術需求。同時，在整個稀土永磁材料的核心知識產權、熱壓熱變形、晶粒細化等最先進的制備技術及連續化智能化裝備等領域，仍然同美國、日本等發達國家存在不小的差距。

（3）稀土發光材料

稀土是熒光粉的關鍵元素，在照明燈、顯示器、智能便攜式設備當中都有應用。在發光材料領域，以白光發光二極管（LED）用照明與顯示材料來說，三菱化學株式會社、電氣化學株式會社、日亞化學工業株式會社等日本企業在全球市場的生產量、銷售量、資產總額等方面占據絕對優勢。而我國的白光LED熒光粉國產化率也從2000年的不足5%提升至目前的約85%，但在創新驅動力與自我提升能力方面，我國企業與國外仍有一定的技術差距。

我國較有行業影響力的企業主要有有研稀土新材料股份有限公司、江蘇博睿光電有限公司、江門科恒實業股份有限公司。有研稀土聯合支持下游應用企業開發適用于全光譜和LED光源的新型高效熒光粉，設計用于高顯色性LED照明、紫/藍光激發的高端熒光粉，在國內多家LED企業獲得應用，并獲得顯著的經濟效益。中科院福建物構所鄧水全研究團隊首次揭示了熒光粉材料熱致發光藍移和熱致發光效率降低的微觀物理機制，為建立一般性的熱相關的發光理論奠定了基礎。

（4）稀土催化材料

稀土在用作催化劑或催化組分時具有獨特的化學性質，并在化石燃料催化燃燒、工業廢氣凈化、固態電池等領域發揮著重要作用。稀土元素的存在可以使催化劑性能顯著提高，但是目前存在著許多挑戰，特別是如何利用其在新的催化過程或催化劑（能量型和環境型催化劑）中的應用。

與世界同類催化劑相比，國產裂化催化劑在使用性能上已達到相同水平。但在機動車尾氣凈化催化劑、火電廠用高溫工業廢氣脫硝催化劑領域，如鈰鋯稀土儲氧材料、改性氧化鋁涂層等關鍵材料，大尺寸、超薄壁載體（>600目）規模化生產，以及系統集成關鍵技術與裝備等方面，與國外先進水平仍有一定差距。

（5）稀土儲氫材料

稀土儲氫材料在較低溫度下可吸放氫氣，是一種極具發展潛力的功能材料和綠色能源領域的戰略材料。稀土儲氫合金是目前所有儲氫材料中性能最佳，且唯一實現大規模商用化的儲氫材料，主要應用于高性能的可充電鎳氫電池。

目前，世界上95%的稀土儲氫材料由中國和日本提供，產量超過全球總量的70%。雖然我國稀土儲量豐富，為儲氫材料行業的發展提供充足的原材料市場保證，但稀土儲氫材料成本偏高、儲氫量小、吸收氫氣后電池體積高度膨脹，易粉化，也成為制約其發展的一個主要因素。

（6）稀土拋光材料

稀土拋光粉作為高效拋光劑，具有化學溶解和機械拋光作用。其中，鈰基拋光粉具有拋光效率高、粒度均勻、硬度適中、拋光質量好等優點，被稱為“拋光粉之王”。高鈰拋光粉主要用于半導體元件，中鈰拋光粉主要用于液晶顯示，低鈰拋光粉主要用于手機蓋板等材料。

目前，我國中低檔稀土拋光粉的規模和技術比較成熟，但在高端應用領域仍與國外存在一定差距，其技術瓶頸主要表現在：生產工藝落后，導致拋光粉的粒徑和晶粒形狀不同，嚴重影響拋光粉的拋光性能以及大顆粒及雜質難以消除，產業化生產的穩定性差。我國稀土拋光粉發展迅速，由于5G網絡的廣泛使用和對LCD磨料的高需求，硅片和半導體的出貨量創下新高，未來將進一步帶動稀土拋光粉市場放量。

（7）稀土電極材料

近年來，稀土電極材料由于電化學活性位點眾多、具有高穩定性、高離子電導率、電極-電解質界面間傳質反應快等特點引起了廣泛關注。

雖然稀土金屬元素或氧化物基電極可以改善電極材料性能缺陷，表現出更好的電化學性能，然而在影響電極材料的穩定性、材料合成效率方面仍存在許多問題有待解決。

（8）稀土陶瓷材料

稀土廣泛應用于氧化鋁、氧化鋯、碳化硅等結構陶瓷以及超導、磁性、敏感、壓電、介電陶瓷等功能性陶瓷。稀土陶瓷材料可以提高材料的機械、化學穩定性和熱力學性能。但國稀土陶瓷材料生產過程控制與國外存在較大差距，仍要大量依賴進口的稀土陶瓷超細粉體材料。

（9）稀土屏蔽材料

稀土元素是屏蔽中子和伽馬射線復合屏蔽材料的重要成分。雖然我國對功能性稀土屏蔽材料的研究已經有多年，但其柔韌性、力學性能和屏蔽性能之間的平衡仍然面臨挑戰。因此，未來制備可自由剪切粘貼的新型柔性中子屏蔽材料是一種趨勢。

（10）稀土抗菌材料

稀土是天然、優良的抗菌材料，可降低抗菌材料的生產成本。稀土及其配合物的抗菌機理可以解釋為抑制微生物的呼吸作用，另一方面，稀土離子可以通過RNA結合，抑制蛋白質合成來抑制細菌生長。從多元化應用場景來看，稀土協同抗菌機理有待進一步深入解釋，并且需要關注其持久抗菌能力。

結語

著眼未來，我們應更加注重全球化視角下的稀土功能材料的自主創新能力建設，包括核心技術的掌控、與國際先進技術的學習和融合，以及稀土功能產業優勢的堅守和做大做強。

參考文獻

朱明剛，等：稀土功能材料2035發展戰略研究，鋼鐵研究總院

高凌宇，等：稀土功能材料研究應用現狀與發展趨勢，湖南稀土金屬材料研究院有限責任公司

羅翔，等：全球稀土新材料的技術演進及中國稀土產業鏈延伸的方向選擇，江西理工大學

郭文娟，等：稀土功能材料關鍵核心技術識別與競爭態勢研究，中國科學院武漢文獻情報中心

(中國粉體網編輯整理/昧光)

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