Material 版 (精华区)

发信人: hallpetch (读博士的愿望就是做一个二手的科学家), 信区: Material
标  题: 稀土材料技术新进展
发信站: 哈工大紫丁香 (Thu Mar 29 09:02:21 2007), 站内

 稀土元素是元素周期表中镧系元素加上与他们性质相近的钪（Sc）和钇(Y)共17个元素的总称。因其特殊的4f电子层结构而具有非常独特的光、磁、电和催化性能，这些独特的性能使稀土材料的应用几乎达到了无孔不入的境地。稀土在我国的应用已遍及13个领域40多个行业，在国外的应用则更加广泛。稀土在现代材料工业中具有点石成金的作用。几乎每3~5年，就会发现一种新的稀土的用途。其中，每四项新技术就有一项与稀土有关。稀土材料由此被誉为工业维生素、新材料宝库。我国稀土资源的探明量和远景储量均占世界的2/3左右，而且分布集中，采矿成本底，轻、中、重稀土元素齐全，所谓中东有石油，中国有稀土就十分形象地描述了我国稀土在当今世界材料工业中的战略地位。但是，我国稀土冶炼的高速发展与稀土应用领域的持续落后，使得我国在稀土材料领域的战略地位大打折扣。 

      一、 稀土冶炼技术 我国稀土冶炼技术的研究始于60年代，工业化生产则起步于70年代。由于矿藏的丰富和矿结构的特殊，使得中国的稀土冶炼技术非常有本土特色。由于没有可比性，可以认为我国的稀土冶炼技术属世界领先水平。但是国内通常都十分重视稀土的化学纯度，而对其物理特性却重视不够，由此造成我国稀土出口的附加值不高。2000年上半年，我国出口到日本的铈化合物平均价格是336日圆/千克（CIF），而同期日本出口的铈化合物平均价格是2279日圆/千克（FOB），我国稀土加工水平与日本的差距可见一斑。不仅如此，我国作为世界上稀土最大的供应国，每年还要进口国内无法生产的稀土制品1800吨左右。可见，我国稀土冶炼技术的发展重点应在稀土化合物的物理特性上，如比重、粒度、粒度分布、晶型等，这样可大大提高产品的附加值，并对我国的稀土应用产业的升级带来契机。 

      二、稀土发光材料 自64年Y2O3:Eu被用于制造荧光粉以来，稀土发光材料得到了迅猛的发展，大多数稀土元素或多或少地被用于荧光材料的合成，稀土发光材料已成为显示、照明、光电器件等领域中的支撑材料，并不断地有新的稀土荧光粉出现。 2.1 CRT荧光粉 CRT（阴极射线）荧光粉是稀土在发光材料中最早的应用，彩电的普及和PC的蓬勃发展使这一经典的新材料高速增长，目前仍有7%的年增长率，但也面临着平板显示的挑战。彩电和彩显用荧光粉的工艺基本形成于70年代，美国RCA是这一技术的鼻祖，但日本的Nichia？Kassei等公司为这一领域持续注入了新的技术内容，使荧光屏的亮度、对比度、清晰度、日光可读性、寿命等指标有了极大的提高。日本公司几乎垄断了CRT荧光粉的技术，他们是行业技术标准和使用方法的制定者。 2.2灯用荧光粉 1974年Philips公司首先合成了稀土绿粉(Ce,Tb)MgAl11O19？蓝粉(Ba,Mg,Eu)3Al16O27和红粉Y2O3:Eu，并将它们按一定比例混合，制成了三基色荧光粉。由于稀土三基色荧光粉优异的发光特性和节能的特点使它的应用越来越广，美、韩等国均已立法来推广节能灯的使用，近年来，这一市场的增长保持在15~20%的水平。灯用荧光粉方面技术水平较高的是Nichia？GE和东京化学等公司。 2.3 等离子平板显示（PDP）用荧光粉 在众多的平板显示技术中，PDP是中大屏幕（30~50寸）的首选，也是唯一达到商品化的平板显示技术。随着产品合格率的提高，售价已在3~5万圆（40~42英寸），年销售增长达50%。目前世界上制造PDP的厂家不多，主要是日本Fujitsu？Mitsubishi？Panasonic？Pioneer？NEC？Hitachi, 美国Photonic Image？Plasmaco？Rogers, 韩国Samsung, 法国Thomson，荷兰Philips。PDP制造技术基本为日本垄断，荧光粉的配浆技术则由DuPont垄断。

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