稀土新材料
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2023年稀土新材料行业市场环境分析随着稀土资源重要性的逐渐凸显,稀土新材料行业成为国家重点发展的战略性新兴产业。
稀土新材料具有轻量、高强度、高导电性、高温稳定性、辐射稳定性和磁学性质等优异性能,广泛应用于新能源、航空、电子、汽车、建筑等领域。
本文将分析稀土新材料行业市场环境。
一、政策环境2019年,国家发展改革委印发《关于加强稀土行业规范发展的指导意见》,提出了发展科技创新、优化结构、加强环保等方面的措施,鼓励企业加强技术研发和创新能力,推进产业结构转型升级。
同时,为保证稀土资源的可持续供给,国家加强了对稀土资源的管理和保护,对合法开发和利用稀土的企业提供了优惠政策,促进行业的持续发展。
二、市场需求稀土新材料广泛应用于新能源汽车、高速列车、航空航天、电子设备等领域。
随着新能源汽车的发展,稀土磷酸铁锂电池、稀土磁铁等材料的需求量日益增大。
同时,随着家庭电器、智能手机、平板电脑等电子产品的普及,稀土材料的需求也逐步增加。
未来,稀土新材料在新能源、高端制造等领域的应用将不断扩大,市场需求持续增加。
三、市场竞争稀土新材料行业存在着一定的技术壁垒和资金门槛,市场竞争较为激烈。
目前,市场上主要的稀土新材料生产企业有中国铝业、亚太稀土、五矿稀土等公司。
这些企业在技术研发、市场开拓、产品质量等方面做出了不少努力,实现了快速发展。
四、行业发展趋势稀土新材料行业在技术创新、资源保护、产业结构调整等方面未来将呈现以下几个趋势:1.技术创新:加快稀土新材料的研发和转化,提高技术水平和创新能力。
2.资源保护:从源头上保护稀土资源,采取科学合理的开采和利用方式,保证资源可持续发展。
3.结构调整:促进稀土新材料产业向高端化和多元化方向转型升级,推进产业结构调整和发展模式升级。
综上所述,稀土新材料行业市场环境较好,市场需求持续增加,但是也存在激烈的市场竞争。
未来,随着政策支持和技术创新的不断推进,稀土新材料行业将迎来更广阔的发展空间。
稀土材料的研究及其在新材料中的应用稀土材料是指镧系元素及其化合物、合金、氧化物等材料,其在新材料领域中具有广泛的应用。
稀土材料以其独特的物理和化学性质吸引了科学家和工程师们的关注,成为了不可或缺的材料。
在地球上,稀土元素虽然丰富,但是分布较为分散,因此稀土材料的研究和开发是极具挑战性的工作。
在稀土材料的研究中,需要同时考虑元素的电子结构、晶体结构、配合物化学、氧化还原性等因素,这种多种因素综合起来的研究方法使得对于稀土材料的研究更具有深度和广度。
稀土材料在新材料的应用方面具有多重优势。
首先,稀土材料在光电器件方面有着广泛的应用。
比如说在LED技术中,不同的稀土元素能够发出不同波长的光,能够满足不同应用场景的需求。
同时,稀土元素的发光性能在太阳能电池和其他光电器件中也有着广泛的应用。
其次,在磁性材料领域中,稀土元素的优势也得到了充分的发挥。
相比于传统的磁性材料,稀土材料具有更高的磁性响应度和更高的磁阻抗。
同时,在磁储存和磁传输方面,稀土元素也有着卓越的应用优势。
此外,稀土材料在催化材料领域中也具有重要的应用。
稀土元素的催化作用在有机合成、空气净化等方面具有广泛的应用。
比如说,在汽车尾气净化领域中,三价铑和三价铱是目前最有效的催化剂之一,能够将NOx和SOx转化为相对无害的氮气和水蒸气。
稀土材料在新材料中的应用还远不止于此。
在能源材料、电子器件、生命科学等领域中,稀土材料的应用都有着重要的地位。
同时,由于稀土材料在制备和加工方面的困难性,稀土材料的价格相对较高,这也为其在应用领域中增加了挑战和考验。
总之,稀土材料的研究和应用是一项具有广泛意义的工作。
稀土材料在新材料领域中具有多重优势,其应用前景与发展前景也十分广阔。
相信稀土材料的研究和应用一定会在未来的材料科学和工业发展中功不可没。
被称为新材料之母稀土为什么这么牛稀土是指17种元素的总称,分别是氧化镧、氧化铈、氧化镧、氧化钕、氧化钐、氧化铕、氧化铕、氧化钆、氧化铽、氧化镝、氧化钷、氧化铈、氧化铁、氧化铅、氧化锑、氧化铯、氧化钪。
它们在地壳中的含量极为稀少,因此被称为稀土。
稀土具有许多独特的物化性质,使其在许多领域得到广泛的应用,被誉为新材料之母。
下面我们从几个方面来简要介绍稀土为什么这么牛。
一、金属冶炼领域稀土在金属冶炼中有着重要的应用价值。
由于稀土的化学特性与传统金属元素有很大区别,可以通过控制稀土含量来改变金属的性能。
比如在钢铁冶炼中,添加适量的稀土可以显著提高钢的承载能力和塑性韧性,延长使用寿命;在铝合金中添加稀土可以提高其耐腐蚀性和强度;在镁合金中添加稀土可以提高其可锻性和耐腐蚀性等。
稀土的应用使得传统金属的性能得到了极大的提升,进一步拓宽了金属材料的应用范围。
二、电子信息领域稀土在电子信息领域的应用非常广泛。
最常见的就是在荧光材料和发光二极管中的应用。
稀土元素具有丰富的能级结构,可以通过能级跃迁产生丰富的发光色彩,使其在显示屏、照明、电子标签等产品中得到广泛应用。
稀土还可以用作半导体材料的掺杂元素,可以改变材料的导电性能,提高材料的性能。
三、能源领域稀土在能源领域也有着重要的应用价值。
比如在电池材料中,稀土元素常常被用作添加剂,可以提高电池的容量、电压和循环性能。
稀土元素还可以用于太阳能电池材料的研究,提高太阳能的转化效率。
稀土在石油加工、催化剂等方面的应用也日益受到关注。
四、环境保护领域稀土在环境保护领域有着重要作用。
稀土元素可以用于垃圾焚烧烟气的净化和废水处理。
稀土元素在垃圾焚烧过程中添加,可以有效减少有害物质的排放。
在废水处理中,稀土元素可以与废水中的污染物发生化学反应,将其转化为无害的物质。
稀土还可以用于土壤修复和环境监测等方面,为环境保护工作提供了重要的支持。
稀土之所以被称为新材料之母,主要是因为其具有丰富的物化性质,在许多领域有着广泛的应用。
被称为新材料之母稀土为什么这么牛稀土是指人类认识的17种具有相似化学性质的元素。
虽然稀土在地壳中的丰度并不稀少,但是由于其分散性大、成矿条件特殊以及提炼技术复杂等原因,稀土被称为新材料之母,其重要性不言而喻。
稀土具有丰富的物理化学性质。
稀土元素的磁性、光学性质以及放射性性质都具有独特的特点。
稀土元素的自发辐射是稀土研究的重要基础,也是稀土在实际应用中具有广泛用途的原因之一。
稀土元素能够发出可见光和近红外光,这就为制备稀土发光材料提供了条件。
稀土在材料科学领域具有广泛的应用。
稀土元素的特殊性质使其能够被用于制备高性能的材料,如稀土永磁材料、稀土发光材料、稀土催化剂等。
稀土永磁材料以其优异的磁性能而被广泛应用于电子、电气、冶金等行业,成为当今世界最先进的永磁材料之一。
稀土发光材料则被广泛用于LED照明、显示器件等领域,成为高效能、环保的光源。
稀土催化剂则被应用于石油加工、汽车尾气净化等环境保护领域,发挥着重要作用。
稀土对社会经济发展具有重要的战略意义。
在新能源、新材料等领域,稀土元素是一种不可或缺的原材料。
稀土在现代科技和军事领域有着广泛的应用,影响着国家的综合实力和经济发展。
稀土还是一种具有战略资源特征的矿产,其供应与需求关系也是国际经济和外交斗争的重要问题。
尽管稀土在科技和经济领域的重要性不言而喻,但是由于其分散性大、提炼技术复杂以及成本较高等原因,世界范围内稀土资源的开发利用一直备受关注。
截至目前,中国拥有全球最丰富的稀土资源,并且在稀土的开采、生产和应用等方面具有卓越的优势。
为了确保稀土资源的可持续利用和自主掌握,中国也加强了稀土产业的管理和保护,并且在国家层面实行了严格的出口管理政策。
稀土作为新材料之母,具有丰富的物理化学性质和广泛的应用前景,在科技创新、经济发展和国家安全等方面具有重要的战略意义。
稀土的研究和开发利用将会推动人类社会的科技进步和经济繁荣。
烧结钕铁硼稀土永磁新材料
烧结钕铁硼(NdFeB)稀土永磁新材料是一种具有高磁能积和良好磁性能的材料,由稀土元素钕(Nd)、铁(Fe)和硼(B)组成。
这种材料由于其优异的磁性能而在现代工业和科技领域中得到广泛应用。
首先,让我们从化学组成角度来看。
烧结钕铁硼稀土永磁新材料主要由钕、铁和硼组成。
其中,钕是一种稀土元素,具有较强的磁性;铁是一种常见的金属元素,而硼则是一种非金属元素,它们的结合使得该材料具有良好的磁性能。
其次,从物理性能来看,烧结钕铁硼稀土永磁新材料具有高磁能积、较高的矫顽力和良好的抗腐蚀性能。
这使得它在电机、传感器、磁性分选、声学器件等领域有着广泛的应用。
再者,从制备工艺来看,烧结钕铁硼稀土永磁新材料通常采用粉末冶金工艺,通过混合、压制和烧结等步骤制备而成。
这种工艺能够确保材料具有均匀的化学成分和微观结构,从而保证了材料的稳定性和可靠性。
此外,烧结钕铁硼稀土永磁新材料还具有一定的应用前景和发
展潜力。
随着新能源汽车、风力发电和电子产品等行业的快速发展,对高性能永磁材料的需求不断增加,烧结钕铁硼稀土永磁新材料有
望在这些领域发挥重要作用。
综上所述,烧结钕铁硼稀土永磁新材料具有重要的科学意义和
广阔的应用前景,它在现代工业和科技领域中发挥着重要作用,对
于推动相关领域的发展具有重要意义。
稀土新材料产业发展的背景需求及战略意义一、中国稀土资源概述稀土(RE)一共包括17种元素,其中镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕被称为“轻稀土”元素,钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥以及钪和钇被称为“重稀土”元素。
中国稀土矿产资源种类齐全,不仅有大量岩矿型轻稀土矿(集中于北方,如内蒙古白云鄂博矿),也有丰富的离子型重稀土矿(集中于南方,如南方七省稀土矿)。
2020年,全球稀土储量和产量分别为1.2亿吨和24万吨,其中中国占比38%和58%,在稀土资源供应方面占据话语权。
值得注意的是,近年来巴西、加拿大、俄罗斯、越南、印度、缅甸以及格陵兰等国家和地区陆续发现大量稀土资源并加以开发,可能导致未来世界稀土资源格局发生变化。
除了资源优势外,中国也具有完整的稀土工业体系,涵盖从上游的选矿,中游的冶炼分离、氧化物和稀土金属生产,到下游的稀土新材料以及应用的全部产业链,是全球稀土市场上最重要的生产者和消费者。
2020年,中国稀土及其制品出口量为7.82万吨,出口金额为21.67亿美元(主要出口日本和美国),其中稀土金属和合金产品在全球市场份额达80%以上。
如表1所示,近年来随着下游应用对各类稀土材料需求的不断增长,中国稀土的开采指标和产量也在不断增加。
表1 中国2016—2020年稀土矿开采指标二、稀土新材料及相关产业由于稀土元素的4f层电子被完全填满的外层(5s和5p)电子所屏蔽,导致4f层电子运动方式不同于其他元素,从而使稀土元素具有特殊的光、电、磁、催化等性能。
作为“工业维生素”,稀土不仅在冶金、石油化工、玻璃陶瓷等传统领域应用广泛,更在永磁材料、抛光材料、储氢材料、催化材料等领域占据核心或重要地位。
此外,稀土元素4f层电子还可与其他元素外层电子相互作用,形成性能优异的稀土新材料。
目前,如图1所示的各类稀土新材料已在高档数控机床、机器人、航空航天装备、海洋工程装备及高技术船舶、节能与新能源汽车等《中国制造2025》涉及的重点高科技领域中起到关键作用。
稀土新材料研发岗位明细岗位背景稀土新材料是一类具有特殊性质和广泛应用前景的材料,广泛应用于电子、光电、汽车、航空航天等领域。
随着科技的不断进步和产业的发展,对稀土新材料的需求也越来越大。
稀土新材料研发岗位的主要职责是通过开展实验研究、分析测试等工作,为稀土新材料的研发和应用提供支持。
岗位职责1.参与稀土新材料的研发项目,根据项目需求制定实验方案并组织实施;2.设计和搭建实验装置,进行稀土新材料的合成、制备和表征等实验工作;3.进行稀土新材料的物理、化学性质测试和分析,包括晶体结构、磁性、光学性质等;4.开展稀土新材料的性能测试和评估,包括电子传输性能、热稳定性等;5.分析实验结果,解读数据,撰写实验报告并进行技术交流;6.跟踪国内外相关领域的最新研究进展,进行科技文献检索和综述撰写;7.参与稀土新材料的应用开发,为产品的改进和优化提供技术支持;8.协助团队完成其他相关科研工作。
岗位要求1.硕士及以上学历,材料科学、化学、物理等相关专业背景;2.具备扎实的科学基础知识,熟悉稀土新材料的性质和应用;3.熟练掌握稀土新材料的制备、分离、表征等实验技术;4.熟悉常用的材料测试和分析方法,具备较强的数据分析能力;5.具备较好的科研能力和创新意识,有较强的问题解决能力;6.具备良好的团队合作精神和沟通能力,能够承受一定的工作压力;7.具备一定的英文读写能力,能够阅读和撰写相关科技文献;8.具备良好的学习能力和自我驱动能力,能够持续学习和跟进最新技术。
发展前景稀土新材料是未来科技发展的重要方向之一,具有广阔的应用前景。
稀土新材料研发岗位是一个有挑战性和发展空间的职业,具备较好的发展前景。
通过不断积累实践经验和科研成果,岗位人员可以逐步晋升为研发项目负责人、技术专家、团队经理等职位。
同时,稀土新材料研发岗位也为进一步深入研究和攻关提供了机会,可以从事更加前沿和创新的科研工作。
总结稀土新材料研发岗位是一个充满挑战和机遇的职业,需要岗位人员具备扎实的科学基础知识、熟练的实验技术和较强的问题解决能力。
稀土功能新材料稀土功能新材料是指利用稀土元素的特殊物理、化学性质,将其加入到材料中,使得材料具有更优异的性能和更广泛的应用领域。
稀土功能新材料被广泛应用于电子、信息、能源、环保等领域,成为现代高科技产业发展的重要支撑。
一、稀土功能新材料的种类及应用1. 稀土储氢材料稀土储氢材料是指将稀土元素加入到金属或合金中,使其具有较高的储氢能力。
该类材料被广泛应用于氢能源领域,如燃料电池、氢化物存储等。
2. 稀土磁性材料稀土磁性材料是指将稀土元素加入到铁、钴等磁性金属中,使其具有更强的磁性和更好的耐腐蚀性。
该类材料被广泛应用于电子设备、计算机硬盘等领域。
3. 稀土光学玻璃稀土光学玻璃是指将稀土元素加入到玻璃中,使其具有更好的光学性能。
该类材料被广泛应用于激光器、光纤通信等领域。
4. 稀土催化剂稀土催化剂是指将稀土元素加入到催化剂中,使其具有更高的催化活性和更好的选择性。
该类材料被广泛应用于石油化工、环保等领域。
5. 稀土发光材料稀土发光材料是指将稀土元素加入到荧光粉中,使其具有更强的发光性能。
该类材料被广泛应用于LED灯、显示器等领域。
二、稀土功能新材料的优点1. 具有较高的物理性能稀土元素具有特殊的物理性质,如磁性、导电性、导热性等,将其加入到材料中可以增强材料的物理性能。
2. 具有较好的化学稳定性稀土元素具有较好的化学稳定性,可以提高材料的耐腐蚀性和耐热性。
3. 具有较高的生物相容性部分稀土元素具有较好的生物相容性,可以应用于医疗领域。
4. 具有较好的环保性稀土元素资源稀缺,加入到材料中可以减少对其他资源的依赖,同时也可以减少对环境的污染。
三、稀土功能新材料的制备方法1. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种常用的稀土功能新材料制备方法。
该方法通过溶解稀土盐酸盐或硝酸盐等化合物,形成溶液,在一定条件下使其凝胶化,然后进行干燥和煅烧等工艺步骤,最终得到稀土功能新材料。
2. 水热法水热法是一种利用高温高压水介质合成稀土功能新材料的方法。
2023年稀土新材料行业市场营销策略稀土新材料是具有特殊功能和广泛应用前景的关键材料之一,其市场潜力巨大。
为了有效推广和销售稀土新材料,需要制定适合的市场营销策略。
以下是一些可能的市场营销策略:1. 竞争分析:首先,需要对目标市场进行全面的竞争分析,了解竞争对手的产品特点、市场占有率、定价策略等方面,并根据这些分析结果制定相应的营销策略。
2. 产品定位:稀土新材料是一种高科技产品,因此应将其定位为高端产品,强调其先进性、独特性和高附加值。
可以通过展示其在不同领域的广泛应用,突出其技术优势和创新性。
3. 渠道拓展:稀土新材料的销售渠道主要包括经销商、代理商和直接销售。
可以与行业大型经销商和代理商合作,通过他们的销售网络将产品推广到更广泛的市场。
同时,也可以通过互联网等方式建立自己的销售渠道,直接与客户进行交流和销售。
4. 建立品牌意识:建立品牌意识是长期发展的关键,可以通过广告、宣传、公关活动等方式提高品牌知名度和形象。
例如,可以赞助重要行业活动和学术会议,组织技术讲座和培训班,提升品牌影响力和专业形象。
5. 提供技术支持和售后服务:稀土新材料是一种复杂的产品,客户在使用过程中可能会面临技术问题和困惑。
因此,提供全面的技术支持和售后服务非常重要。
可以组建专业的技术团队,随时解答客户的疑问,并及时处理售后问题,以提高客户满意度和忠诚度。
6. 深入挖掘细分市场:稀土新材料在不同领域具有广泛的应用,如电子、汽车、光学等。
可以通过深入挖掘各个领域的细分市场,了解客户的需求和痛点,并根据不同领域的特点制定相应的市场营销策略。
7. 不断创新:稀土新材料行业竞争激烈,技术更新速度快。
为了保持竞争力,需要不断进行技术研发和产品创新,推出更加先进和具有竞争力的产品。
此外,还可以与科研机构、大学等合作,进行联合研发,提高技术水平和产品质量。
综上所述,稀土新材料行业市场营销策略需要综合考虑产品特性、竞争环境和客户需求等因素,通过合理的产品定位、渠道拓展、品牌建设和技术支持等手段,提高产品的市场竞争力,达到市场营销的目标。
被称为新材料之母稀土为什么这么牛稀土是指地壳中的17种化学元素,包括镧系和钇系元素。
稀土被称为新材料之母,原因有以下几点:1. 稀土具有丰富的资源。
我国拥有世界上最丰富的稀土资源,占全球总储量的70%以上。
稀土资源的丰富使得我国能够在稀土开发和利用方面具有较大的优势。
2. 稀土具有广泛的应用价值。
稀土具有很高的化学活性和物理特性,可以应用于多个领域。
稀土在冶金、航空、电子、化工、医药等方面都有重要的应用。
稀土在新能源、环保、高新技术等领域的应用前景广阔。
3. 稀土具有独特的磁性特性。
稀土元素在磁性材料中具有很重要的地位,能够制备出高性能的永磁材料和磁性存储材料。
永磁材料广泛应用于电机、发电机、磁盘存储器等设备,具有重要的经济和战略意义。
4. 稀土具有优异的光电性能。
稀土能够发射出丰富的荧光,并且具有较长的荧光寿命,因此被广泛用于照明、显示和信息存储等方面。
稀土还能够发射激光,被应用于制备激光器和光纤通信。
5. 稀土具有良好的催化性能。
稀土常常被应用于催化剂的制备中,能够提高催化剂的活性和选择性,促进反应的进行。
稀土催化剂在炼油、化工、环保、能源等领域具有广泛的应用。
6. 稀土具有重要的生物学特性。
稀土元素在生物学研究和医学诊断中具有重要的地位。
稀土配合物在生物荧光探针、荧光显微镜和医学影像中有着广泛的应用。
稀土具有丰富的资源和广泛的应用价值,具有独特的磁性、光电、催化和生物学特性,被称为新材料之母。
稀土产业的发展对于我国的经济和科技进步具有重要的意义。
稀土的开发与利用也需要考虑环境保护和可持续发展的问题,遵循科学开发的原则,实现经济效益和环境友好的双赢目标。
稀土新材料介绍了稀土新材料在电动汽车、燃料电车等领域的应用及其对低碳技术的贡献。
0 引言全球气候变暖所引起的日益恶劣的气候变化在近年来已成为不争的事实,人类已清楚地认识到自己对大气的破坏所带来的严重后果,大气中二氧化碳浓度升高带来的全球气候变化所造成的后果已逐年加重。
在此背景下,“低碳经济”、“低碳技术”、“低碳发展”、“低碳生活方式”等一系列新概念应运而生。
在电动汽车、燃料电车等多个重大低碳技术应用领域所必需的稀土新材料的发展变得迫切需要。
论述了稀土新材料在电动汽车、燃料电车等领域的应用及其对低碳技术的贡献。
1 低碳技术与低碳经济低碳技术是指涉及电力、交通、建筑、冶金、化工、石化等部门在可再生能源及新能源、煤的清洁高效利用、油气资源和煤层气的勘探开发、二氧化碳捕获与埋存等领域开发的有效控制温室气体排放的新技术。
“低碳经济”是以低能耗低污染为基础的经济。
在全球气候恶化的背景下,“低碳经济”、“低碳技术”日益受到世界各国的重视。
2 稀土概述我国是稀土资源最丰富的国家,稀土矿物种类齐全,稀土储量和产量均居世界首位。
开发推广稀土应用不但有利于充分利用我国丰富的稀土资源、推动稀土产业的发展,而且有利于培育出具有中国特色的优势新产业。
稀土的结构特性决定了其是低碳技术发展所必需的重要新材料。
由于稀土所在的镧系元素具有不满的f 亚层,决定了它蕴含着许多特殊性质,这是其它元素不可替代的。
稀土是磁、光、电等功能材料的最佳载体,稀土的特殊性能也决定了它是低碳技术发展的重要动力。
3 稀土新材料的发展及其对低碳技术的推动作用目前,稀土在冶金、高温超导材料、航空工业、轻工、纺织和建材工业、医疗等领域中都已得到普遍的应用,稀土的特殊性能使其成为国民经济发展所必需的重要新材料,稀土新材料对低碳技术的发展及对低碳经济的巨大贡献已成为不争的事实,如稀土催化剂、镧铈混合稀土金属-储氢合金-镍氢电池、氢燃料电池-动力车、电动工具、通讯工具等都存在稀土新材料的开发应用。
3.1 稀土新材料对汽车尾气净化作用3.1.1 稀土汽车尾气净化催化剂的出现是低碳技术发展的必然要求汽车作为现代文明的标志,极大促进了人类社会的进步与发展,但同时也给人类带来了许多严重的问题,如噪音、有害废气排放以及大量固态废弃物堆积等。
随着汽车的普及和人们对汽车尾气污染危害认识的加深,要求控制汽车尾气污染的呼声越来越高。
汽车尾气净化催化剂是控制汽车尾气排放、减少污染的最直接有效手段。
汽车尾气净化催化剂有多种,早期使用的是普通金属Cu、Cr、Ni 催化剂,这种催化剂的催化活性差,起燃温度高,易中毒,后来采用贵金属Pt、Pd、Rh 等作催化剂,这样提高了催化剂的催化活性和净化效果,但贵金属普遍存在价格昂贵的现象,有时净化催化装置达整车造价的十分之一,汽车成本增加太多,因此很难广泛推广,而且为防止贵金属催化剂铅中毒,汽车需使用无铅汽油。
而含稀土的汽车尾气净化催化剂其特点是价格低、热稳定性好、催化活性高、使用寿命长,特别是这种催化剂具有抗铅中毒的特征,因此,越来越受到人们的重视,在汽车尾气净化领域备受青睐。
3.1.2 稀土汽车尾气净化剂的作用原理汽车尾气中的有害成分主要有CO、HC、NO x。
稀土汽车尾气净化催化剂所用的稀土主要是以氧化铈、氧化镨和氧化镧的混合物为主,稀土汽车尾气净化催化剂由稀土与钴、锰、铅的复合氧化物组成,是一类三元催化剂,具有钙钛矿、尖晶石型结构,氧化还原活性较高,其中氧化铈是关键成分。
由于氧化铈的氧化还原特性,能有效地控制排放尾气的组分。
净化汽车尾气的催化剂在汽车排气管内,借助于排气温度和空气中氧的浓度,对尾气中的CO、HC 和NO x同时起氧化还原作用,使其转化成无害物质CO2、H2O、N2。
大量试验表明,稀土材料可以有效抑制γ- Al2O3高温烧结,提高催化剂的耐热性能、抗中毒性能、持久性能和贵金属的分散性能,并改变催化剂的储氧能力等。
3.1.3 我国稀土汽车尾气净化剂的发展目前三效催化剂是汽车尾气净化的最有效手段,我国正大力开发这个市场,来减小我国与国外在这方面的差距。
北京理工大学爆炸与安全科学国家重点实验室用共沉淀技术制备出的Ce x Zr1- x O2 固溶体,将其用于Pd基三效催化剂的制备,HC,CO,NO 不仅具有最高的转化率,而且具有最低的起燃温度。
天津化工研究设计院开发的具有自主知识产权的三效基催化剂GYM制备技术、三效催化剂用稀土储氧材料技术完成中试和产业化建设,汽车、摩托车尾气净化催化剂制备以及稀土储氧材料的发明等三项成果已申报中国发明专利。
汕头大学化学系制备了低Pt、Rh 担载的稀土基催化剂体系,研究了贵金属担载量、催化剂高温老化和SO2 对催化活性的影响,结果表明该稀土催化剂在一定条件下,能满足汽车实际工况的要求。
江苏无锡的威孚力达催化净化器有限责任公司自主研发的国Ⅲ排放标准汽车尾气纳米稀土催化剂,已成功在奇瑞、沈阳金杯、海马、北汽福田等车型上通过了国Ⅲ匹配试验,综合性能在国内处于领先地位。
李岩峰等指出在Ce- Zr- O体系中添加少量其它金属元素可获得热稳定性高、比表面积大的固溶体。
稀土汽车尾气净化催化剂是低碳技术应用的典范,可以预测,稀土作为汽车尾气净化催化剂材料,在未来将会有很大的发展前景。
3.2 稀土新材料对汽车绿色环保的贡献3.2.1 稀土镁合金有利于汽车节能降耗低碳技术强调的是降低能耗、减少污染以改善人类赖以生存的环境。
对大气造成极大污染的汽车,其节能性和环保性最有效的办法就是汽车轻量化。
研究表明,一辆汽车的质量如能减轻10%,则其燃油消耗可降低3%~4%。
镁是最轻的金属结构材料,稀土镁合金除具有传统镁合金质轻、减振降噪、抗电磁辐射、回收无污染等特点外,还具有耐热耐蚀、高强高韧、阻燃耐磨、易成型加工、抗高温蠕变等综合性能,是目前国际上最先进的新型结构材料,也是汽车结构轻量化,提高节能性和环保性的首选材料。
因此,稀土镁合金已成为汽车材料未来的主要发展方向之一。
3.2.2 稀土镁合金在汽车中的应用稀土镁合金在汽车中使用的种类很多。
ZE 合金中加入稀土元素可大大改善合金的铸造性能和焊接性能。
研究人员通过对ZE 合金进行优化,发现降低Zn 含量可以同时提高蠕变强度和腐蚀抗力,这种合金在汽车上应用于变速器、阀壳、油底壳等零件。
在Mg- Al 合金中加入RE元素比Si更能提高其蠕变抗力,特别对低铝含量合金更是如此,经优化设计而成的AE42合金已完成用于汽车零件的试验,并且已有变速器等实际应用。
Mg- RE 合金由于价格比较昂贵,目前在飞机和赛车气缸上得到应用,但在汽车上的应用受到限制。
MRI系抗蠕变镁合金是一种MG- Al- Ca- RE 系合金,用于变速箱及离合器壳体,并且有望成为制造变速箱壳体、油底盘、进气歧管等汽车动力零部件的优良材料。
据报道,每辆prius混合动力汽车就要用16kg 稀土。
3.2.3 我国稀土镁合金在汽车中应用发展现状我国稀土镁合金产业起步较晚,但发展较快。
最新报道,中科院长春应用化学所为牵头的“高性能稀土镁合金重大专项”课题取得了较大进展,利用我国在稀土和镁资源方面的优势,经过多年的努力,解决了稀土元素难加入和加入后合金成分不均匀的难题,突破了合金成分优化设计、稀土镁合金强化相、弥散相、熔炼技术和压铸、成品率控制等关键技术,研发出有自主知识产权和国际竞争力的新型稀土镁压铸合金(AZ91X)、高温高强稀土镁合金(MgGdY 系列)、高强高韧稀土镁合金(MB26)等3 种高强、耐热、抗蠕变新型稀土镁合金材料,解决了稀土镁合金在汽车零部件制品上熔炼工艺、压铸工艺、合金流动性不好、充型困难等关键技术,研制了多种稀土镁合金汽车零部件,且初步在汽车上得到应用。
稀土镁合金是汽车轻量化最有效的新型重要材料,在汽车上的应用具有广阔的开发应用前景,但我国在这方面的发展与国外差距较大。
为此,需加快我国稀土镁合金的研发和产业化,为我国稀土资源优势转化为技术、经济和竞争优势的重大战略目标作出贡献。
3.3 稀土新材料在电动车上的应用3.3.1 电动车是汽车发展的重要方向之一发展电动车的目的是节油、减排,电动车是改变汽车能源消耗,少用或者不用汽油,减少或者不排尾气,真正做到节油、减排。
目前电动车有燃料电车电动车、纯电动车,混合动力车三种形式,前两种只有电动机一种动力,第三种采用的是油气混合动力。
3.3.2 我国稀土在电动车中的应用及前景钕铁硼永磁是稀土磁性材料的主力军,稀土永磁材料是支撑现代电子产业发展的基础材料,汽车从以燃油为动力改为电力为动力,必须大量用到稀土永磁材料。
稀土磁制冷材料将应用在汽车空调系统中。
稀土巨磁电阻材料用于制造巨磁电阻磁场传感器。
稀土催化材料在燃料电池中的应用已成为各国研究开发的热点,燃料电池已开始在汽车、移动电话等中使用,未来的发展中燃料电池将有更庞大的市场。
稀土储氢合金是21 世纪绿色能源领域中的战略性材料,广泛用于信息通讯、电动汽车、家电等领域,市场前景十分广阔,电动汽车所需的稀土储氢合金是稀土最大的高新技术产业之一。
另外,石油的替代能源中,生物柴油与乙醇是一种很有发展前途的新材料,其制备过程中就用到含铑和铈的催化剂。
总之,稀土将在石油的替代能源中起着重要的作用。
目前我国电动车的发展与国外差距较大。
我们要利用我国稀土资源优势,响应2009 年11 月3 号温总理在人民大会堂给北京市的科技界做的报告中提到的我国电动车要跨越式发展,为我国的低碳技术和低碳经济做出应有的贡献。
3.4 稀土新材料对工业废气及室内污染治理的作用稀土催化净化催化剂还用于工业废气及室内污染治理。
以CeO2为主的稀土氧化物已用于工业废气中脱硫与脱氮。
对于挥发性有机化合物废气,用催化氧化法来净化,加入稀土可提高催化剂的热稳定性与活性。
天燃气的稀土催化燃烧,不仅可大大提高其燃烧效率,还能大幅度降低废气中CO与NO x的浓度。
4 结语总的说来,发展低碳经济就能够减少二氧化碳排放量,延缓气候变暖,这样能够保护我们人类共同的家园。
降耗减排、新能源产业必将是未来各国产业发展的主要方向和新的利润增长点。
稀土是21 世纪的“战略元素”,稀土新材料的发展,必然促进低碳技术的进步,使我国大踏步向低碳经济迈进。