北方稀土高纯稀土原材料填补产业空白向国产化冲刺

        近日，从稀土院天津分院获悉，该院对晶体级无水溴化镧、无水溴化铈的干法造粒实验取得良好实验效果。该项目将填补国内功能晶体用高纯稀土原材料产业空白，推动高性能功能晶体产业和高附加值稀土产业发展。
        而具体研发创新的点子则来自北京玻璃研究院教授张明荣的反馈意见。张明荣反馈，现有粉末状晶体级无水稀土卤化物产品不利于行业下游应用厂商使用，需要进行造粒与高规格封装处理。
        “根据市场验证与客户反馈，稀土院天津分院立即成立闪烁晶体用无水溴化镧造粒封装工艺国产化研发项目组，通过项目预定计划，引进、安装、调试了实验所需设备，并进行前期实验，证实干法制粒工艺对无水稀土卤化物的吸潮性具有明显的抑制作用。”稀土院天津分院技术人员张瑞森说，此次实验成功将进一步增强我国在稀土光功能晶体市场的话语权。

       探索

       所谓“光功能晶体”是指与光现象相关联的晶体，主要有光学晶体、非线性晶体、闪烁晶体等。随着合成大尺寸、高品质晶体技术的不断进步，光功能晶体已经广泛延伸到医疗、工业、科研、通信、电子、军事、制造业和航空航天等诸多领域。
        “光功能晶体中绝大部分都含有稀土元素，同时属于稀土功能晶体材料。”张瑞森说，工信部在稀土行业发展中，将稀土功能晶体材料划入新时期国家突破封锁、重大战略需求的稀土新材料。但我国生产稀土光功能晶体的总体技术水平与国际先进水平仍有较大差距，其中一个重要原因是对稀土高纯原料生产的关键技术掌握不够。
       据稀土院天津分院科研管理部部长李璐介绍，光功能晶体用高纯稀土原材料主要包含两大块，高纯稀土卤化物和高纯稀土氧化物。目前，晶体生长用高纯稀土卤化物依赖进口，价格昂贵。而国内生产超高纯稀土氧化物品质不稳定，产品种类不全面，缺少氧化镱、氧化镥等晶体用高品质稀土氧化物。更为关键的是，高纯无水稀土原材料对晶体成品的性能起到决定性作用，严重制约了我国功能晶体事业的发展。
       因此，开发光功能晶体用高纯稀土原材料批量化制备技术，对于打破国外垄断、促进我国高性能光功能晶体产业发展、开发高附加值新产品等具有重大意义。

       突破

       中国工程院院士干勇曾在中国包头·稀土产业论坛中介绍，我国稀土光功能晶体的年产量在7吨左右，其中闪烁晶体和激光晶体产量为5吨左右。由此可见，闪烁晶体是当今世界晶体材料领域中有重大经济效益的主流晶体之一，而其原料稀土卤化物的制备是重中之重。
       目前，我国稀土卤化物晶体产业化发展跟不上市场需求，原因之一是由于稀土卤化物易吸潮、易遭有氧物质污染，原料制备困难，无水无氧稀土卤化物的制备技术掌握厂家或单位有限。另一方面，稀土卤化物晶体生长和加工要求严格，因此较为困难。
        稀土院天津分院历经7年致力于晶体级无水稀土卤化物研发生产，率先突破了“卡脖子”技术，攻克了无水REX3的升华法生产工艺，并可批量生产满足闪烁晶体生长需求的无水REX3产品，终于打破国外垄断。
随着无水稀土卤化物原材料制备技术的突破，稀土卤化物闪烁晶体将有极大希望成为新一代高性能闪烁晶体市场的主要产品，稀土卤化物闪烁晶体依靠其本身优异的性能，未来极有可能部分甚至完全取代目前大量使用的碘化钠等传统卤化物闪烁晶体材料，届时将形成新型稀土卤化物闪烁晶体与传统晶体作为高低端产品共存的市场局面，中国乃至全球的市场需求将会快速增长。
        “我们还通过建设光功能晶体用批量化制备试验平台、改进产品成型与包装工艺、完善产品质量检测方法三个角度形成合力，打破光功能晶体用稀土高纯原材料依赖进口的现状，大幅度降低高纯稀土原材料的价格，进一步满足国内高性能功能晶体原材料供需平衡。”李璐说。目前，稀土光功能晶体及稀土原材料市场在30亿元以上，随着原材料品质的提升和价格的降低，更有益于制备出大尺寸、性能优良的晶体，拓宽功能晶体的市场应用领域，从而对原材料的需求将会稳步增长。