“稀土新材料”重点专项2021年度项目申报指南(一)

为落实“十四五”期间国家科技创新有关部署安排,国家重点研发计划启动实施“稀土新材料”重点专项。根据本重点专项实施方案的部署,现发布2021 年度项目申报指南。

本重点专项总体目标是:面向新一代信息技术、航空航天、先进轨道交通、节能与新能源汽车、高端医疗器械、先进制造等领域对稀土新材料的迫切需求,发展具有我国资源特色和技术急需的新材料,加强稀土材料前沿技术基础、工程化与应用技术创新,提升材料原始创新能力和高端应用水平。

2021 年度指南部署坚持问题导向、分步实施、重点突出的原则,围绕稀土永磁材料强基及变革性技术、新型高效稀土光功能材料及应用技术、高效低成本稀土催化材料及应用技术、稀土材料绿色智能制备和高纯化技术、稀土物化功能材料及应用技术、稀土新材料及材料基因工程6 个技术方向,按照“基础前沿技术、共性关键技术、示范应用”三个层面,拟启动33 个项目,拟安排国拨经费3.47亿元。其中,拟部署11 个青年科学家项目,拟安排国拨经费3300万元,每个项目300 万元。

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1.稀土永磁材料强基及变革性技术
1.1钕铁硼基相调控及性能提升技术(共性关键技术)
研究内容:针对无人机、高端机器人等应用领域的迫切需求,围绕内禀矫顽力与剩磁去耦合的科学问题,开发超高性能钕铁硼永磁材料;开展晶粒细化对钕铁硼磁体综合性能影响研究,解决高内禀矫顽力、高剩磁磁体制备的共性关键技术问题;研究钕铁硼基相成分、跨尺度结构调控、重稀土掺杂与磁性能关联等科学问题,制备超高综合性能磁体。

考核指标:高内禀矫顽力高综合性能磁体取向度≥99%,最大磁能积≥40MGOe,内禀矫顽力(kOe)+最大磁能积(MGOe)≥80;标准永磁样品在磁化方向施加10kOe 的外加磁场后在200℃保温3h,其热减磁<3%。高剩磁烧结钕铁硼磁体剩磁≥14.6kGs,内禀矫顽力≥18kOe,满足器件小型化、高功率密度需求。申请发明专利≥5项。

1.2重稀土极致应用与钕铁硼磁体选区扩散技术(共性关键技术)
研究内容:面向新能源车用低成本、高稳定性磁体应用需求,研究重稀土元素在永磁材料中极致应用,提升重稀土资源高效利用水平,开发微结构重构及高矫顽力磁体的低成本制备技术;研究烧结态、回火态等不同工艺过程重稀土扩散的动力学问题,开发磁体的选区精准渗透及微结构控制技术,在千吨级生产线实现技术推广。

考核指标:实现新能源汽车驱动电机用磁体重稀土减量应用,千吨生产线制备磁体的剩磁≥12.8kGs,内禀矫顽力≥28kOe,镝用量<3.5wt%、铽用量<0.6wt%。低成本、高稳定性稀土永磁体内禀矫顽力温度系数|α(HcJ)|<4×10-3/℃。剩磁温度系数|α(Br)|<8 ×10-4/℃。建立稀土永磁晶界扩散质量评价技术国家标准,制定稀土永磁高温检测方法国家标准。申请发明专利≥5项。

1.3烧结钕铁硼磁体批量一致性及先进制备流程技术(示范应用)
研究内容:针对烧结钕铁硼磁体批量一致性差的技术难题,开发材料制备流程各环节的关键技术,重点突破晶界扩散过程的智能转运和靶材的数字化管理技术,实现关键制备节点的智能化,提升材料规模化生产一致性。

考核指标:批量磁体性能一致性,剩磁±100Gs(或±1%)和矫顽力±500Oe(或±2%)以内,实现晶界扩散过程产品的智能转运及晶界扩散环节的靶材智能监控和寿命预测。建成3000吨烧结钕铁硼制备高自动化及智能化示范线,智能制造成熟度达到三级以上(GB/T39117-2020《智能制造能力成熟度评估方法》)。制定国家标准≥2项。申请发明专利≥5项。

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1.4微特电机专用粘结磁体高性能化技术(示范应用)
研究内容:针对新型微特电机小型化、高速化、长寿命的发展要求,开发高性能粘结磁粉流程化制备技术;研究核心微量元素对微观组织的调控机理;研究表面处理、晶界扩散对磁体磁性能、加工性及耐热性的影响规律和机理,开发新型复合粘结剂体系;开发取向磁环关键成型技术,研究多场耦合磁粉取向与磁化规律,掌握充退磁夹具设计技术以及整体器件的一体化生产技术。

考核指标:突破高性能粘结磁粉及其关键制备技术,磁粉综合磁性能(内禀矫顽力(kOe)+最大磁能积(MGOe))≥58;突破高温度稳定性辐射取向粘结磁环关键成型技术,环形磁体最大磁能积≥20MGOe,内禀矫顽力≥12kOe,内禀矫顽力温度系数|α(HcJ)|<4.5×10-3/℃(室温至120℃);开发出高性能刚性或柔性粘结磁体、磁环、磁瓦的成套应用技术。申请发明专利≥10项。

1.5高性能永磁材料及热压流变取向新技术(共性关键技术)
研究内容:针对新能源汽车驱动电机的高耐温、高功率密度、高耐蚀、降成本等技术和市场要求,研发高性能异性热压磁体。通过成分和工艺的优化突破热压磁体的技术瓶颈,开展长片状、环形等不同形状磁体各向异性形成机理研究,解决异形热压磁体成型困难、均匀性差的难点;研发制备具有高磁能积、高耐温性、高均匀性、良好耐蚀性、高材料利用率的长片状、环形等热压磁体的制备技术及装备。

考核指标:高磁能积热压磁体的最大磁能积≥54MGOe;制备的磁环直径<6 mm,剩磁≥12.7kGs,表磁不均匀性≤5%;长度方向≥40mm 的长片状磁体,室温最大磁能积≥40MGOe,内禀矫顽力≥18kOe@(无Dy、Tb),磁体磁性能的内部偏差率优于±4%,内禀矫顽力≥7kOe@150℃。申请发明专利≥5项。

1.6多尺度功能基元构筑的高性能稀土永磁材料(基础前沿技术)
研究内容:基于不同尺度相互作用机理的差异,开展层状原子结构、纳米晶粒、微米或毫米颗粒等多尺度功能基元构筑的新型稀土永磁材料的原理和验证研究。研究基元的成分和结构对材料磁性的影响和调控作用;开发包括纳米尺度硬磁基元的取向技术和多种功能基元的三维可控构筑技术,揭示制备工艺—微结构—宏观磁性之间的关系;以磁能积超过现有材料的理论值为导向,探索基于功能基元的新概念永磁材料的新原理、新技术或新方法。

考核指标:用于微型永磁电机或者微机电系统的RE-TM-B(RE-稀土,TM-过渡金属)系列微纳尺度的永磁基元的内禀矫顽力≥12kOe。RE-TM-B/RE-Co 全致密多基元杂化磁体的最大磁能积≥35MGOe, 使用温度≥180℃。各向异性多基元(RE-Fe-N/RE-TM-B)磁粉的最大磁能积≥40MGOe,矫顽力温度系数|α(HcJ)|<5.7×10-3/℃(温度区间20~120℃)。研制新型永磁材料≥2种。申请发明专利≥10项。

“稀土新材料”重点专项2021年度项目申报指南(二):http://www.ctia.com.cn/news/74200.html

“稀土新材料”重点专项2021年度项目申报指南(三):http://www.ctia.com.cn/news/74202.html

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