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钽铌产业技术新趋势分析

发布时间: 2017-08-19 14:16:49   来源: 利泰金属    浏览次数:

一、国家钽铌特种金属材料工程技术研究中心建设全面启动

2005年8月8日,国家钽铌特种金属材料工程技术研究中心揭牌仪式! 在宁夏东方有色金属集团公司隆重举行。宁夏自治区副主席张来武、科技厅厅长刘桓、石嘴山市代市长田明以及宁夏东方有色金属集团公司董事长何季麟为中心揭牌,标志着国家钽铌特种金属材料工程技术研究中心建设已全面启动。

国家钽铌特种金属材料工程技术研究中心经国家科技部批准组建,是中国钽铌铍稀有金属材料领域和宁夏自治区工业领域第1家国家级工程技术研究中心。工程中心将以宁夏东方有色金属集团公司为依托,以市场为导向,重点突破特种金属材料冶炼与加工关键技术,不断进行工程化研究开发和成果转化,搭建行业创新平台,带动全行业的科技进步和新产品的开发,全面提高我国特种金属材料行业的技术水平。

宁夏东方有色金属集团公司是集科研、生产与技术开发为一体的国家大型稀有金属企业集团,在钽、铌、铍及其合金和特种金属材料等领域有雄厚的研究开发实力,在国内同行业中处于技术领先地位。宁夏东方有色金属集团将以国家钽铌特种金属材料工程技术研究中心组建为契机。把工程中心的组建与集团的结构调整、资源优化结合起来,充分利用集团公司40年来积累的丰富的科研开发经验和初步搭建的科技创新平台,尽量整合优势资源进行工程中心的建设,在各成员单位内进行技术、研究开发机构等资源、设备、设施和条件整合,完善各种配套设施,建立合理的工程化研究环境,为研究开发和科研成果转化提供良好的环境和有力保证,努力提升整体技术创新能力,使工程中心成为钽、铌、铍特种金属材料冶炼与加工技术和配套设备开发创新的主体,成果推广应用的孵化器,新技术的转化场,推动我国特种金属材料技术进步和产业提升。

二、宁夏东方有色瞄准国际市场开拓钽铌铍应用新领域

受国家科技部委托,宁夏自治区科技厅日前组织专家,对宁夏东方有色金属集团公司所属西北稀有金属材料研究院"超导腔用铌板材生产技术开发"项目进行了现场验收。该项目是为总投资35亿美元、能级为亿万电子伏特的世界上最大的超导直线加速器工程所需的超导铌板的制造工艺技术研发实施的。超导直线加速器工程是多国合作的跨国项目,建在德国汉堡,总长33公里,工程需要消耗铌板材约500吨。工程建成后,将大大促进物理学、化学、材料学、环境和地球科学、结构生物学等许多领域的科技进步,可以解决核废料的处理问题。

专家认为,超导腔用铌板材生产技术的研发成功,开拓了我国铌材的新应用领域,填补了我国此项研究的空白,使我国的新材料制造技术快速与国际接轨。通过参与国际合作项目,使宁夏形成钽粉、钽丝、钽带材及钽制品和超导钽材等多元化的高科技产品体系,并全方位进入国际市场,稳定我国钽铌在世界上的前三强地位。

通过"超导腔用铌板材生产技术开发"项目的实施,西北稀有金属材料研究院形成了性能稳定超导铌板的制造工艺技术,在杂质元素控制、剩余电阻率控制、晶粒尺寸控制、屈服强度控制和硬度控制等方面取得创新性成果。在制造技术、产品性能方面达到国际先进水平,成为直线加速器的物质基础。

作为集科研、生产与技术开发为一体的国内最大的钽、铌产品生产基地和惟一的铍科研生产基地--宁夏东方有色金属集团有限公司,立足于自主创新,实现了创新发展。

近年来,他们经过持续的自主研发和技术攻关,开发了一批跟踪国际发展、技术领先、适应国内外市场需求的新产品,实现了钽粉、钽丝高品级化和技术的提升。其主打产品钽粉,市场应用水平已达到70000比容,研究水平达到15000比容以上,跨入国际领先行列。他们研发的新产品半导体用钽铌靶材、氢氧化亚镍、特种镁合金及加工材等,已经成为促进宁夏经济增长的新亮点。目前公司共拥有14项国家专利,3项国际专利。去年,科技部正式批准宁夏东方有色金属集团有限公司为"国家级钽铌特种金属材料工程技术研究中心",还在集团公司建立了"宁夏回族自治区国际科技合作示范基地"。

近几年来,他们加强产学研结合,注重创新团队建设,为企业发展提供了强劲的技术支撑。他们与南开大学合办"铌酸锂晶体及器件研究开发联合体"、与北京科技大学合办"均相还原法制备纳米粉末研究室"、与清华大学合办"铍材焊接工艺研究实验室",取得了实质性进展。同时利用博士后工作站,国家工程中心、企业技术中心的平台,吸引具有较强技术创新的优秀人才共同开展研究,在"铍材内应力研究"和"氘化铍和氢化铍制备技术研究"等方面取得突破性进展。

此外,他们还与俄罗斯轻合金研究院建立合作关系,引进镁合金熔炼和铸造技术及部分关键设备,通过消化和吸收,建设年产10000吨镁合金及加工材生产线。此次"超导腔用铌板材生产技术开发"项目就是与德国电子同步加速器研究所进行的良好合作,此项技术的成功验收,提升了我国金属铌的技术水平和生产能力,为我国金属铌及其加工材进入国际市场打下坚实的技术和市场基础。

三、钽铌新材料发展新趋势

稀有金属材料技术是新世纪材料科学与工程领域中最受重视的学科之一,是高新技术发展关键材料,钽铌新材料在其中扮演着重要的角色。现代高科技诸如信息技术、新能源技术、空间技术、生物技术、超导技术等发展都与稀有金属材料尤其是钽铌新材料息息相关。钽铌新材料在高科技领域有越来越广泛的发展空间,首先是钽铌电容器向高容量领域拓展;其次,硬质合金的切削工具朝着超硬、微精尖方向发展,应用市场预计将保持稳步攀升态势;再次是钽铌应用在航空航天工业上,钽铌基合金及其它特种合金上会继续平稳发展。近年来,特种铌钢需求继续增长,除发达国家外,第三世界国家也有了需求。特别超导材料将大量用于磁体材料以及高新计算技术等,并正在进一步拓展,钽铌材料的新应用还将不断被开发。依据世界高科技产业发展的进程,今后5-10 年钽铌工业仍将保持12%以上的增幅持续发展。钽铌新材料的开发具有广阔发展空间和市场前景。当前钽铌新材料应用的相关高技术产业领域包括电子、精密陶瓷和精密玻璃工业;电声光器件;硬质合金,宇航及电子能工业;生物医学工程;超导工业;特种钢等产业。

四、江西省趋势

江西稀有稀土金属钨业集团公司副总工程师孟凡成介绍,钽铌新材料在高科技领域有越来越广泛的发展空间,首先是钽铌电容器向高容量领域拓展;其次,硬质合金的切削工具朝着超硬、微精尖方向发展,应用市场预计将保持稳步攀升态势;再次是钽铌在航空航天工业上以及无法取代的钽铌基合金及其它特种合金上会继续平稳发展。近年来,特种铌钢需求继续增长,除发达国家外,第三世界国家也有了需求。

依据世界高科技产业发展的进程,今后5~10年钽铌工业仍将保持12%以上的增幅持续发展。钽铌新材料的开发具有广阔发展空间和市场前景。当前钽铌新材料应用的相关高技术产业领域包括电子、精密陶瓷和精密玻璃工业;电声光器件;硬质合金,宇航及电子能工业;生物医学工程;超导工业;特种钢等产业。

江西钽铌新材料发展方向

作为我国最重要的钽铌资源大省和开发省份,江西省将利用自身积累的技术优势和资源优势,加快钽铌新材料的研制发展步伐,利用已掌握的资源推动钽铌新材料的产业化步伐。

江西有丰富的稀有金属矿产资源,更是钽铌等高熔点稀有金属的重要资源供应地,江西省钽铌储量居全国前列,其中江西稀有稀土金属钨业集团公司所占有的钽铌金属储量占全国总储量的34%,可开采量占全国的69%。经过多年的发展,江西省长期以精矿和初级产品为主体的产业特点得到改观,在钽铌等稀有金属的深度加工和新材料开发方面得到较快发展,使得江西在钽铌新材料领域形成了一定的技术优势和较强的科研开发能力。目前江西省在高纯度钽铌氧化物、化合物的制备技术上具有国际领先水平,高纯度钽铌金属及合金的冶炼技术等领域也有长足进步,形成了诸如钽铌碳化物、复合碳化物及钽铌金属粉、丝、片等产业,为钽铌新材料发展奠定了一定的技术基础。

江西稀有稀土金属钨业集团公司副总工程师孟凡成介绍,根据自身技术条件和资源优势,江西省确定钽铌新材料产业的总体发展方向,主要是立足钽铌现有的产业基础,加大技术改造力度,加快全省钽铌采选冶炼加工业的技术进步,扩大生产规模,降低生产成本,提高钽铌金属与加工材的市场适应性,形成钽铌规模经济格局;以现有的产品体系为基础、现有技术优势为依托,关注产品应用领域,注重国际市场开拓,加强联合研究,为钽铌新材料的研究开发提供基础保证,着手开发高性能的钽铌新材料、新产品,在钽铌材料制备与加工中应用纯化、细化、强化、均质化及复合化技术的相互渗透与集成;向“精、细、薄、异、量”发展;在此基础上,江西省要着力延伸钽铌工业产业链,使钽铌工业向钽电容器、钽铌晶体、陶瓷电容器、光波导器件等高档次产品延伸。尽快形成钽铌材料高科技产业一条龙体系,实现钽铌产业链式化、钽铌新材料产品系列化。

目前江西省发展钽铌新材料技术的主要内容包括,稳定超高纯氧化钽氧化铌产品质量,进一步降低产品中杂质含量;稳定高比容CV30000~50000电容器钽粉的质量,开发CV70000~150000产品,推进超高比容钽粉的产业化;细线径电容器钽丝新材料开发,推进细径钽丝的产业化;NbTi低温超导磁体材料用高纯度金属铌粉开发及应用研究;高纯钽铌金属及其合金新材料的开发;高品级钽、铌碳化物及复合碳化物新材料的开发;光波导级LiNbO3晶体材料的开发;光声电器件的研究与开发;超细钽铌(纳米)粉末新材料开发;提高钽铌精矿品位及回收率研究;钽铌资源集约开发、综合利用、持续发展等。

五、钽铌应用及新技术、新材料的研究开发热点

1、钽铌卤化物及醇盐的研究开发

2、150000μFv/g以上超高比容钽粉研究开发

3、Φ0.065mm以下细径钽丝研究开发

4、电容器级铌粉研究开发

5、钽合金、铌合金及加工材研究开发

6、大直径钽铌酸盐晶体研究开发

7、钽铌氧化物和金属靶材的研究开发、真空级铌铁研究开发

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