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近日，從稀土院天津分院獲悉，該院對(duì)晶體級(jí)無(wú)水溴化鑭、無(wú)水溴化鈰的干法造粒實(shí)驗(yàn)取得良好實(shí)驗(yàn)效果。該項(xiàng)目將填補(bǔ)國(guó)內(nèi)功能晶體用高純稀土原材料產(chǎn)業(yè)空白，推動(dòng)高性能功能晶體產(chǎn)業(yè)和高附加值稀土產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

而具體研發(fā)創(chuàng)新的點(diǎn)子則來(lái)自北京玻璃研究院教授張明榮的反饋意見(jiàn)。張明榮反饋，現(xiàn)有粉末狀晶體級(jí)無(wú)水稀土鹵化物產(chǎn)品不利于行業(yè)下游應(yīng)用廠商使用，需要進(jìn)行造粒與高規(guī)格封裝處理。

  “根據(jù)市場(chǎng)驗(yàn)證與客戶(hù)反饋，稀土院天津分院立即成立閃爍晶體用無(wú)水溴化鑭造粒封裝工藝國(guó)產(chǎn)化研發(fā)項(xiàng)目組，通過(guò)項(xiàng)目預(yù)定計(jì)劃，引進(jìn)、安裝、調(diào)試了實(shí)驗(yàn)所需設(shè)備，并進(jìn)行前期實(shí)驗(yàn)，證實(shí)干法制粒工藝對(duì)無(wú)水稀土鹵化物的吸潮性具有明顯的抑制作用。”稀土院天津分院技術(shù)人員張瑞森說(shuō)，此次實(shí)驗(yàn)成功將進(jìn)一步增強(qiáng)我國(guó)在稀土光功能晶體市場(chǎng)的話語(yǔ)權(quán)。

探索

所謂“光功能晶體”是指與光現(xiàn)象相關(guān)聯(lián)的晶體，主要有光學(xué)晶體、非線性晶體、閃爍晶體等。隨著合成大尺寸、高品質(zhì)晶體技術(shù)的不斷進(jìn)步，光功能晶體已經(jīng)廣泛延伸到醫(yī)療、工業(yè)、科研、通信、電子、軍事、制造業(yè)和航空航天等諸多領(lǐng)域。

 “光功能晶體中絕大部分都含有稀土元素，同時(shí)屬于稀土功能晶體材料。”張瑞森說(shuō)，工信部在稀土行業(yè)發(fā)展中，將稀土功能晶體材料劃入新時(shí)期國(guó)家突破封鎖、重大戰(zhàn)略需求的稀土新材料。但我國(guó)生產(chǎn)稀土光功能晶體的總體技術(shù)水平與國(guó)際先進(jìn)水平仍有較大差距，其中一個(gè)重要原因是對(duì)稀土高純?cè)仙a(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)掌握不夠。

據(jù)稀土院天津分院科研管理部部長(zhǎng)李璐介紹，光功能晶體用高純稀土原材料主要包含兩大塊，高純稀土鹵化物和高純稀土氧化物。目前，晶體生長(zhǎng)用高純稀土鹵化物依賴(lài)進(jìn)口，價(jià)格昂貴。而國(guó)內(nèi)生產(chǎn)超高純稀土氧化物品質(zhì)不穩(wěn)定，產(chǎn)品種類(lèi)不全面，缺少氧化鐿、氧化镥等晶體用高品質(zhì)稀土氧化物。更為關(guān)鍵的是，高純無(wú)水稀土原材料對(duì)晶體成品的性能起到?jīng)Q定性作用，嚴(yán)重制約了我國(guó)功能晶體事業(yè)的發(fā)展。

因此，開(kāi)發(fā)光功能晶體用高純稀土原材料批量化制備技術(shù)，對(duì)于打破國(guó)外壟斷、促進(jìn)我國(guó)高性能光功能晶體產(chǎn)業(yè)發(fā)展、開(kāi)發(fā)高附加值新產(chǎn)品等具有重大意義。

突破

中國(guó)工程院院士干勇曾在中國(guó)包頭·稀土產(chǎn)業(yè)論壇中介紹，我國(guó)稀土光功能晶體的年產(chǎn)量在7噸左右，其中閃爍晶體和激光晶體產(chǎn)量為5噸左右。由此可見(jiàn)，閃爍晶體是當(dāng)今世界晶體材料領(lǐng)域中有重大經(jīng)濟(jì)效益的主流晶體之一，而其原料稀土鹵化物的制備是重中之重。

目前，我國(guó)稀土鹵化物晶體產(chǎn)業(yè)化發(fā)展跟不上市場(chǎng)需求，原因之一是由于稀土鹵化物易吸潮、易遭有氧物質(zhì)污染，原料制備困難，無(wú)水無(wú)氧稀土鹵化物的制備技術(shù)掌握廠家或單位有限。另一方面，稀土鹵化物晶體生長(zhǎng)和加工要求嚴(yán)格，因此較為困難。

稀土院天津分院歷經(jīng)7年致力于晶體級(jí)無(wú)水稀土鹵化物研發(fā)生產(chǎn)，率先突破了“卡脖子”技術(shù)，攻克了無(wú)水REX3的升華法生產(chǎn)工藝，并可批量生產(chǎn)滿足閃爍晶體生長(zhǎng)需求的無(wú)水REX3產(chǎn)品，終于打破國(guó)外壟斷。

隨著無(wú)水稀土鹵化物原材料制備技術(shù)的突破，稀土鹵化物閃爍晶體將有極大希望成為新一代高性能閃爍晶體市場(chǎng)的主要產(chǎn)品，稀土鹵化物閃爍晶體依靠其本身優(yōu)異的性能，未來(lái)極有可能部分甚至完全取代目前大量使用的碘化鈉等傳統(tǒng)鹵化物閃爍晶體材料，屆時(shí)將形成新型稀土鹵化物閃爍晶體與傳統(tǒng)晶體作為高低端產(chǎn)品共存的市場(chǎng)局面，中國(guó)乃至全球的市場(chǎng)需求將會(huì)快速增長(zhǎng)。

“我們還通過(guò)建設(shè)光功能晶體用批量化制備試驗(yàn)平臺(tái)、改進(jìn)產(chǎn)品成型與包裝工藝、完善產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)方法三個(gè)角度形成合力，打破光功能晶體用稀土高純?cè)牧弦蕾?lài)進(jìn)口的現(xiàn)狀，大幅度降低高純稀土原材料的價(jià)格，進(jìn)一步滿足國(guó)內(nèi)高性能功能晶體原材料供需平衡。”李璐說(shuō)。目前，稀土光功能晶體及稀土原材料市場(chǎng)在30億元以上，隨著原材料品質(zhì)的提升和價(jià)格的降低，更有益于制備出大尺寸、性能優(yōu)良的晶體，拓寬功能晶體的市場(chǎng)應(yīng)用領(lǐng)域，從而對(duì)原材料的需求將會(huì)穩(wěn)步增長(zhǎng)。