近日，從稀土院天津分院獲悉，該院對晶體級無水溴化鑭、無水溴化鈰的干法造粒實驗取得良好實驗效果。該項目將填補國內(nèi)功能晶體用高純稀土原材料產(chǎn)業(yè)空白，推動高性能功能晶體產(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)新的點子則來自北京玻璃研究院教授張明榮的反饋意見。張明榮反饋，現(xiàn)有粉末狀晶體級無水稀土鹵化物產(chǎn)品不利于行業(yè)下游應(yīng)用廠商使用，需要進行造粒與高規(guī)格封裝處理。

  “根據(jù)市場驗證與客戶反饋，稀土院天津分院立即成立閃爍晶體用無水溴化鑭造粒封裝工藝國產(chǎn)化研發(fā)項目組，通過項目預(yù)定計劃，引進、安裝、調(diào)試了實驗所需設(shè)備，并進行前期實驗，證實干法制粒工藝對無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，此次實驗成功將進一步增強我國在稀土光功能晶體市場的話語權(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，同時屬于稀土功能晶體材料。”張瑞森說，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期國家突破封鎖、重大戰(zhàn)略需求的稀土新材料。但我國生產(chǎn)稀土光功能晶體的總體技術(shù)水平與國際先進水平仍有較大差距，其中一個重要原因是對稀土高純原料生產(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，晶體生長用高純稀土鹵化物依賴進口，價格昂貴。而國內(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，高純無水稀土原材料對晶體成品的性能起到?jīng)Q定性作用，嚴重制約了我國功能晶體事業(yè)的發(fā)展。

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

突破

中國工程院院士干勇曾在中國包頭·稀土產(chǎn)業(yè)論壇中介紹，我國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，閃爍晶體是當(dāng)今世界晶體材料領(lǐng)域中有重大經(jīng)濟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，我國稀土鹵化物晶體產(chǎn)業(yè)化發(fā)展跟不上市場需求，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，無水無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和加工要求嚴格，因此較為困難。

稀土院天津分院歷經(jīng)7年致力于晶體級無水稀土鹵化物研發(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)滿足閃爍晶體生長需求的無水REX3產(chǎn)品，終于打破國外壟斷。

隨著無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)品共存的市場局面，中國乃至全球的市場需求將會快速增長。

“我們還通過建設(shè)光功能晶體用批量化制備試驗平臺、改進產(chǎn)品成型與包裝工藝、完善產(chǎn)品質(zhì)量檢測方法三個角度形成合力，打破光功能晶體用稀土高純原材料依賴進口的現(xiàn)狀，大幅度降低高純稀土原材料的價格，進一步滿足國內(nèi)高性能功能晶體原材料供需平衡。”李璐說。目前，稀土光功能晶體及稀土原材料市場在30億元以上，隨著原材料品質(zhì)的提升和價格的降低，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應(yīng)用領(lǐng)域，從而對原材料的需求將會穩(wěn)步增長。