“稀土新材料”重點(diǎn)專項(xiàng)2021年度項(xiàng)目申報(bào)指南，除了圍繞稀土永磁材料強(qiáng)基及變革性技術(shù)、新型高效稀土光功能材料及應(yīng)用技術(shù)、高效低成本稀土催化材料及應(yīng)用技術(shù)和稀土材料綠色智能製備和高純化技術(shù)等方向啓動(dòng)項(xiàng)目外，還圍繞稀土新材料及材料基因工程等新技術(shù)應(yīng)用方向啓動(dòng)項(xiàng)目。
1.稀土物化功能材料及應(yīng)用技術(shù)
1.1高能量密度新型稀土儲(chǔ)氫材料及應(yīng)用技術(shù)（共性關(guān)鍵技術(shù)）
研究?jī)?nèi)容：針對(duì)氫能及儲(chǔ)能領(lǐng)域産業(yè)技術(shù)需求，發(fā)展兼具高有效儲(chǔ)氫容量和優(yōu)良平臺(tái)特性的新型稀土儲(chǔ)氫材料，研究材料成分和結(jié)構(gòu)對(duì)儲(chǔ)氫動(dòng)力學(xué)及熱力學(xué)性能的影響機(jī)制，研究材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、粉化和雜質(zhì)氣體等對(duì)循環(huán)壽命的影響規(guī)律；開發(fā)成分和相結(jié)構(gòu)可控的低成本批量製備技術(shù)，研製基于新型稀土儲(chǔ)氫材料的高能量密度、快動(dòng)態(tài)響應(yīng)固態(tài)儲(chǔ)氫裝置。
考核指標(biāo)：新型稀土儲(chǔ)氫材料的有效儲(chǔ)氫容量≥1.7wt%，室溫放氫平臺(tái)壓力≥0.3MPa，2000次吸放氫循環(huán)後容量保持率≥80%；高密度固態(tài)儲(chǔ)氫裝置的重量?jī)?chǔ)氫密度≥1.4wt%，體積儲(chǔ)氫密度≥55kg/m3。制定儲(chǔ)氫動(dòng)力學(xué)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。申請(qǐng)發(fā)明專利≥10項(xiàng)。
1.2高端顯示玻璃基板用稀土拋光材料及其應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)（共性關(guān)鍵技術(shù)）
研究?jī)?nèi)容：針對(duì)新型顯示用高世代大尺寸顯示玻璃基板用稀土拋光材料完全依賴進(jìn)口的現(xiàn)狀，研發(fā)高分散、超細(xì)、類球形稀土拋光粉的可控制備技術(shù)；開展粉體高懸浮穩(wěn)定、易清洗拋光漿料配方設(shè)計(jì)等研究；開發(fā)高世代大尺寸顯示玻璃基板的精密拋光工藝，建立性能檢測(cè)與評(píng)價(jià)方法規(guī)範(fàn)。
考核指標(biāo)：拋光粉體呈納米類球形顆粒，晶粒大小在45±5nm，體粒徑Dmax<5.5μm，大顆粒（≥5μm）數(shù)量占比＜300ppm，粒度分布（D90-D10）/（2D50）＜1；拋光漿料拋光速率≥500nm/min，波紋度Wa＜2×10-2μm，粗糙度Ra＜1×10-2μm。申請(qǐng)發(fā)明專利≥5 項(xiàng)。
1.3高品質(zhì)速凝鑄片及智能流程技術(shù)（示範(fàn)?wèi)?yīng)用）
研究?jī)?nèi)容：針對(duì)各種稀土功能合金對(duì)高品質(zhì)速凝合金鑄片需求，研究微晶合金的噴射速凝技術(shù)以及晶粒生長(zhǎng)控制技術(shù)，探索樹枝晶間隔均勻速凝結(jié)構(gòu)的製備技術(shù)，研發(fā)速凝新設(shè)備，開發(fā)速凝製備工藝流程智能化控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)澆鑄自動(dòng)化及溫控、抽樣、檢測(cè)和篩分等過程的智能控制，開發(fā)低氧含量、低缺陷速凝鑄片。
考核指標(biāo)：速凝片樹枝晶間隔爲(wèi)2~3μm，晶粒結(jié)構(gòu)接近磁體單疇顆粒尺寸（0.9μm），富稀土相分布均勻，無粗大樹枝晶。速凝微晶合金粉尺寸爲(wèi)0.8~2μm，通過智能化流程控制，提高合格産品收率3%，技術(shù)成果在年産千噸生産綫示範(fàn)?wèi)?yīng)用。申請(qǐng)發(fā)明專利≥5 項(xiàng)。
2. 稀土新材料及材料基因工程等新技術(shù)應(yīng)用
2.1新型稀土相變製冷材料（基礎(chǔ)前沿技術(shù)）
研究?jī)?nèi)容：揭示晶體結(jié)構(gòu)、磁性原子間相互作用、磁晶各向異性等對(duì)磁轉(zhuǎn)變溫度、磁熵變、飽和磁場(chǎng)的影響規(guī)律，設(shè)計(jì)新型高性能磁製冷材料；研究磁熱、電熱、壓熱等熱效應(yīng)的耦合原理，獲得增強(qiáng)材料熱效應(yīng)的新方法；研究鑄造或粉末冶金高通量合成技術(shù)及材料均勻批量化的可控制備技術(shù)，獲得公斤級(jí)可直接應(yīng)用的製冷材料。
考核指標(biāo)：研製出≥2種新型全溫區(qū)磁製冷材料，在磁場(chǎng)變化10kGs 時(shí)，材料的可逆熵變≥15 J/（kg·K）；建成集磁場(chǎng)、電場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)的單/多效稀土固態(tài)製冷的功能評(píng)測(cè)平臺(tái)；獲得公斤級(jí)磁致冷材料製備技術(shù)。設(shè)計(jì)出性能不低于原材料95%，單元微尺度小于500μm的製冷器件和磁製冷樣機(jī)；獲得新型稀土相變製冷材料一次高通量合成數(shù)量≥50個(gè)樣品的技術(shù)。申請(qǐng)發(fā)明專利≥10項(xiàng)。
2.2新型易面型稀土基高頻材料開發(fā)及應(yīng)用研究（基礎(chǔ)前沿技術(shù)）
研究?jī)?nèi)容：針對(duì)電力電子、5G通訊等領(lǐng)域?qū)Ω哳l材料的高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度、高磁導(dǎo)率和低損耗的迫切需求，開發(fā)新型易面或易錐面的稀土基高頻材料，闡明具有高飽和磁化強(qiáng)度的各磁性相的成相規(guī)律以及相轉(zhuǎn)變機(jī)制；開展稀土高頻材料的內(nèi)稟磁性設(shè)計(jì)與可控制備技術(shù)研究，幷完成小批量試製。
考核指標(biāo)：獲得≥2類稀土基高頻材料；稀土基高頻材料/粘接劑複合體的磁導(dǎo)率分別達(dá)到[email protected] MHz、10@30 MHz，飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度≥1.1T；高頻損耗＜5000mW/cm3 （1~5 MHz，20 mT）；高頻電磁波吸收材料工作頻率達(dá)到X 波段，有效帶寬≥8GHz，最大吸收強(qiáng)度達(dá)到-40dB。申請(qǐng)發(fā)明專利≥10項(xiàng)。
2.3新型稀土超磁致伸縮材料（共性關(guān)鍵技術(shù)）
研究?jī)?nèi)容：面向換能、驅(qū)動(dòng)、傳感等功能器件寬溫域應(yīng)用的發(fā)展需求，開展高磁致伸縮係數(shù)、高電阻率、低磁致伸縮溫度係數(shù)的新型稀土磁致伸縮合金成分高通量篩選與設(shè)計(jì)；建立高性能磁致伸縮材料組分—結(jié)構(gòu)—磁致伸縮性能關(guān)係圖；研究高電阻高磁致伸縮材料製備新方法；研究強(qiáng)磁場(chǎng)對(duì)凝固過程中熔體和生成相産生的作用效果，突破大尺寸高磁致伸縮晶體材料的取向生長(zhǎng)、組織結(jié)構(gòu)調(diào)控關(guān)鍵技術(shù)；實(shí)現(xiàn)高性能稀土磁致伸縮材料在石油增采方面的典型應(yīng)用。
考核指標(biāo)：開發(fā)出≥2種新成分稀土磁致伸縮材料；低溫度係數(shù)磁致伸縮材料：磁致伸縮溫度係數(shù)Δλ/ΔT≤1.8 ppm/℃@（室溫~150℃），室溫磁致伸縮性能λs≥1650ppm。在80 kA/m 磁場(chǎng)、10 MPa 預(yù)壓力條件下，電阻率爲(wèi)ρ≥1.0 ×10-2Ω·m 的高電阻磁致伸縮材料的磁致伸縮性能≥800ppm；直徑≥30mm、長(zhǎng)度≥300mm 的大尺寸磁致伸縮晶體材料的磁致伸縮性能≥1250ppm。製備的Tb-Dy-Fe 合金中Laves 相沿〈111〉方向的晶體取向度和排列程度均≥80%；不同批次、沿軸向磁致伸縮性能一致性偏差均小于10%。應(yīng)用于石油開采增采率≥5%。
2.4數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的新稀土功能材料與應(yīng)用（基礎(chǔ)前沿技術(shù)）
研究?jī)?nèi)容：針對(duì)稀土功能材料成分和含量敏感、電子結(jié)構(gòu)複雜和數(shù)據(jù)稀疏等特點(diǎn)，發(fā)展稀土光功能、稀土硬磁功能、稀土力熱功能、稀土催化功能和稀土磁電功能等新材料數(shù)據(jù)提取、質(zhì)量評(píng)估與控制技術(shù)和方法；發(fā)展基于主動(dòng)學(xué)習(xí)的多目標(biāo)協(xié)同優(yōu)化理論、算法和軟件，研發(fā)材料高通量計(jì)算與大數(shù)據(jù)技術(shù)相互融合和迭代的稀土新材料智能化設(shè)計(jì)和研發(fā)技術(shù)；構(gòu)建具有物理可解釋性的材料特性參量與目標(biāo)性能的機(jī)器學(xué)習(xí)模型和數(shù)學(xué)表達(dá)；建設(shè)典型稀土功能材料高精度專題數(shù)據(jù)庫(kù)，在基于4f電子的磁性材料等研發(fā)中進(jìn)行應(yīng)用，研發(fā)出具有自主知識(shí)産權(quán)和應(yīng)用前景的新一代稀土功能材料。
考核指標(biāo)：建成基于材料3d-4f電子相互作用理論模型與大數(shù)據(jù)有機(jī)融合的新稀土功能材料智能設(shè)計(jì)平臺(tái)和專題數(shù)據(jù)庫(kù)；形成≥3項(xiàng)稀土材料特徵參量?jī)?yōu)化篩選方法、多目標(biāo)優(yōu)化方法，幷獲得應(yīng)用；利用機(jī)器學(xué)習(xí)、材料基因工程技術(shù)等多種方法幷結(jié)合第一性原理計(jì)算，設(shè)計(jì)、計(jì)算模擬出≥4種具有自主知識(shí)産權(quán)的新概念稀土功能化合物材料；獲得≥2種新材料的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證數(shù)據(jù)；申請(qǐng)發(fā)明專利或著作權(quán)登記≥10項(xiàng)。
3.青年科學(xué)家項(xiàng)目
3.1元素雙梯度鈷基複合磁體變溫磁耦合機(jī)制及調(diào)控技術(shù)
研究?jī)?nèi)容：研究元素交叉梯度及界面特徵對(duì)2:17R相、1:5相及複合體系的內(nèi)稟磁參量的影響規(guī)律及其隨溫度的演變行爲(wèi)，澄清不同溫度下鈷基複合磁體磁耦合作用類型及其演化調(diào)控理論，揭示磁耦合類型、元素梯度分布和微觀結(jié)構(gòu)的最佳組合方式，爲(wèi)高工作溫度磁體開發(fā)提供理論支撐。
考核指標(biāo)：獲得超高溫稀土永磁檢測(cè)技術(shù)。在室溫至≥500?C範(fàn)圍，剩磁溫度係數(shù)|α（Br）|＜4×10-4/?C，內(nèi)稟矯頑力溫度係數(shù)|α（HcJ）|＜1.8×10-3/?C；無鍍層狀態(tài)下高低溫循環(huán)熱衝擊50 次後，室溫內(nèi)稟矯頑力衰減率＜20%。申請(qǐng)發(fā)明專利≥5項(xiàng)。
3.2新型高性能稀土激光熒光材料的研製與應(yīng)用
研究?jī)?nèi)容：針對(duì)新一代超高亮度、超大功率激光照明對(duì)關(guān)鍵熒光材料的重大需求，揭示高功率密度激光激發(fā)下熒光材料的失效機(jī)制，建立科學(xué)評(píng)價(jià)激光熒光材料性能的方法；掌握激光熒光材料的可控制備技術(shù)，探索其成分、微觀結(jié)構(gòu)與發(fā)光效率及可靠性之間的關(guān)聯(lián)關(guān)係；開展基于上述材料的白光光源應(yīng)用研究。
考核指標(biāo)：掌握激光熒光材料的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，建立激光熒光材料的發(fā)光和可靠性評(píng)價(jià)方法；研發(fā)出≥3種新型高性能激光熒光材料；製備出耐入射藍(lán)光激光功率密度≥20 W/mm2 的熒光材料；基于上述材料的激光白光光源的顯色指數(shù)≥80、光效≥150lm/W、光通密度≥500lm/mm2、150 ℃下較室溫的亮度衰減＜5%。申請(qǐng)發(fā)明專利≥5項(xiàng)。
3.3新型d-f躍遷稀土發(fā)光材料的設(shè)計(jì)與應(yīng)用
研究?jī)?nèi)容：面向智能透光膜及透明顯示器件等領(lǐng)域?qū)廪D(zhuǎn)換型發(fā)光材料的迫切需求，研究濕熱穩(wěn)定性好、發(fā)光效率高、紫外耐受性強(qiáng)的新型稀土發(fā)光配合物；研製基于配體三綫態(tài)的d-f躍遷稀土發(fā)光配合物，研究其在熱、濕、連續(xù)輻照下的光色衰減機(jī)理，開發(fā)材料的耐候性提升技術(shù)；開發(fā)基于光轉(zhuǎn)型發(fā)光材料的透明顯示技術(shù)。
考核指標(biāo)：研製出≥3種近紫外—藍(lán)光激發(fā)的紅/綠/藍(lán)色新型稀土配合物材料，其外量子效率≥ 70%， 熱猝滅特性≥70%@100℃，製備的三基色透明顯示器件（初始亮度1000 cd/m2）連續(xù)工作1000h 後衰減＜10%。申請(qǐng)發(fā)明專利≥5項(xiàng)。
3.4新型Ce基催化材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及貴金屬減量技術(shù)
研究?jī)?nèi)容：探究稀土Ce基催化材料極端服役條件下貴金屬團(tuán)聚和失活機(jī)理；考察Ce基稀土氧化物載體與貴金屬相互作用機(jī)制；基于第一性原理和分子動(dòng)力學(xué)等計(jì)算模擬手段，剖析組成和尺寸等關(guān)鍵因素對(duì)Ce 基稀土氧化物載體高溫?zé)岱€(wěn)定性影響規(guī)律，幷進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和篩選，提高貴金屬分散度與穩(wěn)定性，減少催化劑貴金屬用量。
考核指標(biāo)：針對(duì)高熱穩(wěn)定性和低貴金屬用量汽油車尾氣淨(jìng)化催化劑等應(yīng)用需求，設(shè)計(jì)出≥2 種新型Ce基催化材料結(jié)構(gòu)，在目前貴金屬總量水平上（40~50g/ft3），提出貴金屬減量≥10%的貴金屬分散技術(shù)方案。申請(qǐng)發(fā)明專利≥5項(xiàng)。
3.5稀土氧化物缺陷/空位催化作用理論
研究?jī)?nèi)容：開發(fā)稀土氧化物缺陷/空位原位定性、定量表徵方法；探究稀土氧化物中缺陷/空位動(dòng)態(tài)形成機(jī)制；解析材料結(jié)構(gòu)、缺陷/空位與催化性能間構(gòu)效關(guān)係，發(fā)展稀土氧化物缺陷/空位催化作用理論。
3.6高性能環(huán)保稀土著色劑及其綠色製備新技術(shù)
研究?jī)?nèi)容：針對(duì)傳統(tǒng)有毒有害著色劑亟需替代的重大應(yīng)用需求，開發(fā)在不使用硫化氫或二硫化碳等?；蠗l件下，以稀土氧化物或含氧化合物爲(wèi)原料的綠色高效合成硫化物著色劑新技術(shù)；研究稀土氧化物的脫氧加硫技術(shù)及機(jī)理，探索不同稀土元素的硫化條件與産物之間的內(nèi)在關(guān)係；開展稀土硫化物著色劑表面耐水修飾等應(yīng)用基礎(chǔ)研究。
考核指標(biāo)：獲得不以硫化氫和二硫化碳爲(wèi)原料的稀土硫化物綠色高效製備新技術(shù)。製備出≥3 種新型稀土硫化物著色劑材料，粒度D50≤3μm，耐光性8級(jí)，紅色著色劑的紅度值≥50，黃色著色劑黃度值≥80，形成≥3個(gè)場(chǎng)景應(yīng)用。申請(qǐng)發(fā)明專利≥3項(xiàng)。
3.7超晶格稀土儲(chǔ)氫電極材料研究
研究?jī)?nèi)容：針對(duì)節(jié)能與新能源汽車對(duì)高性能化學(xué)電源的技術(shù)需求，開發(fā)原創(chuàng)性的高放電容量超晶格稀土儲(chǔ)氫電極材料，研究化學(xué)組成與熱處理制度對(duì)材料晶體結(jié)構(gòu)、物相演變的影響規(guī)律，探究充/放電循環(huán)過程中儲(chǔ)氫材料的成分分布狀態(tài)及其結(jié)構(gòu)演變規(guī)律，開發(fā)超晶格稀土儲(chǔ)氫材料結(jié)構(gòu)和性能調(diào)控技術(shù)及其電極材料産品。
考核指標(biāo)：獲得高容量超晶格稀土儲(chǔ)氫電極材料，放電容量≥370mAh/g（30℃，60mA/g 充/放）；放電容量≥350mAh/g（30℃，300 mA/g 充/放），300 mA/g 充/放循環(huán)200 周後放電容量≥290mAh/g（30℃，60mA/g充/放）；放電容量≥260mAh/g（-30℃和70℃，60 mA/g充/放）。申請(qǐng)發(fā)明專利≥5項(xiàng)。
3.8高性能稀土生物特種纖維及製備技術(shù)
研究?jī)?nèi)容：針對(duì)下一代高端裝備對(duì)高強(qiáng)高韌纖維及保溫功能的迫切需求，開發(fā)系列具有光熱轉(zhuǎn)化特性的稀土蛋白質(zhì)及其高性能特種纖維材料。探索稀土結(jié)構(gòu)蛋白分子高效合成以及多尺度精確組裝；發(fā)掘稀土蛋白質(zhì)生物合成的新方法，揭示不同稀土元素對(duì)稀土蛋白質(zhì)的功能性差異影響；實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)高韌稀土蛋白纖維材料的工程化技術(shù)突破和裝備蓄熱應(yīng)用。
考核指標(biāo)：建立稀土功能蛋白質(zhì)理性設(shè)計(jì)和工程化製備技術(shù)路綫；開發(fā)≥3種具有光熱功能的稀土高強(qiáng)高韌生物纖維，光熱轉(zhuǎn)化效率≥30%，拉伸強(qiáng)度≥500MPa，楊氏模量≥10GPa，韌性≥80MJ/m3。申請(qǐng)發(fā)明專利≥5項(xiàng)。
3.9稀土摻雜高綜合性能鐵氧體及製備技術(shù)
研究?jī)?nèi)容：針對(duì)我國(guó)稀土摻雜高性能鐵氧體研發(fā)及産業(yè)流程技術(shù)落後于國(guó)外的局面，研究Ca2+、La3+組合替代Sr2+大幅度提高M(jìn) 主相飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度Bs 的機(jī)制和技術(shù)，研究Co2+替代Fe3+對(duì)離子電荷平衡和溫度穩(wěn)定性提高的作用，揭示內(nèi)稟矯頑力溫度係數(shù)α（HcJ）與成分和微觀結(jié)構(gòu)的關(guān)聯(lián)。研究關(guān)鍵工藝參數(shù)對(duì)稀土摻雜高綜合磁性能鐵氧體材料微觀結(jié)構(gòu)和磁性能的影響。
考核指標(biāo)：稀土摻雜鐵氧體綜合磁性能（內(nèi)稟矯頑力（kOe）+最大磁能積（MGOe））≥10，其中（BH）max≥4.6MGOe，HcJ≥5.4kOe，徑向收縮率SHR=（13±0.5）%，耐擊穿電壓V-AC≥1.8kV；獲得實(shí)驗(yàn)室成果向千噸級(jí)生産綫轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵技術(shù)。申請(qǐng)發(fā)明專利≥5項(xiàng)。
3.10新型稀土基多層阻抗?jié)u變寬頻吸波複合材料
研究?jī)?nèi)容：針對(duì)航空航天、國(guó)防軍工對(duì)寬頻吸波材料的高阻抗匹配度、高耐環(huán)境性、結(jié)構(gòu)功能一體化的迫切需求，開發(fā)新型稀土摻雜磁性金屬或鐵氧體吸波層，與阻抗匹配層、高耐環(huán)境性樹脂分層層級(jí)構(gòu)築複材，闡明稀土占位、價(jià)態(tài)、晶體結(jié)構(gòu)對(duì)其成相規(guī)律、共振頻率及高頻電磁參數(shù)的影響，揭示阻抗匹配層與電波吸波層的匹配及協(xié)同作用機(jī)制；實(shí)現(xiàn)稀土吸波結(jié)構(gòu)功能一體化複材的設(shè)計(jì)、可控制備及環(huán)境應(yīng)用，建立多層阻抗?jié)u變模型。
考核指標(biāo)：獲得≥2種稀土摻雜的高頻阻抗?jié)u變吸波複合材料；工作頻率達(dá)到2~18GHz，有效吸收頻寬（RL<-10 dB）>10GHz，最大垂直反射率<-30dB，且在鹽霧、氧化等惡劣環(huán)境下（70天內(nèi)）仍能保持90%的寬頻吸波性能。 3.11稀土基化合物相平衡和相結(jié)構(gòu)的高通量實(shí)驗(yàn)測(cè)定 研究?jī)?nèi)容：利用材料基因組工程的“擴(kuò)散多元節(jié)”高通量實(shí)驗(yàn)技術(shù)，實(shí)驗(yàn)測(cè)定稀土基三元體系的相平衡、組織結(jié)構(gòu)及凝固路徑，獲得稀土化合物晶體結(jié)構(gòu)及相平衡的準(zhǔn)確信息，揭示稀土基材料的成相規(guī)律和穩(wěn)定條件。根據(jù)相平衡、組織結(jié)構(gòu)及凝固路徑等的實(shí)驗(yàn)參數(shù)，采用國(guó)際先進(jìn)的相圖計(jì)算（CALPHAD）方法，構(gòu)建相圖熱力學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)。 考核指標(biāo)：建立Nd-Dy（Tb）-Y（Sm）-Fe-B稀土基合金體系的原子遷移率耦合熱力學(xué)描述，獲得合金微觀組織與凝固速率的關(guān)係，建立稀土基多組元合金體系的相圖熱力學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)。申請(qǐng)發(fā)明專利≥5項(xiàng)。
