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点”土”成金——包头稀土研究院

发布时间:2017/02/26 资讯 标签:中国技术日本电池科学稀土浏览次数:313

     1963年,包头研究院成立,当时国家抽调全国各地稀土研究专家汇聚包头,组成选、分离、提纯及应用等各领域的实验室,是世界上独一无二的单纯从事稀土研究实力最强的单位。1992年,稀土研究院转制后划入集团公司。
  自成立以来稀土研究院勇攀科研高峰,挑战世界最新稀土应用研究方向和技术,取得多项丰硕成果,多项自主研究成果居世界领先水平,有力促进我国稀土工业的快速发展。1999年,江泽民总书记在稀土研究院题词“搞好稀土开发应用,把资源优势转化为经济优势”。
  “磁王”助力阿尔法磁谱仪探测反物质
  1983年11月,包头稀土研究院成立了以谢宏祖为组长的课题组进行高性能材料的研究和攻关。1990年谢宏祖课题组在低氧工艺实验室研制出最大磁能积为52.2兆高奥的铁硼材料,达到世界最高水平。
  1996年物理学家丁肇中在全球范围寻找高性能磁性材料,用于阿尔法磁谱仪探测宇宙中存在“反物质”和“暗物质”的研究。稀土研究院击败德国、日本等国家的研究单位,一举中标,为该研究项目生产了高性能稀土铁硼磁性材料。
  据稀土研究院功能材料研究中心主任刘国征回忆,签订与丁肇中教授的合作项目后,院里抽调了30多人在谢宏祖老师的带领下投入了紧张的试生产,但是遇到非常大的困难,其中主要的困难是没有专门的生产设备,没有办法,稀土研究院只能自己设计生产设备,一次不行就再来一次,大家白天黑夜连轴转,甚至有时候吃饭的时间都没有。尽管这样,刚开始研制出的铁硼材料性能就是上不去,大家一直认为原理上没有问题,因为研究院在实验室已经做到了52兆高奥以上。在大家灰心,要放弃的时候,谢宏祖老师就说“除非你们认为科学是假的”,以此鼓励大家坚持下去。经历了一次次的失败,一次次的修正,反反复复之后,稀土研究院终于生产出了符合要求的铁硼永磁材料。 
  1998年6月2日,美国“发现”号航天飞机离开地面,开始了与俄罗斯“和平”号轨道站最后一次对接之行,阿尔法磁谱仪(AMS)也随之进入太空,其核心材料高性能铁硼是中国包头稀土研究院生产的。 
  丁肇中教授特意给稀土研究院发函致谢,在信中说:“包头稀土研究院的科学家尽了最大努力提供材料,进行空间环境试验。”
  科研勇攀高峰,挑战世界最新技术
  磁制冷技术与传统气体制冷技术相比具有效率高、能耗低、不产生有害气体、环保等优点备受世界关注,是目前世界上制冷新技术研究和发展的主要方向。
  稀土研究院副总工程师、磁制冷工程技术研究中心主任黄焦宏介绍,室温磁制冷技术离不开稀土元素,中国稀土大国,因此具有开发室温磁制冷技术得天独厚的条件。包头稀土研究院于1997年成立磁制冷技术研究课题组,先后得到科技部科技攻关、科技部“863”计划等项目的支持。
  黄焦宏说,稀土研究院有世界上唯一能够全面开展磁制冷材料和样机研究开发的课题组,有自己的特色。目前,好多国家磁制冷技术开发的磁场系统都是稀土研究院设计研制的。课题组已经研制了5台磁制冷机(获得国家发明专利),高低温跨达到了18℃,制冷功率达到了50W,已经接近实用,综合技术水平为国际先进。
  另外,稀土研究院在稀土储氢材料及应用、稀土发光材料、稀土抛光材料、稀土镁合金产业化关键技术开发等方面也进行了卓有成效的研究。
  稀土研究院自“十一五”以来,共开展科技开发课题(项目)179项,其中,国家级项目88项,省部级课题44项,市级和横向课题47项。共发表科技论文160篇,获得国家授权专利23项,其中发明专利13项,实用新型专利10项。
  科研成果转化成效显著
  上世纪80年代后,以金属为原料的新一代磁性材料铁硼问世,并在诸多领域得到广泛应用,金属需求剧增。此前,大规模电解法生产稀土金属的生产工艺只有日本、俄罗斯等少数几个国家掌握。我国是稀土资源大国,但因为缺乏大规模生产的关键技术,多年来只能在实验室里生产少量的金属
  1984年,稀土研究院在国内首创“氧化物电解法连续制取铁合金和金属工艺”,在此基础上,再次组织以张志宏为组长的攻关团队,开始艰苦进行“万安培稀土熔盐电解关键技术及成套设备”的研究,1997年,这项课题被国家列为“产业前期攻关项目”。3年的时间里,攻关团队以3000安培为起点,6000安培、10000安培,生产规模不断扩大。课题组采用迥异于传统电解炉整体结构的槽型结构,创造性地提出了砌筑炉体思路,打破了制约熔盐电解生产稀土金属规模扩大的“瓶颈”,完成了大型稀土熔盐电解生产金属成套设备以及基础理论等研究工作,并开发了电解槽数值模拟方法,2002年获得了国家发明专利。
  2002年8月,依托稀土研究院的这项专利成果组建了包头瑞鑫稀土金属材料股份公司,将科技成果转化为生产力。依靠该工艺瑞鑫稀土公司建成我国第一条10000安培稀土熔盐电解金属生产示范线,具有高电效、高收率、低成本等优势,迅速成为世界多家铁硼生产厂家的供货商。2011年瑞鑫稀土公司生产能力达到8000吨/年,产值超过24.5亿元。
  “十一五”以来,稀土研究院的科研成果应用和产业化工作不断加强。荧光级氧化铕的产能由期初40吨/年,提高到目前100吨/年,并实现了废水零排放和生产清洁化。金属)等的产能由期初2000吨/年,提高到8000吨/年。完成了国防科工委“军品专用生产线技术改造”项目建设,钐钴磁体的产能达到30吨/年。依托该院核心技术和人力资源组建的内蒙古包钢稀土磁性材料有限责任公司,已形成了年产1000吨高性能磁体和年产3000吨铁硼速凝薄带的产能。
  人才培养
  近年来,稀土研究院人员整体素质进一步提高,人才结构更趋合理,形成了高素质人才不断聚拢的良好成长环境。“十一五”以来共培养在读博士8人,在读硕士30人,招收本科、硕士研究生共87名。目前,稀土研究院拥有职工472人,工程技术人员近300人,具有高级专业技术职称104人,享受国家政府特殊津贴专家2人,内蒙古自治区有突出贡献的中青年专家2人,内蒙古自治区“新世纪321人才工程”一层次人选1人。 
  稀土研究院功能材料研究中心主任刘国征介绍,自己1988年来到稀土研究院,当年一起来的8个人,现在就剩下3个了。同课题组的好多人都出去了,有的已经是老总、总工了。他说,我的学生现在都已是一家上市公司的总工程师了,年薪超过百万。
  他说,曾有好多人想高薪聘请自己出去干,也曾动摇过,毕竟谁都想站在更高的平台上发挥。但是自己坚持了下来,潜心自己的研究。现在想想坚持留在院里也没有错,院里在科研上一直都很支持,在经费紧张,甚至工资都没有保障的时候,依然还是非常支持大家的研究工作,让我这么多年来能够一直安心从事科研工作。 
  正是由于稀土研究院良好的环境和机制,培养出谢宏祖、张志宏、刘国征等这样一大批优秀的专家人才,使稀土研究院有新的科研成果不断推出。仅2011年稀土研究院就推出13项研究成果,并获得5项专利授权。
  院士工作站
  近日,“内蒙古自治区包头稀土研究院稀土新材料院士工作站”获得批准,引进中科院万立骏院士工作团队,以新型稀土功能材料为主要研究方向,全面系统地对稀土化合物在CMP中的应用和太阳能电池稀土光谱转化材料进行研究。同时依托院士工作站,结合选定的研发项目,为内蒙古自治区培养一批理论基础扎实、实践经验丰富、创新能力强的专业技术人才。
  行业服务卓有成效
  稀土研究院作为全国最大的综合性稀土科技研发机构在稀土行业服务方面做了大量工作,在行业中的作用、地位得到了进一步的巩固和发展,显著提升了自身的影响力。
  稀土研究院理化检测中心制定了国家55%的稀土分析标准,在现行有效的稀土标准体系中,由稀土研究院负责并参加起草的“国家标准”80项,“行业标准”25项,标准样品研制7项。以理化检测中心为主体的“国家稀土产品质量监督检验中心”于2008年通过国家验收并投入运行。
  稀土研究院主办的《稀土》、《中国稀土信息》(英文版)、《稀土信息》、《稀土市场》等4种刊物,能够根据读者的需求不断改进版面、丰富内容、提高内涵。其中,中国稀土学会会刊《稀土》以其高水平的办刊质量,先后两次被评为“中国北方优秀期刊”。
  “十一五”以来稀土研究院共主办、协办各类行业性质的国际、国内大型会议10余次,其中包括“第五届国际稀土开发与应用研讨会”、“第四届国际室温磁制冷学术会议”、“全国稀土应用与市场信息交流会”、“中国稀土企业家联谊会”、“稀土院及瑞科国家工程研究中心2010年学术年会”、“2011年第三届中国包头•稀土产业论坛”等备受国内外关注的大型会议。

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