年度中国稀土十大科技新闻(2)

3 资源节约型高性能稀土永磁材料取得进展

2018年10月12日，由沈保根院士为首席的国家重点基础研究发展计划(973计划)-“资源节约型高性能稀土永磁材料设计和可控制备”项目，顺利通过科技部专家组验收。该项目由“高性能稀土永磁材料制备技术的科学基础研究”、“高轻稀土含量、高性能稀土永磁材料机理研究”和“新型高性能稀土永磁材料设计和探索”三个子课题组成，分别由朱明刚教授、沈保根院士和饶光辉研究员负责。

该项目在高丰度稀土永磁材料的高性能和耐蚀性研究方面取得突破。Ce替代量为总稀土含量的35%时，其磁能积达超过40MGOe（实验室水平）；当磁体中Ce占总稀土含量的50%时，其内秉矫顽力达到10.8KOe；获得“高耐蚀性多硬磁主相Ce永磁体”及产业关键技术等多项创新发明，制备出高性能铈磁体综合性能(BH)max+Hjc＞63的双主相烧结磁体；发现Ce含量高的磁体出现了主相被腐蚀而磁性相没有被腐蚀的电偶腐蚀现象。通过项目的实施和技术推广，推动全国铈(或含铈)磁体产量由项目开始时的800吨发展到超过3万吨，占稀土永磁总产量的五分之一。

研究了混合稀土-铁-硼的内禀磁性，证明Ce对饱和磁化强度有贡献，发现La、Ce共替代有利于Ce的价态向+3价迁移，MMFeB具有制备永磁体的必要条件；揭示了快淬MM-Fe-B永磁材料的交换耦合作用和矫顽力机理。

首次测定了La-Fe-B、Ce-Fe-B三元体系以及Nd2Fe14B-RE2Fe14B赝二元合金体系的相平衡，首次获得了稀土RE-Fe体系的相平衡与热化学实验数据自相一致的热力学参数，构建了稀土RE-Fe-B多组元合金体系的相图热力学数据库，为研究稀土永磁合金成分-组织结构-磁性能的构效关系提供了重要的热力学依据。

4 柴油车用稀土基SCR催化剂实现产业化

2016年2月24日，包头稀土研究院与河北华特汽车部件有限公司开始共同开展柴油车用SCR催化剂的研发。2018年1月，稀土基SCR催化剂通过中国汽车技术研究中心的台架实验测试，其性能达到并超过国五排放要求；在整车PEMS试验（包含城市和非城市道路）中，国外品牌钒基催化剂的有效窗口通过率为90%～92%，而稀土基SCR催化剂的通过率是100%。通过各项测试结果看出，稀土基SCR催化剂已成功摘下具有独立自主知识产权的柴油车用稀土基脱硝催化剂的“桂冠”，此项技术打破了跨国企业在中国的技术壁垒。

2018年9月底成功建成稀土基SCR催化剂的粉体合成中试线，生产规模为每月2.5～3吨粉体。同年，北方稀土、河北华特和北京凯德斯合资组建北方稀土华凯高科技（河北）有限公司，共同建设柴油机用稀土基SCR催化剂及后处理系统项目，计划于2019年建成年产100吨SCR催化剂粉体示范线（5万套/年），2022年建成年产1000吨SCR催化剂粉体生产线（25万套/年），预计到2023年可以实现500万升SCR催化剂和200万升DPF催化剂的销售，销售额达3.81亿元。

在国五向国六快速推进过程中，合成了具有特殊孔道结构的含镧、铈等轻稀土化合物的催化剂，成功突破了国六催化剂的涂覆工艺。目前稀土基SCR催化剂的性能已完全达到国家国六排放标准要求。

5 稀土上转换纳米材料光子动力学精准调控获得突破性进展

中国科学院长春光学精密机械与物理研究所研究员孔祥贵、刘晓敏课题组创新地将可控“离子纳米分区掺杂”技术和稀土离子延迟激发调控方法与Monte Carlo计算模拟方法相结合，在国际上首次清晰阐述了光子能量在多纳米层区域内的吸收、迁移、传递及复合的动力学过程，生动描绘了光子能量单次瞬态迁移迅速和“游走”随机等动力学图像，实现了光子动力学过程的精准调控，为解决光子上转换效率低的挑战性难题明确了方向。

6 极低场磁共振研究获进展

中国科学院超导电子学卓越创新中心、中科院上海微系统与信息技术研究所信息功能材料国家重点实验室博士董慧团队，与德国于利希研究中心教授Krause课题组合作，将极低场磁共振成像（ULF-MRI）图像中±500Hz带宽内的工频噪声干扰抑制85%以上，解决了无屏蔽或简易屏蔽ULF-MRI成像的固有工频噪声干扰问题，向实现低成本可移动式MRI系统迈出了坚实的一步。

磁共振成像（MRI）技术已成为临床医学诊断不可或缺的手段之一。目前主流临床MRI系统典型场强为1.5和3.0特斯拉，造价昂贵且对使用环境要求苛刻。ULF-MRI的工作场强比传统MRI低4个量级，具有系统简单、造价低廉、对金属不敏感的特点，且无需造影剂即可获得肿瘤与正常组织的本征T1对比度，近年来受到广泛关注和研究。然而来自电网的工频谐波噪声会在ULF-MRI图像中引入带状伪影。这些伪影将跨过样品图像，严重破坏成像质量，影响信噪比。该研究以超灵敏磁传感器——超导量子干涉器（SQUID）作为信号检测探头，基于工频谐波噪声的空间相关性，从传感器硬件构型和去噪算法设计出发，提出ULF-MRI工频谐波干扰的动态抑制方法。该方法的提出有助于降低系统对环境磁场的要求，为后续开展可用于日常普检的低成本移动式MRI系统研究奠定坚实基础。此方法可推广到采用传统线圈探测的地面磁共振成像、超极化磁共振成像等领域具有应用潜力。

文章来源：《科技与金融》 网址: http://www.kjyjr.cn/qikandaodu/2021/0517/2296.html