一、稀土新材料产业发展的背景需求及战略意义

（一）中国稀土资源概述

稀土（RE）一共包括17种元素，其中镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕被称为“轻稀土”元素，钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥以及钪和钇被称为“重稀土”元素。中国稀土矿产资源种类齐全，不仅有大量岩矿型轻稀土矿（集中于北方，如内蒙古白云鄂博矿），也有丰富的离子型重稀土矿（集中于南方，如南方七省稀土矿）。2020年，全球稀土储量和产量分别为1.2亿吨和24万吨，其中中国占比38%和58%，在稀土资源供应方面占据话语权。值得注意的是，近年来巴西、加拿大、俄罗斯、越南、印度、缅甸以及格陵兰等国家和地区陆续发现大量稀土资源并加以开发，可能导致未来世界稀土资源格局发生变化。

除了资源优势外，中国也具有完整的稀土工业体系，涵盖从上游的选矿，中游的冶炼分离、氧化物和稀土金属生产，到下游的稀土新材料以及应用的全部产业链，是全球稀土市场上最重要的生产者和消费者。2020年，中国稀土及其制品出口量为7.82万吨，出口金额为21.67亿美元（主要出口日本和美国），其中稀土金属和合金产品在全球市场份额达80%以上。如表1所示，近年来随着下游应用对各类稀土材料需求的不断增长，中国稀土的开采指标和产量也在不断增加。

表1 中国2016—2020年稀土矿开采指标

（二）稀土新材料及相关产业

由于稀土元素的4f层电子被完全填满的外层（5s和5p）电子所屏蔽，导致4f层电子运动方式不同于其他元素，从而使稀土元素具有特殊的光、电、磁、催化等性能。作为“工业维生素”，稀土不仅在冶金、石油化工、玻璃陶瓷等传统领域应用广泛，更在永磁材料、抛光材料、储氢材料、催化材料等领域占据核心或重要地位。此外，稀土元素4f层电子还可与其他元素外层电子相互作用，形成性能优异的稀土新材料。目前，如图1所示的各类稀土新材料已在高档数控机床、机器人、航空航天装备、海洋工程装备及高技术船舶、节能与新能源汽车等《中国制造 2025》涉及的重点高科技领域中起到关键作用。

图1 稀土（RE）材料的典型特征以及由此导向的不同应用领域举例

2018年，中国稀土产业链产值约为900亿元，其中稀土功能材料产值500亿元（56%）， 冶炼分离产值250亿元（27%）。随着高新技术领域对新材料的需求不断增长，前者所占比例还在快速上升。如图2所示，在各类稀土功能材料中，稀土永磁材料受益于新能源汽车和电子工业等领域的高速发展，在产值（75%）和稀土消费量（>40%）方面都具有绝对优势；产值其次（20%）的是稀土催化材料，其消费量约占稀土功能材料的14%。其余稀土消费量较大的行业和领域包括冶金和机械（12%）、玻璃陶瓷（8%）、光功能材料（7%）、储氢材料 （7%）、抛光材料（5%）和农业轻纺（5%）等。部分上述重要领域的发展现状及趋势将在下一节详细介绍。

图2 各类稀土功能材料产值及稀土消费量比较

（三）稀土新材料产业的战略意义

以稀土功能材料为代表的稀土新材料已成为全球竞争的焦点之一。例如，近年来全球新能源汽车即将进入智能化主导、多种能源和驱动方式并行的“2.0时代”，大幅度拉动了稀土作为磁性材料、储氢材料的消费；5G时代智能手机、物联网摄像头等电子设备的更新换代则推动了稀土在光功能材料、抛光材料等领域的消费。为了在未来占据稀土产业竞争的有利地位，欧美、日本等发达国家和地区均将稀土元素列入“21 世纪的战略元素”，进行战略储备和重点研究。在美国能源部制订的“关键材料战略”、日本文部科学省制订的 “元素战略计划”、欧盟制订的“欧盟危急原材料计划”等战略规划中均将稀土列为重点研究领域。

基于上述各因素，中国已将稀土列为国家重点管控和发展的战略资源，并在《中国制造 2025》等国家中长期发展规划中将稀土功能材料列为关键战略材料予以重点发展。为落实“十四五”期间国家科技创新有关部署安排，国家重点研发计划启动实施了“稀土新材料”重点专项。根据该重点专项实施方案的部署，科技部发布了2021年度项目申报指南，预期通过该项目实施，实现“面向新一代信息技术、航空航天、先进轨道交通、节能与新能源汽车、 高端医疗器械、先进制造等领域对稀土新材料的迫切需求，发展具有中国资源特色和技术急需的新材料，加强稀土材料前沿技术基础、工程化与应用技术创新，提升材料原始创新能力和高端应用水平”的总体目标。

二、稀土新材料产业的国内外发展现状及趋势

（一）稀土磁性材料

稀土由于其独特的4f电子层结构，可以在一些与3d元素化合物组合成的晶体结构中形成单轴磁各向异性，从而具有超常的磁性能。稀土磁性材料在应用领域具有不可替代性，其中的稀土永磁材料、稀土超磁致伸缩材料和稀土磁制冷材料等稀土磁性材料已发展成为稀土行业的核心产业，带动整个稀土产业的持续发展。据中国稀土行业协会数据显示（表2）， 近年来中国稀土磁性材料产量稳定增长，年复合增长率为2.6%。

表2 中国2015—2019年稀土磁性材料产量

稀土永磁材料稀土永磁材料不仅是整个稀土领域发展最快、产业规模最大最完整的发展方向，是国防工业领域不可替代和不可或缺的关键原材料，也是目前中国稀土消费量最大的应用领域和稀土磁性材料产业的绝对主体（产量占比超96%）。钕铁硼永磁材料是当前世界应用范围最广、发展速度最快、综合性能最优的永磁材料。商品化的钕铁硼磁能积可达53MGOe，在磁性材料市场上占有举足轻重的地位。钕铁硼材料产业具有高技术和资金密集的特点，较高的资金 与技术门槛使得该行业的生产集中度较高。20世纪末至21世纪初，全球稀土永磁产业格局发生了重大调整，欧美的钕铁硼材料产业出现剧烈震荡和萎缩，我国以浙江宁波、京津、山西、包头和赣州地区为主的产业集群崛起成为市场的主要供应者。根据中国稀土行业协会数据显示，2019年全球钕铁硼永磁材料总产量为17万吨左右，其中中国占比90%。日本是除我国之外最大的钕铁硼材料生产国家，主要相关厂商包括TDK、信越化工和日立金属旗下的Neoma等。这三家公司均在中国建立了磁体加工产业基地。

材料生产方面，按照制造工艺不同钕铁硼永磁材料可分为烧结、黏结和热压三类。其中烧结钕铁硼磁材料是产量最大、应用范围最广的钕铁硼永磁材料。目前，中国已突破高性能稀土烧结钕铁硼磁体产业化关键技术，烧结钕铁硼磁体毛坯产量由“十二五”初期的8万吨/年增加到目前的超过18万吨/年，增幅超过1倍。此外，中国在高性能稀土永磁材料、重稀土减量化技术、高丰度稀土永磁材料的平衡利用、磁体回收利用技术等领域都接近世界领先水平。近期，随着全球产能向中国进一步集中以及国内钕铁硼材料生产企业的资源整合，不仅国外钕铁硼材料订单向中国磁材企业转移，钕铁硼材料的深加工环节也在向国内转移，中国已经成为名副其实的全球钕铁硼材料生产中心。

下游应用方面，近年来随着新能源汽车、节能环保等产业的发展，世界范围内对钕铁硼永磁材料的需求快速增长（图3）。汽车行业是稀土永磁材料的第一大消费领域，占钕铁硼永磁材料消费总量的50%（其中传统汽车38%、新能源汽车12%）。近年来，伴随新能源汽车产业的发展，汽车行业对磁性材料的需求量进一步攀升。例如，2017年Tesla 公布其新车型Model 3技术路线由感应电机转为稀土永磁电机，并于当年年底实现20000台月产量。根据中国新能源汽车发展规划显示，2025年中国新能源汽车产能将达到600万辆，对应钕铁硼永磁材料需求2.2万吨。此外，受节能环保政策驱动，节能变频空调、节能电梯和风力发电在同类产品/技术中所占比例不断提高，致使节能环保行业成为钕铁硼永磁材料未来发展的第二大增长点（占钕铁硼消费总量27%）。比如，据国家统计局数据显示，在2020年中国发电量中，风力发电量占比5.6%，并在2021年实现风电平价上网。上述行业的快速发展为稀土永磁材料提供了可观的增长潜力。

图3 世界钕铁硼永磁材料需求统计

另外，近年来传统的动力系统有向电力系统发展的趋势。例如，汽车的动力系统正在经历着从纯内燃机系统到油/电混合系统，再到纯电力系统的转变。除了车辆以外，同样的发展趋势也体现在航空器和舰船上。电力系统的操作更为可靠和精确，维修和保养也变得更为容易。在电力驱动的系统中，设备的冷却可能要从传统的油冷改变为空冷，而后者的冷却效率要低得多，因此对各种元件的耐热性能提出了更高的要求。比如在航空器中，如果永磁元件可以承受400℃以上的高温，就可以使许多更先进的技术得以实现。

知识产权方面，从全球的专利申请数量来看，稀土永磁材料的专利申请主要分布在中国、 日本、欧美、韩国等地域，其中中国（>500项/年）和日本（>200项/ 年）是烧结稀土永磁材料领域两个最重要的专利申请国。沈阳中北通磁科技股份有限公司、中国科学院宁波材料技术与工程研究所、北京中科三环高技术股份有限公司、安徽大地熊新材料股份有限公司等均跻身全球申请量排行榜前十。中国的其他企业和科研院所，包括京磁材料科技股份有限 公司、钢铁研究总院、北京科技大学等企业和高校，也是烧结稀土永磁材料技术研究的主力军，在烧结稀土永磁材料方向研究显示出较强的实力。

稀土超磁致伸缩材料超磁致伸缩材料是一些稀土元素与铁形成的金属间化合物（REFe₂），是继传统磁致伸缩材料（Ni、Co等）、压电陶瓷（PZT）之后，从20世纪70年代逐渐发展起来的一种新型功能材料。目前商用超磁致伸缩材料为Terfenol-D（TbxDy1-xFe₂）和Galfenol（FexGa1-x）两类合金，其室温磁致应变量为500～2000mg/kg。值得注意的是，由于稀土超磁致伸缩材料能够有效地提高国防、航空、航天等领域的技术装备水平，从而长期被美国等西方国家列为对中国禁运的具有战略意义的功能材料。国内北京有色金属研究总院、钢铁研究总院、包头稀土研究院、北京航空航天大学、北京科技大学、武汉工业大学等单位在材料成分、性能和制备技术上经过十余年的研究，已开发出Tb-Dy-Fe三元及四元系、Sm-Fe二元系及多元系单晶和多晶稀土超磁致伸缩材料，并实现产业化。例如甘肃天星公司已成为美国 RTREMA 公司、日本TDK公司之后的世界第三大供应商，建立了具有国际领先水平的8t/年生产线和５万只应用器件生产线。

稀土超磁致伸缩材料最初应用于美军海军声呐系统，迄今已有 1000 多种相关器件问世， 在军民两方面均有广泛应用。军用领域方面，稀土超磁致伸缩材料近期的重点应用方向为大功率、低频的声呐以及发射水声换能器。例如，哈尔滨工程大学水声技术重点实验室利用Terfenol-D设计制成Ⅳ型弯张换能器，其水中谐振频率为370Hz，最大声源级为196dB，能够实现低频、大功率发射；中国相关院所开展合作研究，利用Tb0.5Dy0.5(Fe0.9Mn0.1)1.95稀土超磁致伸缩材料制备水声换能器，其具有优异的力学性能与磁致伸缩性能。

民用领域方面，北京交通大学设计了基于稀土超磁致伸缩材料的超声强化换能器，基于该超声换能器的振幅输出实验，得到在电源的激励信号为方波、频率为 15kHz条件下，该换能器产生的输出振幅达到11μm以上；内蒙古科技大学开发出稀土超磁致伸缩驱动器激励线圈，其磁场分布均匀度达到98.65% ；甘肃天星公司利用其稀土超磁致伸缩材料资源，成功地开发出迷你音响、音乐壁音响、水下扬声器、智能振动时效装置、振动焊接装置和精密制动器等产品。

稀土磁制冷材料磁制冷是制冷效率高、能耗低、无污染的制冷方法之一。其工作原理是在居里温度材料的磁结构发生突变，此时磁热效应最显著，磁制冷的效率最高。一些稀土金属（金属钆和镧 及其化合物）的居里温度是在室温附近，使室温磁制冷机成为可能。近年来随着研究不断深 入，涌现出Gd-Si-Ge、LaCaMnO₃、La(Fe,Si)₁₃ 基化合物等多种稀土磁制冷材料。其中被广泛接受、最有可能实现高温区磁制冷应用的是 La(Fe,Si)₁₃基化合物，其在室温附近的磁熵变接近Gd的两倍。目前，低温区（20K以下）磁制冷的研究已比较成熟。众多龙头企业（韩国三星电子、日本东芝、美国通用、中国海尔、瑞士CCSSA等）正在激烈竞争研发高温区（乃至室温）磁制冷技术，有望在近期将其推入大规模产业化和商业化应用。作为商用产品的前驱体，国内室温磁制冷样件、样机的发展比较迅速，主要研究单位包括中国科学院理化技术研究所、包头稀土研究院与华南理工大学等。典型产品如中国科学院磁性材料与器件重点实验室开发的适用于电磁冰箱的La-Fe-Si薄板、中国科学院理化技术研究所报道的双层旋转式室温磁制冷样机等。

（二）稀土催化材料

稀土元素具有未充满电子的4f轨道和镧系收缩等特征，因而表现出独特化学性能，作为（助）催化剂在许多重要的化学过程中得到应用。目前，稀土催化材料最主要的两个应用领域为石油化工（尤其是石油裂化）和大气污染物（尤其是汽车尾气）净化。由于稀土催化材料多利用镧、铈等元素的化合物，其发展可有效改善国内乃至全球“磁材稀土、中重稀土（尤其是钕、镨、铽和镝）供不应求，大丰度、高产量轻稀土（尤其是铈和镧）大量积压”这一稀土资源开采和应用不平衡的局面。因此，近年来世界各国均非常重视稀土催化产业，如美国22%的稀土消费集中于催化剂领域，使之超过稀土磁性材料、成为其稀土消费结构中占比最大的板块。截至2019年12月，全球共有61808项关于稀土催化材料的专利申请，共涉 及85个国家和地区（图4）。可见，稀土催化材料的研发与应用涉及地域广泛，属于全球热点技术之一。

图４ 全球稀土催化材料专利公开国家排名及其申请趋势

石油化工催化技术与材料石油炼制的发展很大程度上依赖于催化剂的发展，催化技术在炼化生产中占有重要的地位。流化催化裂化（FCC）是石油炼制的核心工艺之一，是炼厂中最重要的重油轻质化和获取经济效益的主要手段。20世纪70年代后，稀土（镧、铈）分子筛催化剂逐步取代无定型硅铝催化剂，是工业催化领域的一次革命。这种稀土基 FCC 催化剂是最早应用混合稀土的领域之一，也是中国生产的最大的石化催化剂品种。

从生产角度看，目前全球主要FCC催化剂供应商包括美国Grace Davison公司、中国石化催化剂有限公司、美国Albemarle公司、德国巴斯夫公司、中国石油兰州石化公司催化剂厂、日本JGCC&C公司、俄罗斯KNT公司和以山西腾茂、青岛惠诚等为代表的中国民营催化剂公司。这些公司总生产能力约为110万吨／年（其中中国产能占41%，稀土总用量2.8万吨REO以上）；从需求角度看，目前FCC 催化剂的全球需求约92万吨／年（其中中国需求约20万吨／年），总产能已显著大于总需求，FCC催化剂正面对全球化激烈竞争。预计到2025年，全球石油加工能力将达到53.5亿吨左右，其中催化裂化能力将达到10亿吨／年。按照现有平均剂耗水平测算，则全球年需求FCC催化剂在100万吨左右，对应稀土用量2.5万吨 REO。

从国际市场看，美国Grace Davison、Albemarle、德国巴斯夫三大催化剂巨头有近80年的生产经验，引领技术发展，具有完备的营销渠道，且与国际主要FCC 工艺供应商UOP、德新尼布（原石韦公司）、壳牌、埃克森美孚等建立了长期稳定的合作关系，在国际市场处于垄断地位。国产FCC催化剂在20世纪90年代就进入国际市场，经过多年的努力，全球（不包括中国大陆地区）已有20多个国家和地区的26家公司30多家炼油厂使用国产FCC催化剂，但市场占有率不高。从国内市场看，近年来由于FCC催化剂和分子筛部分专利保护过期及国有企业技术人才流失等原因，民营FCC催化剂快速发展，产品同质化日趋严重，产能严重过剩，产品价格逐步走低，进入微利时代。国外供应商已逐步退出中国市场，未来国内市场竞争主要在中石化催化剂有限公司、中石油兰州催化剂厂及民营催化剂企业之间展开。

大气污染物催化净化材料在大气污染物治理领域，稀土催化材料主要用于汽车尾气催化净化。2020年全国机动车保有量达3.72亿辆，其中汽车2.81亿辆（传统燃油汽车占比98.3%），持续多年保持8%以上的年增长率。机动车保有量的增长带来更大的尾气减排压力，安装汽车尾气净化装置是各类减排措施中最为有效的一种。目前的汽车尾气净化装置中均含有大量稀土，主要是铈、镧、镨等轻稀土元素的氧化物，其存在能有效拓宽尾气空燃比，改善高比表面积涂层的热稳定性，提高贵金属组分的分散度、抗中毒和耐久性能等。三效催化净化技术是目前全世界普遍采用的汽油车排气后处理技术，也是汽车尾气净化系统中对稀土需求量最大的一环。2018—2020年全球汽车年均产量为8800万辆，对应三效催化剂稀土用量为约7900tREO/年。

三效催化剂中稀土材料主要用作储放氧组分，核心材料为具有高比表面积、高稳定性、高储放氧能力的铈锆固溶体（CexZr₁-xO₂）。全球铈锆固溶体材料的技术和生产主要为比利时Solvay、日本DKKK、加拿大AMR三家公司掌握，其市场占比超过70%。2019年，北方稀土与天津工业大学进行联合攻关，于同年９月底产出性能达到国际先进水平的高比表面积铈锆固溶体产品；在整车催化剂领域，几家跨国公司（美国巴斯夫、英国庄信万丰、比利时优美科）占据71%的全球份额。国内尾气催化剂企业包括无锡威孚、昆明贵研、四川中自、安徽艾可蓝、无锡凯龙、重庆海特等。自主品牌三效催化剂2018年销售额超过60亿元，占国内市场份额 30%以上，但其产品主打低端市场，对催化剂价格波动较为敏感。除汽油车三效催化剂外，稀土催化剂也可应用于柴油车尾气减排。具体而言，铈基复合氧化物在柴油车氨气选择催化NOx还原（NH3-SCR）和颗粒物催化过滤（CDPF）两种技术中都有着良好的研 究与应用经验。

在工业烟气脱硝方面，目前中国所使用的脱硝催化剂主要为钒钛系材料，与之相比，稀土基SCR催化剂具有高效、无毒、无二次污染等优势（表3）。2017年之后国内火电行业原有的钒钛脱硝催化剂逐渐进入失效期、逐步开始换装，如能借此机会实现传统脱硝催化剂的稀土成分替代，则可带来4万～5万吨REO/年的稀土用量。2019年，南京大学与新疆石河子大学、新疆天富集团有限责任公司合作研发的低温稀土铈基催化剂在新疆天富南热电有限公司的125MW发电机组的侧线装置上实现了3000h以上的稳定运行，脱硝效率达55%以上，填补了国内超低温（100℃）脱硝领域的空白。2020年11月，包头稀土高新区企业希捷环保的研发团队在内蒙古自治区科技重大专项“稀土基中低温烟气脱硝催化剂的工业化生产及应用”中取得突破，完成了稀土基中低温SCR脱硝催化剂粉体实验室研发工作，技术已具备中试放大和中高温烟气脱硝（如余热锅炉等）产业化条件；2021年4 月，中国建筑材料联合会和中国水泥协会完成了“水泥窑炉中低温复杂烟气SCR 脱硝技术及工程应用”项目成果鉴定。该项目以稀土耦合钒钛体系的中低温SCR 脱硝催化剂系列产品，在长兴南方水泥有限公司5000t/ｄ水泥熟料生产线实现了复杂烟气中低温SCR脱硝技术工程化应用和长期高效稳定运行。

表3　传统钒钛系与稀土基SCR催化剂比较

在工业废气挥发性有机化合物（VOC）催化净化方面，催化燃烧法是目前公认治理VOC的最有效手段。近年来，国内外针对不同的应用场合开发了更为先进的蓄热式催化燃烧法和吸附-浓缩-催化燃烧法，这些都需要兼具高活性和高稳定性的稀土催化材料作支撑。国内许多单位在该领域开展了研发工作，例如华东理工大学工业催化研究所成功开发了用于芳香烃类挥发性有机化合物催化净化用催化剂和用于处理含甲苯废气的蓄热式催化燃烧技术；近期挥发性有机物污染治理技术与装备国家工程实验室获国家发展改革委立项建设，推动了蓄热催化燃烧装置、变温变压脱附 + 催化氧化装置等工艺技术设备的建设，广泛使用以铈为代表的稀土元素对分子筛等吸附剂进行改性，或直接制成稀土金属氧化物催化剂，在吸附催化联合技术中起到了重要作用。到2019年为止，国内用于VOC处理的设备总市场已经超过 250亿元，充分发挥我国稀土资源储量和稀土功能材料科研的优势，推广其在 VOC末端治理领域应用具有战略意义。

（三）稀土光功能材料

稀土光功能材料是指利用稀土元素独特的4f壳层电子结构及其发光特性制备而成的新型功能材料。其按照材料的状态可以分为以粉体材料为主的“稀土发光材料”和以单晶材料为主的“稀土晶体材料”。其应用范围涉及节能照明、液晶显示、光电器件、现代医疗电子设备、光存储、光转换等多个领域，是现代绿色照明产业的关键基础材料。中国是稀土光功能材料的生产和消费大国，产量占全球总产量80% 以上。国内稀土光功能材料的快速发展带动下游产业的迅猛发展，以半导体照明（白光LED光源）为例，2019年行业总产值7548亿元，在通用照明领域市场渗透率超过50%，在显示领域渗透率超过90%。硅酸钇镥（LYSO）、 LaBr₃:Ce等稀土光功能晶体制备技术相继取得突破，其中LYSO晶体产能2019年已达15t。受医疗正电子发射断层扫描成像（PET）市场增长预期，国内LYSO晶体厂家仍在扩产，总产能有望大幅增长。

稀土发光材料稀土发光材料主要指三基色荧光粉和发光二极管（LED）荧光粉，也包括长余辉荧光粉等特种发光材料。其应用场景已经从普通的室内照明发展到道路照明、广场照明、景观照明、各种特殊照明等照明领域以及手机、电脑和电视等高端显示领域。长期以来，国产稀土三基色节能荧光灯出口总量占全世界80%以上，为中国和世界绿色照明做出巨大贡献。近年来由于LED固态光源的迅猛发展，三基色荧光粉产业明显萎缩，相关企业数量由高峰期的50余家减少至目前的10余家，国内总产量从2010年的8000t降至2019年的1200t左右，整个稀土发光材料的研究和产业焦点也由三基色荧光粉向LED荧光粉转移（图5）。

图5 近10年中国稀土LED及三基色荧光粉产量走势

2010年以来，白光LED光源因具有光效高、无污染、技术成熟度高等优点，迅速取代传统三基色荧光灯，逐渐占据通用照明和高品质显示等领域的绝大部分市场，2019年功率型白光LED发光效率达到200lm/W。近年来，LED荧光粉产业结构在不断变化，铝酸盐黄绿粉占比越来越高，其中Y3(Al,Ga)5O12:Ce3+（GaYAG）已取代了高成本的LuAG:Ce黄绿粉，成为市场主流；(Ca,Sr)2Si5N8:Eu2+氮化物红粉已退出市场，稳定性更好、光效更高的 (Ca,Sr)AlSiN3:Eu2+（SCASN）氮化物红粉成为高显色照明的首选。在背光领域，LED背光源迅速取代冷阴极荧光灯管成为液晶显示的主流背光技术。早期白光 LED背光源分别采用Y3Al5O12:Ce3+（YAG:Ce）荧光粉或者硅酸盐绿粉搭配氮化物红粉方案来实现普通色域和高色域液晶显示，近年来β-塞隆绿粉和氟化物红粉组合方案出现，广色域（>92%NTSC）液晶显示技术逐渐成为发展主流。

中国白光LED荧光粉的研究起步较晚，早期严重依赖高价进口日本三菱、美国英特美等公司的产品。目前，以三菱化学株式会社、电气化学株式会社、日亚化学工业株式会社为代表的日本企业在全球市场的生产量、销售量、资产总额等方面仍占优势。但我国在有研稀土、江苏博睿、江门科恒等企业的带动下，相关产品国产化率已超过80%，部分高端产品销往日本、韩国和中国台湾等地区。铝酸盐、氮化物、氟化物和硅酸盐系列主流荧光粉的核心制备技术和产品均已取得重要突破。相关产业未来的发展方向包括：

全光谱LED照明：该技术目前在白光LED照明市场仅占2%，预计2025年全光谱健康照明渗透率可达20%，全光谱荧光粉用量达到150~200t，带动下游产值数百亿元。大功率LED、激光照明：是照明领域重要发展趋势之一，急需开发与其配套的高稳定、耐热冲击新型稀土荧光粉和荧光玻璃/陶瓷等块体荧光材料。超高色域显示领域：开发满足更高显示色域需求的新型窄带发射的红粉和绿粉是该领域发展的重要方向，荧光粉和量子点相结合的新型显示技术也是该领域重要发展趋势。稀土长余辉材料是一种节能环保的光致蓄光型发光材料。它能在吸收太阳光和灯光的能量之后，将部分能量储存起来，然后慢慢地把储存的能量以可见光的形式释放出来。随着落后产能的淘汰和相关产业转型升级，国内稀土长余辉荧光粉已经形成完整的产业链，其产量从2013年的400t下降至2016年的180~210t，转而增长至2019年（仅统计1—10月）的485t，同比增长94%。X射线稀土发光材料发展较早，长时间以来应用量也较大，但随着计算机技术的应用，这类发光材料的市场已逐渐萎缩。而多种颜色的稀土长余辉荧光粉，用于探测、防伪、生物荧光探针，太阳能电池增效的发光材料，医疗保健荧光材料，促进动植物生长荧光材料等发展较为迅速，有可能成为量大面广的特种稀土发光材料。

稀土晶体材料稀土晶体材料主要包括激光晶体和闪烁晶体两大类。激光晶体主要包括 Nd:Y3Al5O12（Nd:YAG）、Yb:Y3Al5O12（Yb:YAG）、Nd:YVO4、Nd:YLiF4 等。其中，Nd:YAG是迄今为止应用最为广泛的激光晶体，50%的固体激光器均采用Nd:YAG作为激光介质，在激光武器、 先进制造和加工领域具有重大应用价值。基于Nd:YAG激光晶体的高功率固体激光器因具有 脉宽窄、能量大、峰值功率高以及材料吸收好等特点，在精细微加工和特殊材料加工方面， 与 CO₂激光器和光纤激光器相比具有独特的优势，并且可与光纤高效耦合以实现柔性加工， 应用越来越广泛。产业方面，目前国内主要有北京雷生强式、成都东骏激光、福建福晶科技 和成都晶九科技等公司生产稀土激光晶体，近年来产业规模保持稳定。随着激光加工、激光通信、激光医疗和军事应用领域对激光晶体需求的不断增长，预计未来几年稀土激光晶体市 场将继续保持增长态势。

近20年是稀土闪烁晶体研究开发的黄金期，先后有数十种新型稀土闪烁晶体相继被发现并实现应用，已形成稀土氧化物、稀土卤化物两大系列产品。目前国外已实现商用的稀土闪烁晶体包括：硅酸镥/硅酸钇镥（LSO/LYSO）、钆镓铝石榴石（GGAG）、溴化镧（LaBr₃:Ce）、 溴化铈（CeBr₃）、碘化锶（SrI₂:Eu）、氯钇锂铯（CLYC）、溴镧锂铯（CLLB）等。国内LYSO和LaBr₃:Ce 已实现商品化，国内上海新漫晶体材料、四川天乐信达光电、中电26所、北京玻璃研究院和河北华凯龙科技等公司在2019年LYSO晶体总产能已达15t，但晶体质量、性能指标与国外仍存在明显差距。近年来，随着中国本土PET制造厂商的崛起，国内对 LYSO晶体的需求将迎来强劲增长。同时，深海深空探测、国防安全等领域对 LaBr₃:Ce 等高 能量分辨率闪烁晶体以及CLYC、CLLB等中子-伽马多模探测闪烁晶体具有许多新的需求。预计到2025年全球LYSO晶体需求有望达到75t，国内 LYSO晶体产量可达50t以上。

（四）稀土储氢材料

储氢材料是可以在一定温度和压力下与氢气发生反应，并且能可逆吸放氢气的一种材料。稀土储氢材料主要以Ni和稀土金属为生产原料，通过真空感应熔炼炉进行规模化生产，使用的生产原料中1/3为轻稀土金属。此外，目前产业化生产的稀土储氢材料绝大部分都已经去镨、钕化，原料以储量最为丰富的镧、铈元素为主，所以稀土储氢材料的市场应用量对推动中国轻稀土资源的充分利用起到重要作用。

目前中国已有多条自主知识产权稀土系储氢材料产线，国内总产能在2万吨/年左右，主要生产企业及产能情况如表4所示。按照此产能估算，每年可消耗的轻稀土总量大约为7000t，用量已接近中国北方稀土2019年开采控制计划总量（34625t）的1/5。虽然具有较为充足的产能规模，储氢合金的主要应用领域——镍氢电池市场却不容乐观。这主要是因为镍氢电池在民用市场的应用已经接近饱和，而且近几年又受到发展快速的锂离子电池的冲击，市场占有量逐年萎缩，这使镍氢电池成为制约整个轻稀土应用产业链的瓶颈。在此背景下，混合动力汽车及电动大巴市场的崛起为镍氢电池提供了难得的市场机遇，虽然在这些市场镍氢电池同样受到锂离子电池的挤压，但镍氢电池特有的环保、安全、低温动力性能好的优势使之更适合在混合动力汽车和北方地区的电动大巴车上应用。

表4 国内储氢材料的主要生产企业及产能情况

稀土储氢材料在混合动力车上的应用始于1997年，当时丰田公司的第一辆混合动力汽车普锐斯在美国上市，采用的就是以稀土储氢材料为负极的镍氢电池作为辅助动力源。自混合动力车上市以来，一直在与传统汽车的激烈市场竞争中艰难前行。经过20多年的技术积累和不断改进，目前混合动力车的应用技术已日趋成熟，制造成本也大大降低，市场认可度越来越高。截至2021年5月，丰田混动车在全球累计销量突破2200万辆。第一个全球累计100万辆，丰田混动用了整整10年，而第22个全球100万辆只需要4个多月，这标志着混合动力汽车快速增长期已经到来。目前全球混合动力车使用的二次电源中，镍氢电池占比高达73%，全球搭载镍氢电池的油电混合动力汽车已超过800万辆。

与混合动力车相比，基于镍氢电池的电动大巴市场占比较小，主要用于市内公共交通。目前，国内生产电动大巴车用稀土储氢材料的代表性企业包括淄博国利新电源科技、包头昊明稀土电源科技、保定长安客车、北方稀土等。基于淄博国利新电源科技有限公司镍氢动力电容电池技术的136路纯电动大巴已在山东省淄博市运行8年多，单车最大行驶里程超过30万千米，电池容量保持在85% 以上；包头昊明稀土新电源科技有限公司年产2亿安时的稀土动力电池（镍氢电池）项目于2018年 11月投产，搭载其产品的5辆纯电动大巴已在包头市64路公交线上正式运行2年以上，单车最大行驶里程超过10万千米。

（五）稀土抛光材料

抛光材料主要用于对物体表面的处理，如对玻璃工件表面进行抛光使其更加光滑细润。工业上所使用的稀土抛光材料主要是氧化铈和镧铈复合氧化物，由于其优异的抛光效果，在相关领域具有“抛光粉之王”之称。2020年中国稀土抛光粉总用量约为3万吨，其中手机盖板领域占80%以上。随着近年来手机盖板抛光产业的不断整合，大型企业（蓝思、伯恩、欧菲光等）的采购指标较大，催生了月产抛光粉千吨以上能力的抛光粉航母企业。后者多集中在内蒙古、山东、甘肃一带，包括北方稀土控股的天骄清美、甘肃稀土、淄博包钢灵芝等在内的龙头企业为市场提供稀土抛光粉约3.2万吨/年。近年来，受包头地区丰富的镧、铈原料供应、工业用电价格较低及招商引资政策优惠等因素影响，不断有中/小型企业由江苏等地搬迁而至，进一步加剧了稀土抛光材料市场的产能过剩现象。

2020年，新冠疫情严重影响了智能手机和显示面板市场，根据Omdia《智能手机显示面板市场追踪报告》，2020年智能手机显示面板的年出货量为14亿片，比 2019年下降10%。与此形成鲜明对比的是中国手机市场的快速恢复，其中最主要的增长点为5G手机销量的快速提升。据中国信通院统计，2020年国内手机市场总体出货量累计3.08亿部，其中5G手机占52.9%。由于5G手机的3D盖板曲面玻璃单机抛光粉消耗量为4G手机盖板2.5D玻璃的2倍，随着国内5G网络的快速推广，未来稀土抛光粉的需求量还将进一步增长。

（六）高纯稀土金属

2020年，全国稀土金属需求量已经超过10万吨。稀土金属的纯度是影响稀土功能材料性能的重要因素，比如蒸发溅射靶材必须使用4N以上的高纯稀土金属。如表 5所示，目前高纯稀土金属及其化合物正广泛应用于光电显示材料、超磁致伸缩材料等领域。

表5 高纯稀土金属在不同领域的应用

目前具有规模生产能力且获得广泛应用的稀土金属提纯处理方法为真空蒸馏技术和真空重熔法，具有潜在应用价值的包括区域熔炼法、固态电迁移法和电解精炼法。到20世纪末期，日矿金属株式会社、东曹株式会社、霍尼韦尔国际公司等日本和欧美企业已经由高纯金属的制备转而进入产业化开发和新材料应用阶段，为7nm 以下高阶制程集成电路、5G通信器件、大功率器件及智能传感器件、固态存储器等先进电子信息产品提供配套关键材料。国内起步较晚，现已基本实现（超）高纯稀土金属制备技术的国产化，但距离全领域产业化、保障集成电路等电子信息产业发展的目标还有一定距离。

技术开发方面，近期研究重心在于多种提纯方法联用获得超高纯稀土金属材料。例如， 成都理工大学研究人员联用真空蒸馏 - 区域熔炼的方法，采用真空蒸馏碲提纯炉，蒸馏温度为600℃，真空度控制在2Pa，蒸馏时间控制在3h，可使蒸发率达到96.63%，并将杂质含量降到0.0001%以下，最终将4N级碲单质通过真空蒸馏 -区域熔融的方法制备出6N级高纯碲。等离子体加热与区域熔炼相结合也可以有效降低金属中的杂质，北京大学研究人 员用这种方法制备得到纯度高达99.97% 以上的低杂质无氧高纯度的稀土金属钆，氧含量能够降至15mg/kg。此外，有研稀土新材料股份有限公司、包头稀土研究院和赣州晨光稀土新材料股份有限公司等公司对底置阴极稀土电解槽进行了研究，发现采用底置阴极电解制备稀土金属可大幅降低槽压、实现较高的电能效率，同时可以提高阳极利用率、降低石墨单耗，具有优异的节能减排潜力。产业应用方面，国内高纯稀土金属及靶材制造企业主要包括有研稀土新材料股份有限公司、湖南稀土金属材料研究院等。有研科技集团有限公司、有研稀土新材料股份有限公司联合开发的“高纯稀土金属、合金靶材及其制备技术”获得2019年中国有色金属工业科学技术奖一等奖。自主研发的电子信息用钇、铒、镧、钆、钪靶材及OLED用高纯镱蒸发料纯度超过4N，60种杂质元素总含量小于100mg/kg，其中高纯镱蒸发料产品已在国内多个OLED厂家实现应用。开发的高钪含量（>20%）铝钪合金靶材产品纯度超过3N5。建成国内最大、年产 6万片高端磁体用铽、镝溅射靶材生产线，在国内外20余家知名企业稳定应用，市场占有率90%以上。

（七）稀土新材料回收利用技术

如前所述，稀土是中国重要的战略矿产资源，其储量和产品年出口量均居世界第一位，稀土消费保持着年均10%以上的递增速度。然而，以江西离子型稀土为代表的中重稀土资源保障供应年限仅有20年左右，钕、铽、镝等稀土资源可能在未来长期处于供不应求的状态。同时，稀土在生产及加工的过程中会产生大量的放射性废料及稀土固体废物，对生态环境和人们的身心健康带来重大隐患。为了缓解上述供应风险和环境负荷问题，强化稀土材料的回收利用是最有效的手段之一。目前，世界范围内稀土回收量尚不足其总产量的1%。在日本，有些研究稀土再生的工厂已经步入正轨，并存储了约30万吨电子产品，内含大量稀土元素；德国已经具备每年回收100~500t稀土的能力；在法国，罗地亚集团正分别在拉罗谢尔和圣丰建设两个工厂，每年将从废旧荧光灯、磁铁和电池中产出200t稀土金属；中国在稀土新材料回收各领域均有一定技术积累（表6），并在稀土磁性材料回收领域形成了规模化产业。

表6 部分近期与“从废弃物中回收稀土元素”技术相关的中国专利

工业废弃物稀土回收从工业固、液废弃物中回收稀土的来源主要包括：赤泥、尾矿、冶金渣、热电厂和焚烧厂的灰渣、灰渣水溶液、污泥等。主要通过火法冶金（焙烧、煅烧）或湿法冶金（浸出、溶 剂萃取、选择性沉淀）工艺进行回收。近期，北京有色金属研究院、有研稀土新材料股份有限公司成功研发出浸萃联合法，该方法可缩减 5 道工序，提高了稀土回收率，且不产生放射性废渣，是一种全新的绿色生产技术，目前已在实际生产中应用；江西理工大学研究人员近期通过萃取- 沉淀新方法，添加合成的新型苯氧羧酸类萃取- 沉淀剂，从含稀土浓度为159mg/L 的稀土工业废水中收集稀土元素，稀土的沉淀率为97.3%，萃余液中的稀土浓度小于5mg/L。

稀土磁性材料回收废磁性材料主要来源：工业生产废料（如磁铁制造过程产生的切屑）、终端报废产品中的小磁铁（如电脑中的硬盘驱动器）、终端报废产品中的大磁铁（如混合动力和电动汽车、风力涡轮机）。具体回收方案的选择取决于磁体的组分和杂质的含量水平。采用短循环，磁体的性能会有所降低，化学提纯的方法可得到高品质的磁体，但成本和周期会大大加长。对于高氧含量的废旧钕铁硼磁体，较为可行的回收办法是重新熔炼除氧。

日立金属公司2015年7月启动钕铁硼类烧结磁铁生产过程中产生的加工碎屑（废料） 的回收再利用业务，其开发的碳热还原法是一种减少了酸及碱的使用量的回收再利用方法；2019年8月，英国伯明翰大学宣布，作为欧盟资助的“地平线 2020”计划中的重点项目—— “循环经济环境下的稀土磁性材料可持续回收、再加工和再利用”（SUSMAGPRO）的重要参研单位，获得超过400万欧元的经费支持，建立从废料中回收稀土金属的试点设施；国内目前有20余家从事稀土永磁废料处理的企业（代表性企业见表7），其中龙头企业鑫泰科技 在稀土废料回收镨钕氧化物领域的全球市占率约为15%。该公司于2020年9月签订《年处理6万吨磁材废料综合利用项目框架协议》，拟联合南方稀土兴建年处理6万吨磁材废料综合利用项目。

表7 稀土永磁废料回收利用主要企业情况

稀土催化材料回收目前，从FCC催化剂和汽车尾气净化催化剂（如三效催化剂）中回收稀土材料在经济上仍不可行。对FCC催化剂而言，稀土在其中的低浓度使得主流回收工艺（沉淀分离、溶剂萃取和离子交换等）都不具备足够的经济价值：沉淀法中沉淀剂的用量较大，且滤液难处理。有机溶剂萃取易发生乳化现象，操作复杂且会消耗大量有机溶剂。离子交换膜和离子交换树脂制备难度较大，且不可反复使用，分离成本高昂。值得注意的是，近期兰州理工大学团队发现，用电沉积的方法从废弃的FCC 催化剂浸出液中回收稀土元素可以很好地规避上述问题，回收所得混合稀土纯度可达96.6%，总稀土回收率为85.4%，具备良好的应用潜力；对三效催化剂而言，目前主要利用火法冶金工艺，采用铜、铁、镍合金化方案回收催化剂中 的贵金属组分（铂、钯、铑等）。在此过程中，稀土元素（如镧、铈）会进入熔渣中被丢弃。近期开发的湿法冶金工艺（硫酸钠、硫酸钾交换）可能是回收稀土元素的较佳方案，但该方案尚无足够的经济驱动力实现规模化应用。

稀土光功能材料回收从报废荧光灯的阴极射线管中回收提取的稀土元素主要是铕和钇。包头稀土研究院研究人员用碳酸钠焙烧 - 酸浸出工艺回收废荧光粉中的稀土，在最优条件下，稀土总回收率达97%以上。国内格林美公司已建设废灯管与稀土废弃物回收处理中心，开发了具有自主知识产权的废旧稀土发光产品回收利用关键技术，利用电子废弃物中回收的稀土荧光粉、废旧稀土永磁材料等循环再造高纯稀土盐类和氧化物，形成稀土废弃物高效资源化、无害化处理产业链，自主开辟了稀土回收的产业化道路。2019年1月，该公司“废旧稀土发光产品回收利用技术与产业化应用”项目获得中国循环经济协会科学技术一等奖。

稀土储氢材料回收镍氢电池中的稀土元素有可能使用湿法冶金或火法冶金工艺进行回收，但目前在经济和技术上均存在较大阻碍。德国研究人员在2017年通过研究废旧电子设备预处理过程中不同元素的分配确定典型的废旧电子设备废物中大约三分之一的稀土元素可以通过移除电池进行手动分类。电池的低回收率是未来回收这些潜在稀土元素资源的主要抑制因素。

三、发展国内稀土新材料产业的主要问题及对策

（一）主要问题

1. 总体产能过剩、高端产品供应不足

中国是世界稀土储量和消费量最大的国家，但是国内稀土产品和应用的技术含量仍然偏低，“总体产能过剩、高端产品供应不足”的问题普遍存在于各个稀土新材料产业，其中比较典型的是稀土磁性材料和稀土催化材料两个领域。尽管中国已成为全球最大的稀土永磁材料生产国，以高丰度稀土永磁材料为代表的部分稀土永磁制备技术已处于世界领先地位，但多数相关产品应用在音像器材、磁选设备及小型电机等传统中低端领域，仅有约25%的稀土永磁材料应用于新能源汽车、节能电机等新兴领域，高档机器人、光刻机等高端产业更是缺少与之匹配的国产永磁体产品。同时，在整个稀土永磁材料的热压/热变形、晶粒细化等最先进的制备技术及连续化智能化装备等领域，仍然同美国、日本等发达国家存在不小差距。此外，国内稀土永磁材料行业大部分企业生产规模较小，产业集中度较低，企业两极分化严重。截至2019年12月，国内有烧结钕铁硼生产企业接近200家，年产量3000t以上的企业仅占7.5%，而年产1500t以下的企业占84%，大部分磁材企业产量不到 1500t，而行业产能规模最大磁材企业年产能接近2万吨，企业两极分化比较严重。未来需加快引导高端应用领域发展，形成产业集群发展格局。支持具有热压、高丰度稀土永磁等独特技术优势的重点企业做大做强，同时积极拓展与下游机电企业的产业链金融合作，进一步增强其国内和国际市场竞争力。加大科技创新投入力度，加快氮碳基、纳米晶等下一代永磁先端技术储备，实现下一代稀土永磁技术的世界范围内专利和产品布局，为掌握未来稀土永磁市场话语权打下基础。

国内FCC催化剂近年来产能快速增长、产能严重过剩，未来将有20万～25万吨产能需要到国际市场寻找生存空间。此外，还存在部分装置原料来源复杂、计量手段不完善、无法准确评估催化剂性能等问题。建议持续推进装备大型化、自动化、连续化和智能化，以满足未来大型炼化一体化装置更平稳的生产模式，逐步淘汰小作坊式的落后产能。另外，需要重视具有“专用”和“个性化”特色的催化剂产品开发，进而尽快占据高端FCC催化剂市场。对前者而言，未来DCC、MIP等一系列催化裂化新工艺将为炼油技术升级和产品升级提供技术支撑，与专有工艺配套的专用催化剂也将得到快速发展；对后者而言，随着对原料分子级别认识的加深、催化新材料的开发、催化剂配方技术的经验积累以及催化剂数据库的建设和模拟软件的开发应用，“量体裁衣”的个性化催化剂开发模式将会得到更好的发展，也将为用户催化裂化装置创造更好的效益。

机动车尾气净化催化剂产业的技术壁垒与应用门槛较高，目前高端铈锆固溶体材料市场主要为比利时Solvay、日本DKKK、加拿大AMR三家公司掌握；美国巴斯夫、英国庄信万丰、比利时优美科在整车配套市场占优势地位，但国内企业在不断开拓市场份额。另外，除新车要装配催化剂外，由于催化剂的寿命为8万千米以上，因而在汽车寿命范围内需更换催化剂。因此，建议国内龙头企业建议加快布局相关产业前沿技术、专利知识产权和高端催化剂产品，以和国内整车骨干企业配套开发新车催化剂和在用车催化剂更替作为市场切入点，逐步挤占外资企业份额。

2. 核心知识产权欠缺

由于国内稀土新材料发展起步较晚，目前很多关键产品的研发和应用均起源于国外，相应的核心知识产权均集中于国际巨头手中。稀土发光材料和稀土催化材料是全球稀土新材料专利布局的热点领域，也是中国急需占据的知识产权制高点。例如，目前商用主流LED荧光粉核心专利被国外少数几家荧光粉企业掌控。其中氮化物/氟化物红粉、塞隆绿粉的核心专利被日本三菱化学和电气化学垄断，售价较同等品质的国产荧光粉高出3-5倍，且两家公司在国内不断发起专利产权诉讼；日本日亚化学的蓝光LED复合铝酸盐荧光粉白光器件专利威胁中国LED产业20年；美国通用公司的LED复合氟化物荧光粉的器件专利给中国高显色照明产业带来极大的专利风险。汽车尾气净化催化剂方面，美国巴斯夫和英国庄信万丰早在20世纪70年代即涉足相关领域研发，比利时优美科则借助自身贵金属资源优势于2003年进 入，目前三家公司在汽油车三效催化剂、柴油车SCR催化剂领域构建了较为牢固的专利和技术壁垒，全球汽车尾气催化剂市场处于寡头竞争态势。工业烟气脱硝催化剂方面，国内已实现钒基催化材料国产化，但稀土基催化剂尚未实现规模化的产业应用。

近年来，中国在稀土光功能材料与催化材料两个领域的知识产权布局显著加强，年均专利申请增速均居世界首位。但也需注意到，很多申请属于改进型专利或边缘专利，拥有核心自主知识产权的成果（尤其是具有原创性的国际专利）还不多，很多核心技术受国外专利技术壁垒的制约。在稀土新材料领域急需建立起以应用需求为导向、产学研用深度融合的协同创新机制。聚集国内相关领域丰富的科研、技术和产业优势力量，搭建集材料设计、制备、产业化和应用于一体的协同创新平台，以材料技术创新和终端应用需求为双驱动力，形成完整的一体化技术链以打造具有自主知识产权的产品体系。

（二）政策建议

政策建议

1. 加强国家层面的稀土新材料领域政策保障能力

加快建立国家层面统筹的稀土新材料的知识产权体系、技术体系、人才体系、平台体系。加强国家稀土新材料领域中长期规划实施的连续性和延续性，形成长期稳定的国家支持，避免间歇性支持。加强稀土新材料领域知识产权的保护意识，完善知识产权保护相关法律体系及其执行机制，加强和落实对职务发明人创新活动的激励措施，激发稀土功能材料及其产业的内生动 力和创新技术涌现。2. 加强稀土新材料领域的基础研究和应用基础研究

持续设立稀土新材料重大专项或重点项目，前瞻性布局稀土新材料，加强新领域应用技术基础的研究布局，加强新一代稀土功能材料的研发，布局并加强稀土功能新材料制备新技术和新装备的研发，使国家新基建、重大工程应用的稀土功能材料可以无间断地延续和适应国家2035年发展战略的应用需求。利用赣州、包头两地区的稀土资源优势，宁波、山东、京津冀等地区的新材料高技术产业集群优势，北京科技资源优势和高校研究院所遍及的人才优势，上海、广州、深圳等稀 土新材料下游应用产业优势，尽快在北京建立国家稀土新材料科技创新中心，形成从冶炼分离、材料加工到下游应用和科技创新的稀土新材料产业链集群和大数据中心，同时尝试布局海外稀土新材料科技研究分院，以规避科技封锁，加强全球合作研发能力。2020年1月10日上午，中国科学院稀土研究院在江西省赣州市挂牌成立。研究院按照“两区三高”（稀土资源绿色高价值利用的国家实验区、国家实验室体制机制创新的示范区，构建国家级稀土资源高效、绿色利用的人才高地、科技高地和产业高地）的发展定位，着力围绕国家稀土资源发展战略，加强基础性研究，突破稀土绿色、高效、高值化利用的科技瓶 颈，解决我国在稀土研究领域的重大科学需求。通过持续的科技创新和科技积累，为组建“国家稀土领域重大创新平台”奠定坚实基础。另外，国家级稀土催化研究院于2019年8月落户东营，并于2021年启用研发基地和稀土催化产业园开园，以“做大做强中国稀土催化产业、保障汽车产业链安全”为目标，在机动车尾气净化等方面重点布局，构建学术链、创新链、产业链融合的新型研发创新体系，解决我国稀土催化材料技术在行业应用中诸多“卡脖子”难题。加强稀土新材料的个性化产业化基础研发，依据质量优先原则，保障各类重大工程的“有材可用”；继续支持国防装备用特种永磁新材料的开发，加强量大、面广的工业电机等应用稀土永磁材料的迭代应用。3. 加强稀土新材料优势团队的支持和人才梯度建设

对稀土新材料领域优势研究机构和优势团队进行长期稳定支持，尽快建立不同层面的国家稀土功能材料的科技创新平台基地。充分发挥老中青年专家在人才梯队建设中的作用，避免出现人才断层和人才资源浪费。着重培养稀土新材料领域的青年骨干和专职技术人员。对于优秀技术人才，可以适当放宽评定政策门槛，只要做出贡献都有机会实现个人价值，进而促使领军人才在科研和创新活动中能够自发涌现。4. 加强稀土新材料领域国际合作

在当前的国际环境下，应尽可能利用各种机会，采取多渠道，进行国际人员交流和稀土科技信息交流；管理部门应努力为国际科技交流提供便利条件，放宽科研人员出国参加学术会议和技术交流的次数限制，避免因地方和部门的利益纠葛，导致科研人员的技术研发陷入“闭门造车”和自我封锁的境地。依据当前的国内外形势，在加强国内稀土新材料领域内循环的同时，努力拓展国际新市场，扩大国际外循环。一方面，加强对外开放水平，留住和创造条件引进稀土新材料高端应用企业，主动形成并建立全球稀土新材料产业新格局和稀土科技命运共同体；另一方面， 适度放宽稀土原材料进口，以减轻国内环保和资源消耗的压力；同时，鼓励国内稀土企业走出去，在国外收购、入股和创建像机器人伺服电机、电动汽车驱动电机等稀土新材料高科技应用产品的优势企业，改善国内外的营商和科技发展环境，以提升中国稀土功能材料产业链 和供应链的全球竞争力。四、面向国家2035年重大战略需求稀土新材料产业

（一）发展思路与重点发展方向

1. 新型稀土永磁材料开发及应用

技术开发方面，开展高综合性能烧结钕铁硼的制备技术研究、重稀土在烧结钕铁硼磁体中晶界扩散机理研究、烧结钕铁硼回收技术及应用研究、烧结钕铁硼磁体服役性能预测技术与理论研究等；开展薄壁热压磁环各向异性形成机理研究、热压磁环用高性能磁粉制备技术研究、高性能热压永磁环制备技术及应用、高性能热压磁环工程化制备装备及工艺技术开发等；开展高丰度（镧、铈等）稀土在永磁材料中的平衡利用、双主相铈磁体结构与矫顽力机理及矫顽力提升技术研究等；结合材料基因、机器学习等方法，开展具有普适性的磁性功能材料结构设计和性能计算等分析方法及软件的研究；针对第一代稀土永磁材料高磁能积和高矫顽力的关键性能指标，开展材料新体系和新结构的探索；针对磁性功能材料的特点，研究测试检测新原理、新设备，逐步摆脱分析检测装备对国外的依赖。

产业应用方面，开发智能轨道交通与智能工业制造体系；开发以永磁悬浮轴承技术、永磁涡流传动技术、永磁涡流制动技术等为代表的节能高效的永磁材料及磁动力系统；开发具备海洋腐蚀环境服役的高耐腐蚀性永磁直驱发电机用稀土永磁材料及风电系统；开发机器人与智慧城市等应用场景的高磁能积、高矫顽力、小型化、高精度的永磁材料。

2. 高性能稀土催化材料开发及应用

开发高效、节能、长寿命的石油化工稀土催化材料、清洁能源合成稀土催化材料、机动车尾气污染治理及工业废气排放污染治理稀土催化材料及产业化关键技术；发展纳米笼分子组装及高比表面积铈锆材料制备等关键技术，研制出超高性能稀土催化材料，并在固定源及移动源排气系统高效稀土催化净化部件中规模应用，实现国产化；聚焦稀土催化材料的高活性、抗硫中毒、长寿命、低成本等关键技术问题，开发宽温度窗口、低起燃温度、长寿命的汽车尾气治理稀土贵金属催化材料、攻克稀土催化材料的冷启动稀土贵金属催化材料开发及产业化技术；开发工业废气净化用稀土复合氧化物催化材料及集成技术；开发高效、廉价、高选择性及高稳定性的稀土分子筛固体酸催化剂、新型炼油稀土分子筛催化剂及其产业化技术、实现新型高性能稀土催化材料在机动车尾气净化、石油化工、室内空气净化、水污染处 理、燃料电池等直接与民生和节能环保领域中规模应用，解决国内能源高效利用和环境污染问题。

3. 先进稀土光功能材料开发及其产业化制备

在稀土发光材料方面，突破高效发射非可见光和上转换发光等新型稀土发光材料及其制备技术，开发紫光-蓝光激发下红外发射效率增强理论和技术途径；开发蓝光激发下发射高效窄带发射、高色纯度绿色和红色发光材料及其制备技术；利用荧光粉和量子点的优势互补， 实现荧光粉和量子点相结合的新型显示技术；利用结构相似相容和同位替换原则设计开发新型具有自主知识产权的材料体系，开展基于高通量材料结构设计，获得一系列新型稀土发光材料。在稀土晶体材料方面，开发大尺寸、高质量稀土激光晶体生长和加工技术及装备；开发高质量稀土激光晶体、激光光纤的高效制备技术及基于稀土激光晶体的各种新型激光应用技术；开发高性能稀土闪烁晶体及其高效制备技术、高能量分辨率稀土闪烁晶体及其大尺寸单晶生长技术、新型高性能稀土闪烁晶体的高通量制备及表征技术。

4. 高纯稀土金属及靶材制备技术

进一步提高稀土金属的纯度达到4N5以上水平，发展低成本、规模化制备超高纯稀土金属技术，为研制高纯稀土靶材提供关键的原材料；精细提纯控制工艺及大型高真空提纯装备 （如大型区熔炉、单晶提纯炉）等高端装备开发；发展超高纯稀土金属及靶材中痕量杂质元素分析检测技术。

（二）预期目标

1. 2025年目标：完成稀土新材料产业由跟跑到并跑的过渡

到2025年，迈入稀土新材料领域强国行列。面向新一代信息技术、现代交通、新一代照明及显示、节能环保、集成电路、生物医药、国防军工等领域的重大发展需求，初步掌握具有自主知识产权的稀土磁性材料及其制造装备的关键核心技术，新能源汽车、航空航天、工业伺服电机等高端磁性材料应用领域，稀土永磁材料换代达标率达到70%。突破稀土发光材料的批量、稳定制备技术，国产化率提高到 80%以上；突破高性能稀土晶体材料、高纯稀土金属及靶材等新型稀土功能材料关键制备技术，达到高端医疗装备、智能探测、集成电路等的要求，部分替代进口；开发出新型稀土功能材料及其制备技术，并拓展新的应用领域。到2025年，掌握一批重点稀土新材料的关键核心技术，优势领域形成一批具有较强国际竞争力 的跨国公司和产业集群，在全球产业价值链中的地位明显提升，完成稀土产业由跟跑到并跑的过渡。

2. 2030年目标：初步建成世界稀土强国

到2030年，在稀土功能材料领域，创新能力得到大幅提升，能够实现引领全球稀土永磁材料研究和产业发展，初步实现世界稀土产业强国目标。超高性能永磁体在机器人、医疗装备、航空航天、物联网、舰船、石油化工等重大装备和工程上得到全面应用，掌握具有自主知识产权的稀土磁性材料及其制造装备的关键核心技术，在新能源汽车、航空航天、工业伺服电机等高端磁性材料应用领域，稀土永磁材料换代达标率达到80%。

3. 2035年目标：建成世界稀土强国

到2035 年，在稀土功能材料领域取得重大突破，创新能力大幅提升，稀土新材料领域的 整体创新水平达到世界高水平国家行列，整体竞争力明显加强，部分优势方向形成全球创新引领能力，全面建成世界稀土功能材料强国。稀土永磁材料、催化材料、发光材料等达到国际先进水平，实现完全自给，国防应用的光功能晶体、超纯稀土等自给率大于95% ；实现稀土磁性材料及其制造装备的关键核心技术和知识产权的自主可控，在新能源汽车、国防军工、航空航天、智能制造、医疗卫生、海洋工程等高端磁性材料领域，稀土永磁材料换代达标率达到85%，形成一批原创型稀土功能材料并实现应用，其中将新一代稀土永磁材料的原创知识产权掌握在中国手中。中国自主制定的标准在国际标准中的占比达到30% 以上，拥有高端材料标准制定中的话语权；培养稀土功能材料创新人才及创新团队，实现以稀土功能材料带动新应用的新发展模式，建立全球领先的技术创新体系和产业体系，为原创技术提供平台。