稀土院天津分院:“科创飞地”结出“硬核成果”

发布时间: 2023-06-09

党的十八大以来,以习近平同志为核心的党中央坚持把创新摆在国家发展全局的突出位置,全面谋划科技创新工作,重大创新成果竞相涌现,一些前沿领域开始进入并跑、领跑阶段,科技实力正在从量的积累迈向质的飞跃,从点的突破迈向系统能力提升。回眸稀土院天津分院的十年,创新同样恰似一江春水奔涌向前,为包钢稀土产业高质量发展贡献强大科技力量。

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稀土院天津分院成立于2012年,是北方稀土在京津冀创新资源集聚地打造的“科创飞地”。十年来,该院充分利用现有创新资源和区位优势,围绕稀土产业链延伸和国家对战略性新材料的需求,持续加强前沿稀土新材料开发及应用技术攻关,研发具有国际、国内领先的新产品、新工艺、新技术等,带动镧、铈轻稀土的高附加值应用,形成以技术研发、人才聚集、成果转化、创业孵化为一体的创新发展模式。

加快实现高水平科技自立自强,是推动高质量发展的必由之路。近年来,稀土院天津分院立足稀土行业及北方稀土发展目标,以稀土新材料及其在能源、环保领域的新应用技术作为重要科技攻关方向,开展数十项稀土新材料及应用产品的研发,持续延伸稀土深加工产业链,实现从科技研发到以市场为导向的产业化道路的跨越式转变,研发出多项拥有自主知识产权的、具有产业化条件的科研成果;创新灵活、高效的体制机制,按照有利于激活技术创新机制、增强技术创新能力的原则,采取市场化手段和多元化方式吸引社会各方力量共同参与技术创新;同时,坚持以市场为导向、以客户需求指导科研的合作模式,先后与中稀易涂、中纺院天津纺科、安踏(中国)、南开大学、兰州大学等知名企业、重点高校全方位开展产、学、研合作,成立联合实验室,在共享智慧、共谋发展的道路上“双向奔赴”。

“科研工作不仅精于技术的新蓝海,更致力于将新科技在更多领域推广。”稀土院天津分院院长张光睿说道。十年间,稀土断热涂层材料、高品质无水稀土卤化物、稀土红外蓄热温升剂……一项项科研硕果,见证了稀土院天津分院开拓创新的印记。

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有这样一款神奇的“万能霜”,给玻璃涂上薄薄一层就能实现冬暖夏凉。夏季可在3小时内快速降温,冬季可阻止热量向外流失,调节室温7℃至15℃。这款神奇的“万能霜”就是来自稀土院天津分院自主研发的断热稀土玻璃涂层,利用稀土独特的电子结构和良好的光、电、磁等物理特性,将传统隔热玻璃的反射机制改为吸收机制,对太阳光谱进行有效筛选,把太阳辐射热能转换为能被空气对流大量带走的物理热能,起到极强的保温、隔热、防晒作用,并在断热效果、节能效率、便捷度及稳定性等方面,大幅领先国内外同类产品。

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走在成都蓝顶美术馆、镇江凤凰广场、济南高铁站等诸多城市的地标建筑中,人们可以随时感受到稀土玻璃涂层带来的“科技温度”,稀土新材料与绿色环保、低碳节能的完美融合,拓宽了“向绿”发展新赛道。图片

2022年,在北京冬奥会上,中国参赛队员穿着搭载稀土黑科技的安踏炽热科技冬奥装备亮相各大赛场,一时间,国家队同款羽绒服成为那个冬天各大商场展台的“C位”。

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该款羽绒服搭载稀土院天津分院自主研发的稀土热返科技,集成了“一种稀土基红外升温保暖织物及其制备方法和应用”等5项国家发明专利,印花里布上的稀土红外蓄热剂可吸收人体辐射出的远红外线,使面料与人体间形成热循环效应,其辐照温升是国家标准的2.5倍,可以有效锁住热量,从而抵御寒冷。 

稀土院天津分院纺织材料研发中心主任时文婧告诉记者:“人体热传递的途径包括蒸发、热传导、热对流和热辐射,其中,热辐射占人体热能传递的40%至60%,是人体热量最主要的流失途径。通过功能化织物控制人体与环境之间的热辐射交换,可以高效率地促进人体的热舒适性。”新产品的面世打开了稀土在纺织品领域应用的新通道,正如安踏经典广告语——“Keep moving永不止步”一般,稀土院天津分院不断跑出创新加速度,致力于让“世间万物”敷设“稀土皮肤”。

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光功能晶体中绝大部分都含有稀土元素,属于稀土功能晶体材料,是光、热、电、磁、力等各种能量形式转化的重要媒介,目前被广泛应用于航空航天、高能物理、放射医学成像、安全检测、工业无损探伤及地质勘探等领域。在嫦娥二号卫星探测器上,“探宝神器”伽马射线谱仪就是采用了先进的溴化澜(LaBr3)闪烁晶体作为主探测器,是探测月球主要元素分布的“眼睛”。

掺铈的溴化镧单晶具有高光效、快衰减、高能量分辨率、高空间分辨率、非线性响应小等特性,是目前综合性能最优的闪烁晶体材料,被认为是新一代闪烁晶体。长期以来,我国晶体生长所需要的高纯稀土卤化物依赖进口,且价格昂贵,为了填补国内空白、打破国外对稀土高纯原料关键生产技术封锁,稀土院天津分院大力开发光功能晶体用高纯稀土原材料批量化制备技术,经过7年研发,先后攻克了无水LaBr3、CeBr3、LaCl3等全系高纯无水稀土卤化物的工业生产技术,探索出一套高品质无水溴化镧新型制备技术和装备,建设了年产量可达吨级中试线,可实现从氧化物到稀土卤化物水合物再到高纯无水稀土卤化物的完整合成工艺。

图片据稀土院天津分院科研管理部部长李璐介绍:“根据下游应用反馈意见,我们开展了晶体级无水溴化镧、无水溴化铈的干法造粒实验,成功将产品状态由粉末状转变为颗粒状,可稳定批量生产纯度达到99.99%以上的产品,产品品质达国际先进水平,获得业内多家企业认可,市场占有率达50%。”

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高温工业窑炉是高耗能行业中最重要的热工设备之一,稀土院天津分院研发的稀土红外辐射涂层材料能够有效解决其隔热保温性能差、辐射热利用少、烟气尾气流失热量多等问题,成为高温窑炉上的“节能卫士”。

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与传统耐火材料相比,稀土红外辐射涂层材料拥有更好的耐磨、耐侵蚀、隔热、高辐射等性能,将稀土红外辐射涂层材料应用于高温窑炉耐材表面,增加受热面表面黑度,能够高效地吸收、辐射红外线,强化炉内辐射传热,提高炉温均匀性和热能使用效率,节能率也在10%至15%,对于耐火行业节能降耗具有里程碑式意义。

“科研成果竞相涌现,是多年来在科技创新重点领域长期坚持研发取得成果的集中体现;也是深化改革激发活力、加强政策引导激励、加大创新投入力度的结果。”谈及未来,张光睿信心满满:“未来,我们将紧扣国家所需、民生所需、公司发展所需,围绕稀土散热材料、稀土防除冰材料、稀土防腐涂料、稀土改性高岭土材料、稀土宽幅降温材料、稀土抗凝血材料等方向,进一步加强应用基础研究,不断发掘新的应用领域,全力打造原创技术的‘策源地’,将科研优势转为产业优势、经济优势、战略优势,努力打造科研人才高地、镧铈新应用创新高地、科技成果转化孵化高地,为服务国家战略和打造世界一流稀土领军企业作出新的更大的贡献。”

(来源:包头稀土研究院)

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