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新葡萄京手机版网址·稀有金属将在“中国制造2025”中扮演重要角色
时间:2019-02-21

经李克强总理签发的《中国制造2025》全面部署了制造强国战略。这是我国实施制造强国战略第—个十年的行动纲领。根据规划,我国将通过“三步走”实现制造强国的战略目标,其中第—步,即到2025年迈入制造强国行列。规划将“智能制造”定位为中国制造的主攻方向,而稀有金属作为“电子金属”,在智能化升级中将扮演关键角色。

什么是智能制造

智能制造(Intelligent Manufacturing,IM)是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智能系统,能在制造过程中进行智能活动,诸如分析、推理、判断、构思和决策等。通过人与智能机器的合作,可扩大、延伸和部分取代人类专家在制造过程中的脑力劳动。智能制造更新了制造自动化的概念,将其扩展到柔性化、智能化和高度集成化。也就是说,智能制造可以通过生产过程的智能化提高产品精度、突破核心零部件的生产技术、提高制造高端产品的生产能力。

智能制造的要素包括对人才和设备的需求,而对设备的需求是重中之重。智能化设备要求信息传输终端具备可以代替人的感觉、甚至超越人的感觉灵敏度。这就需要有特殊功能的材料,而金属和半导体是首 选材料。

智能制造中的稀有金属

众多稀有金属材料中,铟、锗、镓、钨、铋、钴、锑、钒、铑、硒、碲和各种稀土材料具备特殊功能,因而满足了智能制造设备和智能生活设施的需求。例如,金属铟具有导电透明的特性,是生产各种LED液晶显示屏的理想材料,近两年来在触控面板上发挥了巨大功能。对于追求更方便、更舒适的客户体验的年轻人来说,各种透明的触控玻璃将成为生产的重要组成部分。被看好的铜铟镓硒太阳能电池也是基于铟材料的良好导电和透光性,这种光伏薄膜电池具有其生产成本低、污染小、不衰退、弱光性能好等显著特点,是《中国制造2025》中新能源应用中潜力巨大的部分。

稀有金属锗则是智能制造过程中万物互联的基础,而未来智慧城市的建设皆以高速和万物互联的信号传输为基础。锗具有高折射率、低色散、易加工、机械强度良好、不吸潮等优点,因而在红外和光学元件中成为吸引力的材料。光纤级四氯化锗可用于光纤生产,主要用于发挥光纤掺杂和光电转化作用,光纤用锗约占30%。工信部投资4300亿进行宽带改造,实现“光进铜退”。在实现光纤网络全覆盖的同时提高网络信号传输速度。锗将在智能制造设备和产品中用于各种红外传感、热敏元件的制造;在航空航天和军事方面作为红外导航等方面是关键材料,是实现制造强国制造的基础。

  

这些稀有金属和稀土材料已经被广泛应用于各种智能设备中。随着科技的发展和人类需求的增加,未来应用范围将更加广泛。

绿色制造和新能源同样需要稀有金属

2014年三位日本科学家因发明氮化镓而获得诺贝尔物理学奖,稀有金属镓也走入人们的视野。这种节能环保的照明材料将在《中国制造2025》中继续发挥绿色制造的作用。另外,作为未来重要的硅芯片升级替代材料砷化镓的应用同样值得期待。

高端精密机床设备是生产高精度零部件的必备设备,素有“工业牙齿”之称的金属钨是其合金材料的关键元素。目前我国各种机床、刀具生产能力和水平低下,每年需花高价进口国外高端机床和刀具以满足国内生产航空航天和精密仪器等的生产需求。

各种稀有金属在智能制造中的作用日益凸显,而稀土的作用同样也被推上了风口。这也是中国政府在WTO稀土案败诉后力推国内稀土资源整合、严厉打击非法开采、对开采进行总量控制的原因。

稀土有“工业黄金”、“工业维生素”之称,具有优良的光电磁等物理特性,能与其他材料组成性能各异、品种繁多的新型材料,其十分显著的功能就是大幅提高其他产品的质量和性能。不仅是军事方面制造杀手锏武器的元素,也是电子、激光、核工业、超导等诸多高科技的润滑剂。

在中国未来十年的发展中,绿色制造是所有制造和智造的前提,而新能源产品的生产和应用将被提上重要日程。稀土永磁材料可以替代以往的石化燃料,为新能源产业发展提供动力保证。

资源安全被各国愈加重视

稀有金属和稀土资源被各国愈加重视,美国早在80年代就制定了法律进行国家战略储备;欧盟发布《对欧盟生命有关的原料》,将铟、锗、钨、镓、钴、锑等14种原材料列为紧缺原料;日本是稀有金属和稀土资源极度缺乏的国家,从上世纪70年代就已经开始了对稀有金属和稀土材料的国家收储和民间收储;韩国也从2006年将稀有金属和稀土资源列为战略资源开始国家收储。在全球主要经济体均提出工业4.0概念后,稀有金属和稀土等原材料供应安全更加敏感。中国在这些资源的储备方面具备一定的优势,但同时也是未来消耗的主要地区。中国未来发展必须保证充足的原料供应,这也是《中国制造2025》必须考虑的问题。