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稀土光学材料的开发

2012-12-25 10:39
雷本祖
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  尽管用于荧光粉的多数稀土元素丰度较高,但在美、日、德、韩、荷兰中,除美国外其他几国均无可开采的、用于稀土荧光粉的资源,而美国的稀土则一度没有开采,因此美日两国进口的氧化钇曾一度95%以上直接来自中国。即使是从未来来看,尽管国外也有含中重稀土的矿藏,而且目前正在勘探的几个矿床也报道称含中重稀土,但无论是资源储量,还是中重稀土的配分以及采选冶的难易程度,都谈不上与中国的离子型稀土矿(分布在南方赣、粤、桂、湘、闽等省区的离子吸附型稀土矿便于开发利用,是目前世界上最具优势的稀土资源;国内稀土发光材料生产厂家也主要集中于该区域或其周边的珠三角地区和长三角地区)竞争。因此,未来相当长的时期内,国外稀土荧光粉生产所需稀土原料,尤其是中重稀土原料仍将依赖中国。所以,随着稀土出口政策的调整,稀土荧光粉生产继续向中国转移的总体趋势也不会变,通用、欧司朗、三星等都已在国内建厂。

  在这个过程中,国内发展稀土荧光粉等精细化工企业(或稀土应用企业)就十分重要。尽管形成产业的整体竞争力需要相对较长的一个过程中,但在具体做法上,可以从设备等相对薄弱的领域切入。例如,国内外企业生产灯用稀土三基色荧光粉采用的虽然都是高温固相反应合成法,但国内企业采用的隧道窑大多不足20m,而日亚化学等公司采用的隧道窑则一般在50m左右,所以用长隧道窑取代短隧道窑(以使晶体达到最佳反应温度和反应时间,减少产品缺陷)就成为下一步开发的重点。

  除了照明领域外,显示(器/屏)也是稀土荧光粉应用的另一主要领域,两者的总和占稀土在荧光粉中总消费量的九成左右。历史上,阴极射线管彩电曾是稀土荣耀粉应用的一个重点领域,但是目前已被平面显示技术所取代,而在平面显示中,稀土的应用产品主要是稀土掺杂的薄膜电致发光器件等。在这一领域,日韩厂商凭借着其对平板显示器产业链条的控制,占据了平板显示用稀土发光材料的领先地位,而国内的研发开发则相对较晚;但是,从另一角度来看,应用于平面显示的稀土荧光粉开发,也是改变目前的竞争格局、实现国内企业的技术升级的重要途径。

  特种光源中应用的稀土发光材料开发更是如此:其用量虽然不及照明和显示领域来得大,但相应的应用产品开发多为高新技术产品、附加值高,对于这些领域的竞争实力而言极为重要。比如高显色指数的LED以及体积很小的微片式LED,对于医疗器械的开发而言就十分重要。事实上,从前文所述的开发历史来看,我们也可以发现“巧合”:美国的通用电气、荷兰的飞利浦分别是稀土发光材料应用开发的“拓荒者”和领先者,而这两家企业同样是世界上医疗器械的领先者(医疗器械领域“GPS”中的GE和Phipps)。

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