材料科学与工程前沿中期论文.docVIP

稀土材料/h 。2008年我国生产的镍氢电池约为10亿只，使用6000t贮氢合金，产值近6亿元；2010年左右，我国用于电动汽车电池的稀土贮氢合金年产量将达到2万吨，市场规模可达到20亿元。电动汽车所需的储氢合金将成为稀土最大的产业之一。 贮氢合金可分为5大类:稀土系(AB5型)、钛镍系(AB型)、锆基/钛基Laves相系(AB2型)、镁基合金(A2B型)和钒固溶体型。贮氢合金的制备工艺较多，不同的制备工艺对合金的组织和性能会产生不同的影响。常见的制备工艺为金属模铸法，此外还有气体雾化、熔体旋淬、定向凝固、机械合金化、压延扩散及还原扩散法。近年来，北京有色金属研究总院采用快冷厚带工艺(即熔体旋淬)制备稀土贮氢合金取得较好的结果。研究表明:采用快冷厚带工艺制备的贮氢合金厚带的晶粒细小均匀，无成分偏析，提高了贮氢合金的活化性能和循环使用寿命，并且钴含量减少，降低了合金成本， 产业化前景广阔。 3稀土发光材料 照明电器和彩电等下游产品的需求带动了稀土发光材料的迅速发展。2012年，我国彩电、节能灯用荧光粉产量达8000多吨，产值约40亿元，与其关联的下游产业??照明电器、彩电和显示器等的产值达数千亿元之巨。 在照明领域:发光二极管(LED)已成为全球的热点，正孕育着一场新的照明革命。发光二极管(LED)是一种新型的全固态的半导体照明器件，它具有许多其他光源无可比拟的特殊优点，诸如发光效率高、耗电量小、重量轻、寿命长、体积小、无汞无公害等。以上的种种优点使白光LED在液晶背景光源、工矿照明、手术照明、航空机用照明、舞台照明及景观照明等领域有着广阔的应用前景，并可能取代白炽灯和荧光灯而进入寻常家庭，得到极为广泛的应用。白光LED的关键材料:荧光粉近几年发展迅速，日本的日亚化学和美国的GE公司在这类荧光材料的研究中处于世界领先地位，美国GE公司申请的相关专利最多。目前普遍应用的蓝光LED激发YAG黄色荧光粉基本上能满足白光LED产品的要求，但应进一步提高效率，降低粒度，改善粉体形貌和粒度分布。在“蓝光LED+绿色和红色荧光粉”结构中，绿粉基本能满足要求，但红粉的效率需要有较大的提高。在“紫光LED+三基色荧光粉”结构中，三种荧光粉的效率都比较低，特别是红色荧光粉的效率最低。因此，必须尽快研制效率高、稳定性好的荧光粉、满足半导体照明技术发展的需要。北京有色金属研究总院稀土中心研制的适用于各种蓝光LED芯片激发的系列YAG黄色荧光粉性能优良，已小批量供应国内外LED器件厂家，引起了国际同行的注意。 在2013年全球半导体照明的市场规模将达12.4亿美元，并且以增长率超过三成的速度逐年递增。在全球能源短缺的忧虑再度升高的背景下，半导体照明是被业界看好的发展方向。在未来5~7年内将部分替代传统照明。美国能源部计划到2015年前后，用半导体灯取代75%的白炽灯和荧光灯，每年由于节电可节约350亿美元。7年后半导体照明可形成一个800亿美元的大产业。 显示领域:高清晰度、数字化平板彩色电视机和计算机显示器必将在不久的将来取代普通CRT彩电和显示器进入民用和军用各领域。PDP，FED， CRT背投等新型信息显示用稀土发光材料成为该领域的研究热点。 4稀土催化材料 由于稀土与其他金属催化组分具有良好的协同作用，因而稀土催化材料不仅具有良好的催化性能，而且具有良好的抗中毒性能和很高的稳定性。例如铈可变价，具有良好的储放氧功能，广泛应用于汽车尾气净化催化剂中；镧具有很好的稳定性能，已成为催化领域的重要合成元素。 贵金属催化剂是目前催化活性较高的催化材料，但由于贵金属价格昂贵，资源短缺(在我国年产量仅有400kg)，难于抵抗900??以上的高温，抗中毒能力和稳定性较差等原因，该材料的应用受到了一定的限制。稀土催化材料能够克服以上诸多缺点，且资源丰富，价格便宜，性能稳定，已成为催化材料的重要补充。 美国2010年在催化领域消费稀土高达89%(总消耗量为2万吨)，2010年我国在催化领域的稀土用量为9000t，占总消费量的40.8%。随着北京2008奥运会的临近和国民环保意识的增强，稀土催化剂在环保方面的需求及应用还会大幅增长。 然而，稀土汽车尾气净化催化剂还有许多亟待解决的问题。汽车尾气净化催化剂目前要重点解决的问题是：(1)在更宽的空然比的工作范围内，提高对氮氧化物的还原选择性；(2)降低起燃温度，减少冷启动时污染物的排放；(3)提高催化剂的高温稳定性和使用寿命。天然气催化燃烧催化剂近年来已成为一个研究热点，随着煤和石油资源的日益枯竭，天然气作为一种清洁能源发挥着愈来愈重要的作用。天然气在普通燃烧时，由于操作温度很高，会有大量氮氧化物(NOx)形成，对环境造成污染，而且燃烧效率较低，易熄火。天然气催化燃烧是一种无焰燃烧，将甲烷与空气进行预混合后，均匀通