稀有金属材料.doc

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1、稀有金属材料目录一、稀有金属简介31、定义及用途32、国内资源现状43、稀有金属钨、钼、铼在国民经济中的重要作用53.1 对国防军工领域的作用53.2 对电子行业的作用53.3 对核工业的作用63.4 对医疗行业的作用63.5 对加工工业的作用63.6 对镀膜行业的作用64、稀有金属钨、钼、铼在重点领域及项目中的应用前景74.1 半导体照明领域74.2 核电领域84.3核聚变ITER项目9二、稀有金属产业现状及产业规划101、硬质合金101.1 产业现状及产业规划101.2国内外研究趋势111.3 主要存在的问题122、钨钼大型制件132.1 产业现状及产业规划13（1）钨钼制件应用于LED衬

2、底用单晶生长142.2 国内外研究趋势152.3 主要存在的问题153、大规格钼电极153.1产业现状及产业规划153.2、国内外发展趋势163.3、主要存在的问题164、钨钼大型板材164.1产业现状及产业规划164.2、国内外发展趋势174.3、主要存在的问题185、高纯铼及其合金制品185.1 产业现状及产业规划185.2 国内外研究趋势195.3 主要存在的问题196、高纯金属靶材196.1 产业现状及产业规划196.2 国内外研究趋势206.3主要存在的问题22三、主要问题及行业展望241、亟待解决的主要问题241.1 高纯原料的制备241.2 加工技术薄弱，缺少规格特大、形状特异产

3、品生产能力241.3基础研究薄弱、高端新品种开发力度不够251.4 整体生产加工水平低，技术落后252、行业展望252.1 符合振兴新兴产业及国家中长期发展规划的要求252.2突破壁垒、解决生产中的重大技术问题262.3 重视资源二次循环利用，利国利民26一、稀有金属简介 1、定义及用途稀有金属通常指在自然界中含量较少或分布稀散的金属。这些金属尽管稀少，但在现代工业中有着重要的作用。随着科学技术的高速发展，对材料提出了日益严格的要求。由于稀有金属具有各种优良性能，在国民经济的各个方面及航天、能源、电子、化工等领域都越来越发挥着重要地作用。表1 稀有金属的分类类别及数量元素特点稀有轻金属（共4个

4、元素）包括锂、铷、铯、铍。比重较小，化学活性强。稀有高熔点金属（共9个元素）包括钛、锆、铪、钒、铌、钽、钼、钨、铼。熔点较高，与碳、氮、硅、硼等生成的化合物熔点也较高。 稀有分散性金属（共6个元素）包括镓、铟、铊、锗以及硒、碲。稀有稀土金属（共17个元素）包括钪、钇及镧系元素。化学性质非常相似，在矿物中相互伴生。稀有放射性金属（共19个元素）包括天然存在的钫、镭、钋和锕系金属中的锕、钍、镤、铀，以及人工制造的锝、钷、锕系其他元素和104至107号元素。稀有金属钛、钽、铌都同时具有耐高温高压、耐腐蚀等特点，因此在化学工业中广泛被用来制造在高温高压、强腐蚀条件下工作的化工设备。用他们替代不锈钢能提

5、高设备使用寿命10倍以上。同时，许多稀有金属化合物成为化工过程中重要的催化剂，如钼铼化合物。稀有放射性金属钍、铀是能源工业中重要的核原料；稀有高熔点金属锆，由于同时具备耐高温、耐腐蚀，热中子俘获面小等优良特性他，是原子反应堆不可缺少的结构材料；稀有高熔点金属铪，因其热中子俘获面大而用作反应堆的控制棒。在电子行业中，高纯度稀有金属锗是重要的半导体材料之一，钇及某些稀土元素氧化物是制作超导材料的主要成分。钨、钼、钛、铌、锆、铟、镓都是电子工业不可缺少的重要材料。稀有金属钽以制造比容大，性能稳定的优质电容器，成为航天航空设备中的重要电子元件。在钢铁工业中，稀有高熔点金属是冶炼优质钢的重要添加剂，少量

6、稀土或钼、钒等加入钢中，都能大大改善钢的结构，从而大大提高其强度和耐冲击性能，故大量用于炼制各种低合金钢。此外，在医疗、激光、超导、航海、农业等各个领域无不使用稀有金属及其化合物。稀有金属的发现和应用虽然比较晚，但随着科学技术的高速发展，人们对稀有金属的认识日益深化，对其应用范围愈来愈拓宽，在国民经济及科学技术中的地位越来越重要。2、国内资源现状我国是稀有金属资源的大国，以重要的稀有金属战略储备资源钨、钼为例：中国是世界上钨资源最丰富的国家，占全球储量的35%。是世界上最大的钨生产国和出口国，同时也是最大的钨消费国家。根据国际钨协公布的数据显示，全球钨消费总量中，中国消费占37%，欧洲约27%

7、，美国15%，日本11%。中国也是全球最大的钼资源国，根据美国地质勘探局的统计资料显示，中国的钼资源占全球钼资源储量的38.4%以及储量基础的43.7%。目前我国以35%的钨资源向世界提供着80%至90%的供应，处于绝对的垄断地位，但却并没有获得垄断性的利润。2003年，中国出口到美国的钨产品为2943吨，占美国钨供应量的1/3，出口额2560万美元。同年，美国肯纳公司这一家企业利用进口钨品加工硬质合金的销售收入就达到20亿美元。而这一年，我国整个钨行业销售收入仅为100亿人民币。与此同时，我国出口了大量的钨资源，却又以六、七倍的价差来购买高端钨制品。其主要原因就是我国钨产品结构不合理，出口过

8、多，价格低廉。以附加值低的初级产品出口为主。我国在稀有金属资源的开发和利用方面有较为悠久的历史，但经过多年的开采，特别是随着国内外经济形势的变化，出口贸易上存在严重的问题，我国的资源损失严重，世界占有率大幅下降，资源形势十分严峻。因此，随着稀有金属在国民经济各个领域用途的拓宽、用量的增加，各类资源将面临严峻的挑战。面对这种险峻的形势，大力提高稀有金属制备的技术水平，发展先进的生产装备，有效降低生产成本是行之有效的对策。3、稀有金属钨、钼、铼在国民经济中的重要作用稀有金属钨、钼、铼广泛应用于航空、航天、电子、核工业、汽车、半导体照明、机械加工、高温设备、稀土冶炼、放射性医疗、薄膜技术、钢铁冶金、

9、金刚石合成、有色金属加工模具等领域，在国民经济中有着至关重要的作用。其材料和制品已经渗透到国民经济建设和社会生活的各个领域，支撑着一大批高新技术产业的发展，同时它对传统行业的更新换代也起着推波助澜的作用。3.1 对国防军工领域的作用钨、钼、铼及其合金材料由于其优异的性能，在先进国防建设中占有十分重要的地位，如：侵彻弹、集束炸弹、穿甲弹、射线武器屏蔽以及装甲材料等，大量使用钨合金高比重材料；难熔金属钨（钼）渗铜浸渗复合材料，广泛用作固体火箭发动机的燃气舵、护板、喉衬和紧固件等耐高温抗烧蚀部件； “高超音速飞行器”项目也采用了高性能钨渗铜和钼渗铜材料，作为抗烧蚀前缘等关键部位，用来抵抗超高速气动加

10、热所产生的高温和冲刷烧蚀。此外，高性能难熔金属变形加工制品和大尺寸难熔金属烧结制品在武器型号上也有广泛的应用和需求。其他应用的方面还有卫星导航装置、精密仪表仪器、动平衡配重等。3.2 对电子行业的作用钨、钼、铼等稀有金属材料一直是电子工业及电光源用的重要材料。钼有良好的导电和高温性能，特别是与玻璃的热膨胀系数极其相近，广泛地用于制造灯泡中螺旋灯丝的芯线、引出线、挂钩、支架、边杆及其他部件，在电子管中做栅极和阳极支撑材料。各种高纯难熔金属及其合金制成的靶材用于制造大规模集成电路芯片。3.3 对核工业的作用钨及钨合金在核工业上有广泛应用。钨是BCC结构，在固相温度范围内不发生同素异型转变。在所有金

11、属中，钨的熔点最高（3410），蒸气压最低（1.310-7Pa），热导性好，高温强度高，不形成氢化物，不与氘共沉积，是一种很好的高热流密度部件的保护材料。目前纯钨制品已经广泛应用于热核聚变堆的挡板、护甲。钨基高比重合金是以钨为基体加入少量镍、铁、铜等合金元素组成的合金，具有密度高（-18.5g/cm3）且可调、吸收高能射线能力强（比铅的射线吸收系数高1/3）等优异性能，因而广泛用作射线屏蔽防护材料和核屏蔽材料。在核技术上的应用主要有：检测集装箱系统的钨合金准直器；60Co 及其他辐射的屏蔽钨合金容器；地质勘测屏蔽射线钨合金准直器；管道检测射线屏蔽钨合金准直器；工业探伤射线屏蔽钨合金准直器等。3

12、.4 对医疗行业的作用钨合金作为一种理想的辐射屏蔽材料，在肿瘤放射性治疗机和核医学成像的医学影像设备中大量使用。CT和PET技术中都需要由钨合金薄片组成的准直器。3.5 对加工工业的作用在真空炉和保护性气氛电炉中，难熔金属钨、钼、铼制品广泛用于发热体、隔热屏、固定件、底盘、导轨和舟皿。大规格的钨、钼坩埚因为其高的耐腐蚀性能和耐高温性能而广泛地应用于表面涂层工业、单晶生产行业、金刚石和立方BN的生产中。钼合金顶头用于无缝钢管穿管可比工具钢顶头提高穿制寿命十几倍到几十倍。高温高强度钼合金作为等温锻造的模具在航空工业的钛合金、高温合金部件的加工上的应用，其他如作为有色金属的压铸模具等。3.6 对镀膜

13、行业的作用随电子信息行业的快速发展，稀有金属作为溅射靶材的应用呈直线上升。溅射靶材是获得薄膜材料的基础，随着薄膜科学的飞速发展和薄膜技术的不断进步，靶材的研究也得到长足的发展。溅射靶材的应用领域包括平面显示、半导体、磁记录存储、光记录存储、太阳能、机械、汽车、玻璃、装饰等行业。在种类繁多的靶材中，大尺寸高纯Mo靶、WTi靶具有优异特性，广泛应用在平面显示、薄膜太阳能电池、半导体、医疗、机械加工以及固体润滑等方面。4、稀有金属钨、钼、铼在重点领域及项目中的应用前景目前钨、钼和铼除了在传统工业上的应用外，在LED、核电、核医疗、以及新能源等领域及重点项目上也有着广泛的应用前景。4.1 半导体照明领

14、域LED产业及LED半导体照明目前是全球范围内在未来几年重点发展的绿色产业，我们国家也先后起动了绿色照明工程，半导体照明工程，LED半导体照明技术和市场也逐步趋于成熟，为LED半导体照明发展提供了良好的动力。钨钼产品在这个产业链中有着非常广泛的应用。如LED照明用石英玻璃领域、LED外延芯片蓝宝石晶体生长炉用钨钼热场（钼屏和钨坩埚）、LED 产业链中MOCVD设备热场（铼加热器、钨钼材等）、LED发光电极等。 图1 蓝宝石晶体生长用钨、钼坩埚 图2 蓝宝石单晶生长炉用钼热场图3 MOCVD加热炉关键元件纯铼加热丝4.2 核电领域近年来中国、德国和美国等国家开始大规模建设第三代核电站。最新一代的

15、核电技术中，AP1000核电技术被认为是目前世界上最先进的核电技术。AP1000最主要的优点是其采用最先进的屏蔽式主泵，具有高的惰性转动惯量，在无动力条件下时，能保持核反应堆冷却几小时，为处理预留反应时间。与第二代核电相比，AP1000具有安全性高，成本低等优点，是核电的重要发展方向之一。AP1000核电主泵是AP1000核电最核心的部件，主机泵飞轮的核心部件是大型钨基合金惯性轮。蒸汽发生器主泵核反应堆 图4 AP1000核电主泵位置图4.3核聚变ITER项目核聚变研究是当今世界科技界为解决人类未来能源问题而开展的重大国际合作计划。与不可再生能源和常规清洁能源不同，聚变能具有资源无限，不污染环

16、境，不产生高放射性核废料等优点，是人类未来能源的主导形式之一，也是目前认识到的可以最终解决人类社会能源问题和环境问题、推动人类社会可持续发展的重要途径之一，因此ITER项目具有无限潜力。ITER装置主要包括第一壁、偏滤器、包层、以及屏蔽部件、真空容器、磁场系统、加料与等离子体辅助加热系统等。在该装置中需大量使用高性能钨、钼及其合金材料和制品。W制件W/Cu复合构件图5 ITER偏滤器（Divertor）外垂直靶（Outer vertical target）由此可见，高性能稀有金属材料及制品已经渗透到国民经济建设和国防建设的各个领域，支撑着一大批高新技术产业的发展，同时它有力地推动了传统行业的更

17、新换代。二、稀有金属产业现状及产业规划1、硬质合金1.1 产业现状及产业规划目前我国硬质合金产品占到了世界产量的40%，市场流通量的30%，是全球硬质合金第一生产大国。2010年产量为15136吨，销售收入150亿元。2010年200家硬质合金企业的生产能力为3.56万吨，产能利用率为48.86%。年产量在1000吨以上企业有3家，占国内总产量的60%以上。国内硬质合金行业总体以中低档产品为主，而且大多数还只是烧结态产品，整体技术水平不高，高性能、高精度的高档硬质合金数控刀片等高档硬质合金制品仍需从国外进口。目前国内硬质合金年销售总收入仅与以色列ISCAR公司硬质合金的销售收入相当。硬质合金消

18、耗了50%的钨资源，硬质合金行业的发展对“振兴钨业”意义重大。可以说，硬质合金兴，钨业则兴；硬质合金强，钨业则强。国内硬质合金行业要“以控制总量、淘汰落后、技术改造、企业重组为重点，推动产业结构调整和优化升级”为发展方向，高效利用钨资源，大力发展高附加值的深加工产品，提升产业竞争力。 表2 国内硬质合金行业主要经营指标水平序号项目2003年2008年增减幅度1产量，吨 135501650022%2收入，亿元 42.5113.65168.44%3利润，亿元 2.355.51134.244年人均工资，元 127502267577.84%5出口量，吨 1864.13924.8110.55%6出口创汇

19、，万美元 484622798.56370.46%7行业固定资产，亿元 29.7362.50110.24%8资产总额，亿元 55.45109.9198.21%表3 国内硬质合金产品结构组成序号产品领域2003年2008年增减幅度1切削类合金3041.814364.0543.47%2矿用类合金2958.224743.2758.89%3耐磨零件5377.995292.66-1.59%4硬质合金深加工产品1532.963227.46110.53%1.2 国内外研究趋势目前国内外在硬质合金领域研究的热点主要集中在一下几个方面：1.2.1超细-纳米晶硬质合金制备技术 硬质合金通常晶粒度1-10m，存在着较

20、大的脆性、硬度和强度矛盾(即硬度高则强度低，强度高则硬度低)、加工软化等问题。为了进一步提高硬质合金的力学性能，最佳途径是将其晶粒度细化，制备超细-纳米结构的合金材料。 表4 硬质合金按晶粒度的分类合金分类纳米超细亚微米细中粗超粗晶粒度m0.20.2-0.50.5-0.80.8-1.31.3-2.52.5-6.06.0超细-纳米合金制备的两个关键技术：1） 超细-纳米复合粉的获得包括喷雾-转换、共沉淀、等离子体合成 、溶胶-凝胶法、机械合金法等。其中喷雾-转换工艺已成为工业规模合成超细-纳米复合粉的成熟技术。美国Nanodyne公司利用该工艺已生产小于50 nm的WC-Co硬质合金复合粉末。2

21、）烧结过程中碳化钨晶粒长大的抑制采用VCMo2C、Cr3C2、NbC、TaC、Ti C等晶粒长大抑制剂以及控制烧结工艺，如温度、时间等。开发放电等离子烧结(Spark Plasma Sintering，SPA)、微波烧结、快速热等静压新型烧结方法，现已可制得微观结构为0.20.5m的超细-纳米硬质合金。1.2.2 梯度结构硬质合金制备技术即利用成分或组织梯度达到性能梯度变化，从而赋予合金高硬度与高韧性。梯度硬质台金的生产方法及种类有多种，包括复合硬质合金法、粉末分层压制法、金属熔体浸渍法、缺碳硬质合金渗碳处理法等。1.2.3 涂层硬质合金制备技术1.2.4 PIM技术 金属粉末注射成形(PIM

22、)是将传统粉末冶金技术和塑性注射成形技术相结合而产生的一门金属零部件近净成形的新技术。被誉为“21世纪最热门的成形技术”。已成功用于生产硬质合金具 、微形钻头、离心器、喷嘴、各种泵用零件、活塞、过滤器、各种体育用品、纺织机械用导线器、高尔夫球头、表带、表壳等制品。从而大大扩大了硬质合金的应用范围。1.3 主要存在的问题2、钨钼大型制件2.1 产业现状及产业规划钨、钼具有高熔点、良好的热导性、优异的高温强度等特性，是一类重要的耐高温材料。钨管、钨钼管、钨坩埚作为高温装备的核心部件，广泛应用于LED行业单晶生长、石英连熔炉、稀土冶炼和核废料处理等领域。预计到2015年，大尺寸钨钼坩埚、钨管的需求约

23、为4000吨。 表5 产值、产能、产量、需求及进出口情况国内国际年份200020052009201020152020200020052009201020152020产值0.40.61.92.7117270.160.300.371.023.483.9产能70100400100020004800200400500110019003600产量608030011001800450018036040088018003300需求65903105001950500017034038095017003430进出口-500150020001003205006509002100产值：国内（亿元）、国际（亿美元），

24、其他（万吨）2.1.1 产业现状 生产的钼钨坩埚、钨管的工艺主要有粉末冶金工艺、喷涂工艺、旋压工艺。喷涂成形的钨管管坯发热体相对密度只达83%，影响使用；喷涂钨管的内部组织疏松，影响了制品的力学性能。旋压法加工制备的钨管尺寸较小，无法满足生产大尺寸钨管的要求。目前，只有粉末冶金工艺适合生产符合蓝宝石晶体生长、石英玻璃生产的大尺寸钨管。能够规模生产烧结钨管、钨坩埚有中国、俄罗斯、奥地利，国内企业可以生产直径300mm以下小规格产品，但是对于400mm以上，甚至500mm以上的大坩埚、钨管，生产工艺还不成熟，需要尽快解决大尺寸钨制品不易成形、烧结难致密、加工出现崩边裂纹等技术难题。目前国内主要有安

25、泰科技股份有限公司、北京天龙钨钼材料公司、西部金属材料股份有限公司、自贡硬质合金有限责任公司、株洲硬质合金集团有限公司钨钼事业部等企业在研发、生产大尺寸钨管、坩埚。其中安泰科技依托技术、装备及资源优势，成功制造出直径750mm钨管和直径530mm钨坩埚，已成为世界产量最大的钨管、钨坩埚制造商。 国外Plansee、H.C Starck公司致力于稀有金属钨、钼制品的生产，是世界钨、钼制品的龙头企业。Plansee公司研发出钼、钨等材料的高性能合金复合材料，用于高温炉制造、玻璃熔化电极、石英玻璃制造用熔化坩埚及其他部件。2.1.2 产业应用领域及规划（1）钨钼制件应用于LED衬底用单晶生长钨钼坩埚

26、制品、大型保温钨管是蓝宝石单晶生长炉的核心部件，是LED产业链的上游产业需求的重要设备。LED做为未来的光源革命，已经得到全世界的重视。随着LED向民用照明推广，蓝宝石晶体作为LED芯片衬底材料必将有更大的市场需求。同时，用于生产蓝宝石晶体的钨管和钨坩埚市场也将会炙手可热。目前全球的蓝宝石单晶炉的数量应该在1300台左右，从下游的需求预计， 2010年LED TV市场渗透率达20.3%，至2014年渗透率可望达100%，且LED背光LCD TV的出货量于2014年增至2.6亿台。亦即需要5000台蓝宝石单晶生长炉才能满足。目前全球技术成熟度和产能结合的最好的长晶炉是产出单晶80kg重规格。按照

27、一台80kg炉内所需要的钨钼材及坩埚目前约800kg，十二期间全球蓝宝石单晶炉需要的大尺寸钨钼材市场需求不低于4000吨，如果加上LED在景观照明等方面的应用，预计需要钨钼产品在7000吨以上。其中大尺寸钨钼坩埚、钨管的需求为3100吨。如果十二五期间LED能够成熟进入民用照明领域，市场规模将更大，并且预计未来10年内都有非常稳定的市场需求。（2）钨钼制件应用于石英玻璃生产 1991年，我国开始采用电熔连熔技术生产电光源石英玻璃管，钨管由于耐高温性能好、高温下不与石英原料反应，被作为电熔连熔炉的主要部件。经过20年的创新提高，最大钨管直径由当时的150mm增大到现在的750mm，促进了连熔炉装

28、备水平大幅度提高，已达到世界一流水平。 我国玻璃生产企业约30余家，各型号连熔炉300台，石英玻璃总产量3-4万吨。预计2015年总需求可达10万吨。以现在1台500mm连熔炉年产200吨计算，还需要300台500mm连熔炉。到2015年，新需求钨管的重量达600吨，其中大尺寸钨管的需求为550吨。2.2 国内外研究趋势大尺寸钨钼坩埚、钨管产品是未来石英玻璃生产、蓝宝石晶体生长用钨钼制品需求的发展趋势。目标是规模化生产外径大于600mm的钨管、外径大于450mm的坩埚。Plansee公司在2007年就成功生产出外径为550mm的钨管，现在正在研发外径大于800mm的钨管。我国大尺寸钨管、钨坩埚

29、产品的研发，可打破国外企业如Plansee公司对中国大尺寸钨钼制品市场的垄断；将是我国纯钨制品向附加值高、大尺寸产品领域发展的标志，也将大大推动我国蓝宝石晶体生长行业和石英连熔行业发展，具有十分重要的意义。2.3 主要存在的问题（1）生产制造过程中，成品率偏低，工艺粗放，生产成本高。（2）产品寿命较低，使用情况不稳定。国内大尺寸钨钼坩埚、钨管使用寿命不稳定，使用寿命从3个月到2年。产品质量需要稳定，使用规范需进一步明确。（3）工艺重复性和输出性不高，目前无法满足大批量订货和控制的需要。与国外同行相比，我国的大尺寸钨钼制件在产业化生产上仍存在一定差距。在十二五期间，需要依托装备优势，以大型国有企

30、业为中心，投入产业配套资金，重点提升技术的稳定性；通过与使用单位的密切合作，尽快达到国外同等水平，为下游产业链的发展做出贡献。 3、大规格钼电极3.1产业现状及产业规划钼电极因其高温强度高、高温抗氧化性能好，使用寿命长，抗腐蚀及不易使玻璃着色等优点而广泛应用于日用玻璃、光学玻璃、保温材料、玻璃纤维、稀土工业等领域。目前国内生产钼电极的厂家较多，但生产水平参差不齐。国内生产钼电极的厂家个体户较多，主要集中在洛阳一些地区，受生产设备的限制，以生产直径70mm以内的产品为主。随着玻璃行业的发展，加速了大规格钼电极的研究步伐，目前国内外的直径在100mm以上的钼电极主要由Plansee、H.C.Sta

31、rk等公司生产，为了打破国外公司对此种产品的垄断地位，迫切需要大规格钼电极的国产化。3.2、国内外发展趋势 国外Plansee及H.C.Stark主要采用大吨位快锻机生产钼电极，国内由于生产设备的限制，严重阻碍了大规格钼电极生产技术的发展。为了打破国外对此项技术的垄断地位，迫切需要国内的钼电极生产厂家开发生产。3.3、主要存在的问题目前国内企业普遍存在自由锻造设备吨位小，配套设备不健全等问题，导致钼电极变形量不足，容易造成钼电极致密性不够，使用性能降低。另外受设备影响，长度超过1m的直径大于100mm的钼电极，基本不能形成产能。4、钨钼大型板材4.1产业现状及产业规划4.1.1、国内外发展现状

32、在钨板材规格方面 Plansee和 H. C. Starck公司比较完整，而我国目前生产的板材宽度一般 400 mm，长度尺寸 500 mm。并且目前国内对于0.15mm的钨箔材几乎没有规模生产。下表为Plansee和 H. C. Starck公司目前可以生产的钨板尺寸。由于钨、钼轧制时的轧制温度范围窄、变形抗力大和加工硬化快，对轧机的要求比较高，要求轧机调速范围宽、轧制力大、刚性好等特性。但目前国内装备明显落后于如Plansee为代表的国外先进水平。目前国内轧机的总轧制力最大为1000t，远小于Plansee公司3000t轧制力的设备水平。近年来我国钼板加工企业发展十分迅速，目前我国从事轧制

33、钼板的企业有 30多家，其中拥有完整生产设备的为 10家左右，其余主要以带料加工和小片材为主。在大规格板材生产方面，目前国内0.5mm钼板得到批产的宽度仅为700mm，长度1600mm，与国外Plansee 0.5mm钼板1200mm，长度2000mm有较大差距。此外在用于溅射靶材的钼板靶材尺寸上，国内钼板靶材批产尺寸仅为长度尺寸仅为600mm，与国外批产的长度2000mm左右钼靶材存在明显差距。4.1.2、产业规划（1）制备大型钨、钼板材 热轧和冷轧钨板制备宽度尺寸大于800mm，长度尺寸大于1200mm 热轧和冷轧钼板制备宽度尺寸大于1200mm，长度尺寸大于2000mm预计未来钨、钼板材

34、年需求量4000T（2）推动轧制工艺控制研究在轧制过程中，通过研究高性能轧制坯料制备、加热均匀性、表面处理技术和自动化控制技术等，以其开发出节能高效的大尺寸钨、钼板材轧制技术。（3）推动先进装备技术（a）加强国际合作与科技、信息的交流，培养我国在钨钼加工技术领域从事研究与应用开发的各类人才，以推动钨钼板材加工工业向精加工和深加工方向发展。（b）在引进国外先进设备和技术的同时,加强自主研发能力，研制开发出具有自主知识产权的高精尖钨、钼板材轧制装备，并推向国际市场。4.2、国内外发展趋势钨、钼因其板材的高熔点、良好的导电导热性及优越的抗蚀性和抗射线能力,使其作为舟皿、隔热屏、高温炉结构件、射线靶等

35、，被广泛应用于电子、医疗、玻璃、钢铁冶金等行业中。随着科技水平的不断发展，特别是目前LED热场、高温烧结炉、溅射靶材等应用领域对于设备大型化得趋势十分迫切，使近年来对于高性能大尺寸钨钼板材的需求日益增加。虽然近年我国在钨、钼板材的制备技术上发展较快，但总的来说,我国钼钨、钼板材制品的能力与国外仍然有较大差距，这主要体现在技术和装备的落后。因此造成目前大尺寸钨、钼制品主要依靠进口。4.3、主要存在的问题目前我国钨钼板的整体加工技术方面无论从工艺技术水平和设备精度及产品尺寸上与世界先进国家相比还有明显的差距。主要表现在以下几个方面:优质板坯置备、板材的规格尺寸、轧制过程控制、板材表面控制技术等方面

36、。5、高纯铼及其合金制品5.1 产业现状及产业规划铼具有高耐磨性、耐蚀性和高传导特性以及可在高温和温度骤变情况下保持高的强度和良好的抗蠕变性能，在电子工程中的用作发射阴极灯丝，电子管、显像管、特种灯的热离子材料、X-射线靶材，也用作电接触件、热电偶和半导体领域加热元件等，在国内、国际际市场都有相当数量的需求。铼作为合金添加元素，可以改善、提高合金的性能，如在钨、钼中添加铼制备成钨铼、钼铼合金可以显著提升材料的加工性能，同时可以保持高硬度、高强度和耐高温、耐腐蚀的特性，广泛应用于航空航天领域的空间返回舱、卫星调姿发动机等的超耐热部件。我国是稀有贵金属大国，未来我们要依托我国稀土资源产地的优势，以

37、资源产地为中心，将具有高纯铼粉生产经验的企业作为主要扶持对象，打造如长沙欧泰和株洲凯特的若干产品质量稳定的高纯铼粉生产商。在铼及铼合金制品方面，集中优势资源，打造以安泰科技股份有限公司为主的大型高纯铼及铼合金制品生产、加工基地。 由于铼制品的应用大都在较为高精尖的行业部件中，往往对于铼片的纯度要求较高；此外，铼片在用于生长LED芯片外延片设备MOCVD加热器的应用中的需求也越来越向高纯、大尺寸方向发展。因此未来铼片的发展趋势为大尺寸高纯铼制品。5.2 国内外研究趋势目前，国内可以生产高纯铼粉的厂家主要集中在长沙和株洲，如长沙欧泰和株洲凯特，粉末纯度可以达到99.999%。高纯铼及铼合金制品在国

38、内仅有安泰科技股份有限公司可以进行生产，经过近些年的发展，安泰科技在铼制品的轧制、锻造、焊接、机加工方面都积累了相当丰富的经验。目前可以生产长宽不超过450mm，厚度范围0.05-4mm的铼板和铼靶材，纯度可达99.99%，成品密度达到理论密度。同时，国内现已开始开展不同配比的钨铼合金、钼铼合金制品的研制及生产工作。国外铼制品公司的代表厂家是美国铼合金公司（Rhenium Alloys Inc.），该公司在铼制品及合金的生产方面有近40年的经验，目前可以生产的铼制品的尺寸范围为：厚度范围：0.01-5mm，长宽不超过250mm，纯度可以达到99.99%。5.3 主要存在的问题国内铼及其合金材料

39、研究的起步较晚，与国外先进水平相比，还存在工艺不成熟、纯度偏低、使用性能不稳定等问题。尤其是纯铼及铼合金制品在尖端领域及先进装备领域的应用性能方面，国内研究起步较晚，与国外先进水平存在较大差距，未来需要加大这方面的科研投入，打破国外对于高性能铼及铼合金制品的技术垄断。6、高纯金属靶材6.1 产业现状及产业规划我国是Mo资源大国，在洛阳、西安等地拥有众多Mo材料生产企业，但主要以生产初级材料为主。在大尺寸高纯Mo靶的制造技术、生产能力、质量体系等方面与国外公司有巨大差距，更欠缺后段的精密加工和背板绑定能力。因此空有资源优势，却不具备高纯Mo靶的产业能力。平面显示用大尺寸高纯Mo靶仍然需要从国外进

40、口。 中国钨矿储量居世界前列，是钨资源大国。但由于我国芯片产业发展较晚，尤其是芯片封装技术一直掌握在国外芯片制造公司手中，因此我国鲜有高纯WTi靶开发和生产的报道。此外，我国高纯W原料技术的短缺也使得我国企业一直不具备生产高纯WTi靶的能力，主要半导体厂商所需的高纯WTi合金靶材仍然需要从国外进口。6.2 国内外研究趋势随着薄膜科学的飞速发展和薄膜技术的不断进步，人们越来越重视通过表面处理获得相应功能的需求。而在众多薄膜工艺中，物理气相沉积（PVD）技术以其操作简单、受材料源限制小和环境友好等特点得以广泛应用。磁控溅射和电弧离子镀技术的产生和发展大大促进了薄膜科学与产业的发展，溅射靶材正是通过

41、磁控溅射、多弧离子镀或其他类型的镀膜系统在适当工艺条件下沉积在基板上形成各种功能薄膜的材料源。它的品质直接影响薄膜功能的发挥和性能的好坏，因此，溅射靶材在薄膜科学的发展和薄膜技术的应用方面发挥着极为重要的作用。随着表面技术的发展和对环保工艺要求的日益提高，磁控溅射镀膜工艺越来越受到人们的重视，溅射靶材的市场需求持续增长。同时，随着亚洲特别是中国制造业地位的不断上升，更多的镀膜企业向亚太区域转移，这对于我国自主创新地开发高端领域急需的高纯金属靶材并实现产业化生产是一个良好机遇。高纯稀有金属靶材主要包括高纯Mo靶、高纯W及W合金靶、高纯Ti及Ti合金靶等。大尺寸高纯Mo靶主要应用在平面显示领域，作

42、为金属电极用材料。近年来，由于便携式个人计算机、电视机、手机等对平板显示器件的巨大需求，作为平板显示产业主流技术的薄膜晶体管液晶平板显示器（TFT-LCD）技术得到了迅猛发展。因此TFT市场所需大尺寸高纯Mo靶需求巨大。据保守估算，全球平板显示产业Mo靶材每年需求量约为600吨，全球Mo靶材及绑定费用合计约为10亿人民币/年。全球TFT-LCD生产厂家主要集中在中国大陆、台湾、韩国和日本等亚洲地区，占有全球90%的显示器市场份额。在中国庞大的消费市场和低成本的产业优势牵引下，越来越多的LCD生产企业向中国大陆布局，预计将有1500亿人民币的投资进入中国LCD制造业。行业分析机构预测，至2015

43、年将有13条8.5代的LCD生产线出现在中国大陆。目前国内主要TFT-LCD生产企业有京东方、上广电、深圳天马、TCL、昆山龙腾光电等知名企业。但是由于高线代平板显示用Mo靶技术含量高，使用条件苛刻，靶材纯度要达到99.95%以上，靶材长度大于2600mm，背板绑定焊合率大于95%，靶材各部位晶粒组织细小均匀。正是平面显示行业对于高纯Mo靶较高的技术参数和质量稳定性要求，该市场长期被国外公司垄断。奥地利的Plansee公司是目前平面显示行业用大尺寸高纯Mo靶的主要供应商，其市场份额超过50%，处于垄断地位。但是在日本、韩国、中国大陆及台湾地区，却没有靶材生产工厂，主要生产地仍在欧美。因此导致高

44、纯Mo靶的价格非常昂贵，生产周期长。高纯WTi合金靶材（W含量90%）主要用于集成电路和平面显示的芯片封装。无论是计算机还是平板显示器，芯片中都要用到封装材料，以防止空气中的杂质对芯片电路的腐蚀而造成电气性能下降。芯片封装大多采用COF封装技术，需要使用高纯WTi合金靶材进行溅射镀膜。根据权威机构统计，全世界LCD用的控制芯片每年约使用450吨左右的高纯WTi靶材，市场销售超过5亿元人民币/年。随着大规模集成电路工业的迅速发展，尤其是后端封装行业向中国大陆转移，国内对于高纯钨合金靶的需求不断增加。目前主要的半导体厂商包括SMIC（中芯国际）、联电、台积电等都要用到高纯WTi合金靶材。但由于芯片

45、封装用高纯WTi靶材要求纯度大于99.99%，靶材成分和组织均匀，背板绑定焊合率大于95%。高纯WTi靶的制备技术一直被国外供应商垄断，目前全球主要的高纯WTi靶供应商包括美国的Honeywell、日本的Hitachi Metal、Tosoh等公司，但是价格极其昂贵。高纯Mo靶材和高纯WTi合金靶材也广泛应用于薄膜太阳能电池领域，作为金属背电极材料。随着传统石化燃料能源的日益减少以及低碳环保的要求，全世界都把目光投向了可再生能源，太阳能以其独有的优势成为全世界重视的焦点。薄膜电池由于具有低成本、技术日益稳定、大规模集成量产可行性高等优势，在光伏电池领域中占据了日趋重要的位置。截止到2011年，

46、全球光伏电池产量超过30GW，同比增长46%，预计2012年将突破40GW，并以每年超过30%的速度增长；薄膜电池产量3.5GW，占12%，这几年中，薄膜太阳能电池总产量的增长率一直维持在35%以上；预计到2015年，薄膜电池产量将超过25GW，为目前的5倍，占光伏电池总产量的25%。溅射靶材作为薄膜电池制备过程中的关键原材料，占薄膜电池制备成本的1/3。各国靶材供应商都将太阳能电池用靶材作为重要的研发产品，其中高纯Mo靶和高纯WTi合金靶材是两个最为重要的产品。由于薄膜太阳能市场对Mo靶和WTi靶的要求很高，需要纯度大于99.95%，背板绑定焊合率大于95%，靶材组织均匀性好，成膜均匀性好。因此虽然我国是稀有金属钨、钼的资源大国，但是在高纯金属靶材的制备方法缺乏高端技术、装备和质量管理等条件，没有一家公司可以规模化的提供高纯Mo靶和高纯WTi靶，进入主流市场。6.3主要存在的问题随着我国进一步发展战略性新兴产业，提升自主创新技术水平，以及“十二五”战略规划中对于新材料及相关产业的明确要求，需要我国针对电子信息和新能源产业加快配套材料的研制