编者按：由中国稀土学会和包头稀土研究院主办，“中国稀土”网站承办，《稀土信息》、《稀土》等媒体协办的“2018年中国稀土十大科技新闻”日前揭晓，评选结果将在中国稀土学会网站、中国稀土网站、《稀土信息》杂志发布。此次入选的十大科技新闻是从100余篇2018年度稀土科技新闻中，经过初审、专家评审两个阶段评出。
*入选新闻排名不分先后

1.稀土单晶光纤实现mW级中红外激光输出

单晶光纤是一种新型高效的激光增益介质，能够有效克服体块晶体和玻璃光纤带来的热效应等瓶颈问题，未来将在高功率全固态光纤激光领域具有重大的应用价值。中科院长春应用化学研究所在多年稀土晶体设计及生长技术开发的基础上，实现了mW级中红外激光输出。该成果构建了从稀土晶体基础理论研究及新晶体结构设计，到微下拉生长技术优化、单晶光纤激光输出的全创新链条。标志着我国稀土资源高附加值下游应用领域又一次原创性突破。

稀土资源利用国家重点实验室主任薛冬峰研究员首次明确了“稀土晶体”的定义，从结晶热力学和动力学两方面入手构建微下拉稀土单晶光纤生长模型，利用该理论模型得出稀土单晶光纤生长中的关键参数。为了进一步清晰化生长界面处的化学键合模式，建立轨道杂化模型研究稀土离子的成键行为，定量关联稀土离子配位数、配位结构和外层轨道杂化方式，用于定量计算稀土单晶光纤的生长速度。该工作创新性地利用生长界面处的化学键合模式解决了微观晶体组成和稀土单晶光纤块体材料之间的跨尺度问题，用于多尺度稀土单晶光纤生长方案的定向设计，成功生长了直径0.5-3 mm的稀土铝酸盐、镓酸盐、硅酸盐等系列单晶光纤，获得了mW级中红外激光输出。


3.资源节约型高性能稀土永磁材料取得进展

2018年10月12日，由沈保根院士为首席的国家重点基础研究发展计划(973计划)-“资源节约型高性能稀土永磁材料设计和可控制备”项目，顺利通过科技部专家组验收。该项目由“高性能稀土永磁材料制备技术的科学基础研究”、“高轻稀土含量、高性能稀土永磁材料机理研究”和“新型高性能稀土永磁材料设计和探索”三个子课题组成，分别由朱明刚教授、沈保根院士和饶光辉研究员负责。

该项目在高丰度稀土永磁材料的高性能和耐蚀性研究方面取得突破。Ce替代量为总稀土含量的35%时，其磁能积达超过40MGOe（实验室水平）；当磁体中Ce占总稀土含量的50%时，其内秉矫顽力达到10.8KOe；获得“高耐蚀性多硬磁主相Ce永磁体”及产业关键技术等多项创新发明，制备出高性能铈磁体综合性能(BH)max+Hjc> 63的双主相烧结磁体；发现Ce含量高的磁体出现了主相被腐蚀而磁性相没有被腐蚀的电偶腐蚀现象。通过项目的实施和技术推广，推动全国铈(或含铈)磁体产量由项目开始时的800吨发展到超过3万吨，占稀土永磁总产量的五分之一。

研究了混合稀土-铁-硼的内禀磁性，证明Ce对饱和磁化强度有贡献，发现La、Ce共替代有利于Ce 的价态向+3 价迁移，MMFeB具有制备永磁体的必要条件；揭示了快淬MM-Fe-B永磁材料的交换耦合作用和矫顽力机理。

首次测定了La-Fe-B、Ce-Fe-B三元体系以及Nd2Fe14B-RE2Fe14B赝二元合金体系的相平衡，首次获得了稀土RE-Fe体系的相平衡与热化学实验数据自相一致的热力学参数，构建了稀土RE-Fe-B多组元合金体系的相图热力学数据库，为研究稀土永磁合金成分-组织结构-磁性能的构效关系提供了重要的热力学依据。


5.稀土上转换纳米材料光子动力学精准调控获得突破性进展

中国科学院长春光学精密机械与物理研究所研究员孔祥贵、刘晓敏课题组创新地将可控“离子纳米分区掺杂”技术和稀土离子延迟激发调控方法与Monte Carlo计算模拟方法相结合，在国际上首次清晰阐述了光子能量在多纳米层区域内的吸收、迁移、传递及复合的动力学过程，生动描绘了光子能量单次瞬态迁移迅速和“游走”随机等动力学图像，实现了光子动力学过程的精准调控，为解决光子上转换效率低的挑战性难题明确了方向。


7.极低场磁共振研究获进展

中国科学院超导电子学卓越创新中心、中科院上海微系统与信息技术研究所信息功能材料国家重点实验室博士董慧团队，与德国于利希研究中心教授Krause课题组合作，将极低场磁共振成像（ULF-MRI）图像中±500Hz带宽内的工频噪声干扰抑制85%以上，解决了无屏蔽或简易屏蔽ULF-MRI成像的固有工频噪声干扰问题，向实现低成本可移动式MRI系统迈出了坚实的一步。

磁共振成像（MRI）技术已成为临床医学诊断不可或缺的手段之一。目前主流临床MRI系统典型场强为1.5和3.0特斯拉，造价昂贵且对使用环境要求苛刻。ULF-MRI的工作场强比传统MRI低4个量级，具有系统简单、造价低廉、对金属不敏感的特点，且无需造影剂即可获得肿瘤与正常组织的本征T1对比度，近年来受到广泛关注和研究。然而来自电网的工频谐波噪声会在ULF-MRI图像中引入带状伪影。这些伪影将跨过样品图像，严重破坏成像质量，影响信噪比。该研究以超灵敏磁传感器——超导量子干涉器（SQUID）作为信号检测探头，基于工频谐波噪声的空间相关性，从传感器硬件构型和去噪算法设计出发，提出ULF-MRI工频谐波干扰的动态抑制方法。该方法的提出有助于降低系统对环境磁场的要求，为后续开展可用于日常普检的低成本移动式MRI系统研究奠定坚实基础。此方法可推广到采用传统线圈探测的地面磁共振成像、超极化磁共振成像等领域具有应用潜力。


9.中国首台永磁直驱电力机车下线

2018年11月1日，拥有完全自主知识产权的永磁直驱大功率交流传动电力机车在中车大同公司正式下线，这是我国首台采用永磁和直驱技术的大功率交流传动电力机车。

永磁直驱电力机车是我国继“快速客运电力机车”和“重载电力机车”之后，在交流电力机车领域又一新的突破，机车总效率将提升3%以上，每小时可节约电能200度，并具有维护成本低、绿色环保、静音等显著特点。同时，永磁直驱电力机车采用了直接驱动轮对技术，取消了传统的传动齿轮箱，结构简单，不仅有效降低机械能耗损失，驱动系统部件维护周期更是长达200万公里左右，为用户节省大量维保费用，产品综合经济效益优势显著。



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