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利用稀土提升香港創新及科技工業的策略可行性研究 - 香港工業總會

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contributed to only minor commercial activities in China<br />

partly because of the lack of critical chemical processing<br />

technology to fabricate fine rare earth nanomaterials with<br />

the desired sizes and grain structures to be integrated<br />

into catalytic converters, particle traps and filters at the<br />

outset of combustion engines.<br />

The University of Central Florida Research<br />

Foundation (www.research.ucf.edu) based in Orlando,<br />

USA, has recently been granted a US Patent to engineer a<br />

nano-sized rare earth oxide nanoparticles based on the<br />

use of cerium oxide to reduce soot formation during fuel<br />

combustion from aqueous reverse micelles, which are<br />

fabricated by continuous mixing and agitation of an<br />

aqueous solution of rare earth metal salt (cerium nitrate)<br />

and a non-polar solution with a surfactant. The<br />

as-fabricated nanoparticles of cerium oxide, usually of<br />

sizes varying between 2 nm and 10 nm, have large<br />

surfaces to volume ratios and a high concentration of<br />

oxygen vacancies on the surface, resulting in high<br />

efficiency in trapping pollutant particulates when<br />

intermixed with combustible fuel.<br />

3.4 Emerging Sputtering Target Production<br />

Technologies<br />

3.4.1 Overview of the Global Sputtering Target<br />

Market<br />

Sputtering process of rare earth based coating materials is<br />

routinely applied in many high-tech developments,<br />

especially prominent in the electronics, lighting and<br />

display industries and sputtering targets are critical<br />

components to enable successful product development<br />

and manufacturing through the sputtering process.<br />

Sputtering targets are fabricated in a variety of shapes,<br />

sizes and materials to obtain thin-film coatings used in<br />

many advanced devices. In essence, a total of 1.16 million<br />

sputtering targets were sold globally in 2011. The<br />

electronics and advanced lighting and display industries<br />

are the largest consumers of sputtering targets,<br />

amounting to around 54% of the total sputtering target<br />

revenue in 2011. However, the energy sector, including<br />

automotive battery and solar cells, is the fastest-growing<br />

segment.<br />

Despite over 60% of the global revenue generated by<br />

trading sputtering targets has taken place in the<br />

Asia-Pacific regions, where both Japan and China are the<br />

two most significant stakeholders, most of the advanced<br />

rare earth based sputtering target materials, such as<br />

lanthanum oxide, praseodymium oxide, samarium oxide,<br />

yttrium oxide, etc, are manufactured in either US or<br />

Japan. The major technology gap between China and<br />

overseas high-tech economies is considered to be the<br />

capability of producing high purity and uniform<br />

sputtering targets with minimal variation in density of<br />

the material. Without this the sputtered coating would be<br />

unable to perform the desired electronic and/or optical<br />

functions properly and sustainably. Also, effective target<br />

鋁 粉 末 。 背 後 的 技 術 理 據 是 因 為 以 氨 金 屬 氟 化 物 作 為 反 應<br />

前 驅 體 , 可 防 止 氨 解 作 用 在 產 品 內 產 生 的 帶 氧 缺 陷 。 此<br />

外 , 通 過 這 個 過 程 稀 土 摻 雜 的 分 佈 高 度 均 勻 , 產 生 行 業 所<br />

需 的 超 白 顏 色 , 適 用 于 高 效 率 白 光 LED 所 需 的 光 致 發 光<br />

和 顏 色 的 功 效 及 性 能 。<br />

3.3.3 稀 土 納 米 材 料<br />

雖 然 學 術 界 和 工 業 界 都 致 力 為 科 技 應 用 中 的 高 效 率 催 化<br />

轉 換 器 、 燃 料 電 池 的 能 源 儲 存 、 納 米 電 子 和 光 學 裝 置 等 開<br />

發 新 型 超 細 稀 土 為 基 礎 的 納 米 材 料 加 工 , 但 這 些 加 工 科 技<br />

在 中 國 暫 時 未 有 重 大 技 術 突 破 。<br />

由 於 稀 土 元 素 獨 特 的 電 子 排 列 令 其 擁 有 特 殊 的 電 子 、 磁 、<br />

光 及 核 性 能 , 把 稀 土 加 入 傳 統 的 納 米 材 料 , 如 納 米 管 和 納<br />

米 棒 等 , 在 電 子 、 照 明 和 顯 示 以 及 汽 車 零 部 件 行 業 中 擁 有<br />

強 大 的 工 業 潛 力 。<br />

在 澳 洲 Welshpool 的 Antaria 有 限 公 司 (www.antaria.com) 已<br />

開 發 生 產 氧 化 鈰 及 摻 雜 氧 化 鈰 納 米 棒 , 使 細 小 材 料 表 面 面<br />

積 廣 泛 增 加 , 以 提 供 增 強 的 儲 氧 能 力 、 氧 化 還 原 性 質 和 離<br />

子 電 導 率 。 此 工 藝 涉 及 製 造 三 價 稀 土 金 屬 陽 離 子 的 水 溶<br />

液 , 然 後 把 其 酸 堿 值 逐 漸 增 加 , 使 六 角 晶 體 結 構 的 三 價 稀<br />

土 氫 氧 化 物 納 米 微 粒 得 以 沉 澱 。 然 後 , 稀 土 氫 氧 化 物 納 米<br />

棒 在 溫 度 低 於 120℃ 的 環 境 下 將 生 長 在 六 角 形 種 子 上 , 最<br />

終 它 們 被 焙 燒 成 稀 土 硫 化 物 或 硫 氧 化 物 的 納 米 棒 。Antaria<br />

的 技 術 過 程 有 能 力 生 產 與 水 合 的 氧 化 鈰 納 米 棒 , 表 面 面 積<br />

高 達 175 平 方 米 / 克 , 大 大 地 提 高 催 化 劑 的 活 性 和 能 量 存 儲<br />

能 力 。<br />

由 於 使 用 內 燃 機 推 動 的 車 輛 、 飛 機 和 船 舶 數 量 快 速 增 長 ,<br />

導 致 烴 燃 料 不 完 全 燃 燒 的 情 況 , 大 大 提 高 污 染 物 ( 如 一 氧<br />

化 碳 、 煙 塵 、 氮 氧 化 物 等 ) 在 大 氣 中 的 濃 度 及 毒 性 , 損 害<br />

市 民 的 健 康 , 使 國 內 的 空 氣 污 染 成 為 日 益 嚴 重 的 社 會 問<br />

題 。<br />

國 家 在 納 米 環 保 技 術 領 域 中 的 商 業 活 動 只 屬 輕 微 , 部 分 原<br />

因 是 由 於 缺 乏 關 鍵 的 化 學 處 理 技 術 , 以 製 備 優 良 的 稀 土 納<br />

米 材 料 , 達 到 所 需 尺 寸 和 顆 粒 結 構 , 供 催 化 轉 化 器 和 顆 粒<br />

篩 檢 程 式 在 內 燃 機 使 用 。<br />

美 國 佛 羅 里 達 中 央 大 學 研 究 基 金 會 (www.research.ucf.edu)<br />

總 部 設 在 奧 蘭 多 , 最 近 利 用 氧 化 鈰 研 製 出 納 米 稀 土 氧 化 物<br />

微 粒 , 並 獲 得 美 國 專 利 , 以 水 性 反 向 分 子 組 纓 在 燃 料 燃 燒<br />

過 程 中 減 少 煙 塵 的 產 生 , 這 些 水 性 反 向 分 子 組 纓 是 經 過 含<br />

有 稀 土 金 屬 鹽 ( 硝 酸 鈰 ) 的 水 溶 液 及 非 極 性 表 面 活 性 劑 連<br />

續 混 合 和 攪 拌 製 成 , 製 備 出 來 的 納 米 氧 化 鈰 微 粒 通 常 介 於<br />

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