基于文献计量的稀土功能材料领域主题分析

2022年·第三期 基于文献计量的稀土功能材料领域 主题分析 中国工程科技知识中心 2022年8月 知领报告 2022年第3期 本报告由机器自动生成，仅做 研究参考 审核： 刘玉琴黄颖刘佳崔成磊王雨童 目录 摘要I 1.技术概要1 2.数据源2 3.论文量与趋势分析3 4.资助项目和机构分析5 5.主题分布与演化分析6 5.1.热点主题分布6 5.2.主题词演化14 6.学科分布与演化分析16 6.1.学科分布16 6.2.学科演化17 6.3.学科交叉18 7.期刊分布与演化分析20 7.1.期刊分布20 7.2.期刊演化21 8.国家（地区）合著关系与竞争分析23 8.1.国家（地区）论文数量23 8.3.国家（地区）合著关系23 8.4.国家（地区）技术侧重与技术关联25 8.5.国家（地区）期刊交叉分析27 9.机构合著与竞争分析30 9.1.机构论文数量30 9.2.机构论文趋势31 I 9.3.机构突破33 9.4.机构合著关系34 9.5.机构技术侧重与技术关联35 9.6.机构期刊交叉分析37 10.作者与科研团队分析40 10.1.作者论文数量40 10.2.科研团队分析41 II 摘要 本报告基于SCI论文数据库，针对稀土材料领域论文进行检索、筛选与计量分析，从而剖析稀土材料发展历程、研究热点、演化趋势，国家（地区）、机构、研究人员之间的合著、竞争、技术侧重点等。 本报告主要结论如下： 1.2008年1月到2021年12月，在SCI论文数据库中检索得到相关记录15442条，总体呈现递增趋势， 2020年数量达到顶峰为1579篇。 2.2008-2021年稀土材料领域研究热点主要分为四方面：稀土发光材料（主题词包括冷发光、光致发光、光学性质、稀土、能量传递、纳米粒子、稀土元素铒、溶胶-凝胶法等）、稀土磁性材料（主题词包括磁性、稀土永磁化合物、磁致热效应、磁化、矫顽磁性、机械合金化、热特性、电学性质等）、稀土对合金微观结构和力学性能的影响（主题词包括微观结构、力学性能、稀土元素、镁合金、耐腐蚀性、相转变等）、稀土金属间化合物 及其结构测试方法（主题词包括X-射线衍射、晶体结构、稀土合金和化合物、稀土化合物、陶瓷、扫描电子显 微镜、相图、氧化物等）。 2008-2010年研究主题词主要为冷发光、X-射线衍射、稀土、微观结构、稀土合金和化合物、晶体结构、光学性质、稀土化合物、磁性、光致发光；2011-2015年研究主题词主要为冷发光、微观结构、磁性、光致发光、X-射线衍射、稀土永磁化合物、光学性质、晶体结构、稀土合金和化合物；2016-2020年主题词主要为微观结构、冷发光、磁性、力学性能、光致发光、稀土元素、X-射线衍射、晶体结构、磁致热效应；2021年主题词主要为微观结构、磁性、冷发光、力学性能、光致发光、晶体结构、磁致热效应。 3.按照期刊进行数量统计，排序前5位的期刊分别为JournalofAlloysandCompounds、PhysicalReviewB、OpticalMateirals、Journalofmagnetismand i MagneticMaterials、JournalofNon-CrystallineSolids，发文数量分别达到2296篇、1118篇、741篇、706篇、415篇。 4.按照国家（地区）进行数量统计，排序前5位的分别为中国、美国、印度、德国、日本，发文数量分别达到6076篇、2033篇、1462篇、1085篇、1060篇。 国家（地区）间形成三大固定的合著网络群：产业发展成熟的合著网络群（中国、美国、印度、日本、韩国）、以欧盟国家为主的合著网络群 （德国、法国、波兰、西班牙、俄罗斯）、以中东国家为主的合著网络群 （沙特阿拉伯、伊朗、埃及、巴基斯坦、土耳其）。 技术关联关系显著的国家（地区）关联网络群分别为中国、美国、日本、加拿大、澳大利亚、中国台湾地区、伊朗、瑞典、新加坡；法国、俄罗斯、西班牙、巴西、意大利、瑞士、罗马尼亚、荷兰；印度、韩国、沙特阿拉伯、埃及、葡萄牙、巴基斯坦、土耳其；德国、波兰、英国、捷克、乌克兰、奥地利。 5.按照学科进行数量统计，排序前5位的分别为多学科交叉材料科学、 冶金工程、应用物理学、物理化学、凝聚态物理学，数量分别达到15442篇、5110篇、4427篇、4112篇、 3361篇。 2008-2010年学科主要为多学科交叉材料科学、冶金工程、物理化学、应用物理、凝聚态物理学、纳米科学与纳米技术、光学、多学科交叉化学、材料科学-陶瓷、晶体学；2011-2015年学科主要为多学科交叉材料科学、冶金工程、应用物理、物理化学、凝聚态物理学、纳米科学与纳米技术、光学、多学科交叉化学、材料科学-陶瓷、工程学-电气电子工程；2016-2020年学科主要为多学科交叉材料科学、冶金工程、应用物理、物理化学、凝聚态物理学、纳米科学与纳米技术、多学科交叉化学、光学、工程学-电气电子工程、晶体学；2021年学科主要为多学科交叉材料科学、冶金工程、应用物理、物理化学、凝聚态物理学、纳米科学与纳米技术、多学科交叉化学、光学、工程学-电气电子工程、晶体学。 6.按照机构进行数量统计，排序前5位的分别为中国科学院、俄罗斯科学院、波兰科学院、哈尔滨工业大学、北京科技大学，发文数量分别达 ii 到1055篇、290篇、266篇、200篇、187篇。 2008-2021年机构突现情况可分为强度最强的突现机构，如中国科学院，自2008年就一直是发文热度较高的机构，在稀土理论、稀土功能材料等领域取得了显著成就；持续时间较长的突现机构，如西班牙拉古纳大学、内蒙古科技大学、中国科学院大学等机构，这些机构开展诸多科研项目，为稀土研究发展注入新动能；持续时间较短的突现机构如淮南师范学院、美国波士顿学院、巴基斯坦COMSATS信息技术大学、德国莱布尼兹固体和材料研究所等。 机构合著关系较为显著的合著网络群为中国科学院、哈尔滨工业大学、北京科技大学、中国科学院大学、吉林大学，这些机构合著论文数量较多，具有明显的地域性特征；俄罗斯科学院、波兰科学院、巴西圣保罗大学、俄罗斯莫斯科罗蒙诺索夫国立大学、印度理工学院合著网络群合作规模较大，发挥各国资源优势，推动稀土领域技术创新；东北大学、上海交通大学、日本国立物质材料研究所、日本东北大学、中南大学形成双向合作的合著网络群，合著较为密切；美国爱 荷华州立大学、美国橡树岭国家实验室、美国田纳西大学、美国阿贡国家实验室、美国洛斯阿拉莫斯国家实验室机构间合作紧密，机构间连通性较强。 中国科学院、中国科学院大学、上海交通大学、吉林大学、中国科技大学、上海大学、清华大学、北京工业大学、同济大学、山东大学、北京航空航天大学、内蒙古科技大学、西安交通大学、哈尔滨工程大学、长春理工大学的研究热点侧重于冷发光、微观结构、光学性质、力学性能；俄罗斯科学院、波兰科学院、俄罗斯莫斯科罗蒙诺索夫国立大学、印度理工学院、法国国家科学研究中心、俄罗斯科学院、西班牙高等科研理事会、捷克布拉格查尔斯大学、俄罗斯乌拉尔联邦大学、瑞士保罗谢勒研究所、意大利热那亚大学、法国格勒诺布尔-阿尔卑斯大学、美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的研究热点侧重于磁性、稀土合金和化合物、稀土永磁化合物、中子衍射、冷发光；哈尔滨工业大学、北京科技大学、东北大学、日本东北大学、中南大学、重庆大学、北京大学、广西大学、美国田纳西大学、桂林电子科技大学的研究热点侧重于微 iii 观结构、X-射线衍射、力学性能、相图；美国橡树岭国家实验室、日本东京大学、意大利国家核物理研究院、 美国阿贡国家实验室、宁波大学、葡萄牙阿威罗大学的研究热点侧重于光致发光、冷发光、光学性质、磁致伸缩；日本国立物质材料研究所、美国爱荷华州立大学、浙江大学、华南理工大学、江西理工大学的研究热点侧重于微观结构、矫顽磁性、永久磁铁、冷发光、磁性。 7.按照作者角度进行统计，排序前5位的分别为Morozkin,A.V.[莫斯科罗蒙诺索夫国立大学化学系][俄罗斯]、Kaczorowski,D.[波兰科学院 低温与结构研究所][波兰]、Szytula,A.[克拉科夫雅盖隆大学斯莫鲁霍夫斯基物理研究所][波兰]、Brik,M.G.[塔尔图大学物理研究所][爱沙尼亚]、Yan,Bing[同济大学化学系][上海][中国]，发文数量分别达到44篇、36篇、35篇、34篇、33篇。波兰虽整体发文数量在国际上远不及中国、美国、印度 等国，但以Baran,S.为主的波兰合作团队发文量显著。此外，中国作者发文量虽远超其他国家，但核心研究团 队发文量较少，成果输出不能保持稳定性与连续性，大多数作者选择独立研究，科研团队合著整体呈现明显的地域性特征。 iv 1.技术概要 在科技革命和产业变革重塑全球经济结构背景下，材料的发展深刻影响着现代高技术产业的发展，一种关键基础材料的突破会促进新技术的产生，甚至导致一个战略领域的技术革命。稀土元素（Rareearthelement）是元素周期表中的镧系元素和钪（Sc）、钇（Y）共17个元素的总称，因其独特的电子层结构及物理化学性质，其具有十分丰富的磁、光、电、催化等功能，利用这些特性人们开发出一系列具有特殊性能的磁性、发光、储氢、催化等稀土功能材料。这种性能优异的新型材料，是不可再生的重要战略资源，可用于改造传统产业和赋能高新技术产业，是国防科技工业发展不可或缺的关键要素，也是世界各国进行战略储备和重点研究的重要战略资源。美国能源部制定“关键材料战略”以减少对第三国家在基本原材料方面的依赖，日本文部科学省制定的“元素战略计划”、“稀有金属替代材料计划”、欧盟制定的“欧盟危急原材料计划”均将稀土元素列为重点研究领域[1]。同时，为科学指导我国稀土行业发展，推动稀土产业迈向中高端，2011年我国发布《国务院关于促进稀土行业持续健康发展的若干意见》、2015年发布推进实施制造强国的战略文件《中国制造2025》、2017年发布 《“十三五”材料领域科技创新专项规划》、2021年发布《“十四五”原材料工业发展规划》等文件明确了我国材料领域科技创新的思路目标、任务布局和重点方向，有利推动了稀土功能材料领域的科技创新和产业化发展。 我国是世界稀土资源储量大国，稀土是我国的优势矿物资源，具有储量大、分布广、矿种全、类型多等特点。同时我国也是全球最大的稀土矿及稀土功能材料生产国，2021年我国稀土矿产量占全球产量的60%，主要稀土功能材料产 [1]朱明刚,孙旭,刘荣辉,等.稀土功能材料2035发展战略研究[J].中国工程科学,2020,22(05):37-43. 2 中国工程科技知识中心 量较2020年增长约88%[2,3]。目前国内外研究和开发的主要稀土功能材料包括稀土永磁材料、稀土磁光材料、稀土磁制冷材料、稀土超磁制伸缩材料、稀土发光和激光材料、稀土贮氢材料、稀土功能陶瓷材料、稀土光学玻璃、稀土晶体 材料和稀土催化材料等。这些稀土功能材料可应用于多个领域，如稀土永磁材料是稀土应用领域消耗量最大的关键原材料，可广泛应用于制造永磁电机、风力发电、新能源汽车、机器人等产业。稀土磁制伸缩材料可随外界磁场的变化改变自身尺寸，该类材料响应速度快、驱动电压低、能量转化率、功率密度和磁致伸缩系数较高，被广泛应用于海洋探测、军事、尖端技术等诸多技术领域[4]。稀土 发光材料可利用高温固相法、共沉淀法、燃烧法、溶胶-凝胶法等方法制备而成， 在防伪技术、生物检测等领域有较好的应用前景。稀土催化材料具有独特的化学性能，对促进国民经济发展、提高人民生活水平具有十分重要的作用，目前已在催化裂化、尾气净化、石油化工等诸多能源领域得到广泛应用。 稀土行业在面临诸多机遇的同时也在面临诸多挑战，如我国稀土行业发展面临的问题一方面是稀土初级产品生产能力过剩，资源利用率不高。另一方面是我国缺乏自主知识产权技术，高端材料和器件与发达国家仍存在较大差距。因此，分析国际稀土功能材料研究情况有利于加强国内