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（6）还原生产系统成套装备的设计；
（7）多热源内热式加热与外热式加热集成炼镁新工艺的理论分析、过程模拟与实验室小型试验及结构设计；
（8）镁冶金过程的多联产技术集成与工程化研究。
关键技术参数为：①还原时间3～5小时；能耗降低30%以上，电耗≤8000～10000度/吨Mg；②镁还原率达到85%以上，料镁比≤6.0，还原渣中MgO残余量≤5%；③冶炼炉余热利用率大于60%。并达到以下目标：①装卸料自动化作业，原料与炉渣热进冷出，连续还原、间歇出镁；②解决以煤、重油、煤气和天然气加热生产所带来的大量烟尘污染和温室气体排放问题，改善生态环境，实现还原工段的清洁生产；③技术与装备的一体化并具备系统成套装备的设计与生产能力。完成后形成集技术、工艺、装置和控制于一体的成套镁冶金新装备，实现镁冶炼的高效率、高质量、低能耗、低成本、低污染或无污染生产，提升我国镁冶金的科学技术水平。此技术有望从根本上解决我国目前传统皮江法工艺的诸多缺陷，将大大推动我国金属镁冶炼行业的技术进步。
7、海绵钛节能降耗冶炼技术研究
海绵钛生产包括氯化－精制－还原蒸馏－精整－镁电解五大工序和镁、氯两大循环集成的复杂工艺体系，日本和美国海绵钛生产采用5ｔ－10ｔ/炉倒U型还原蒸馏炉技术和和高效炉型，还原蒸馏时间约为200小时，产品质量好，电耗低；采用多极槽镁电解技术，回收氯气的浓度可高达90%以上，电耗低至约4000kwh/t镁，综合总电耗20000余kwh/t钛。近年来，中国的海绵钛冶炼技术有了长足的进步，但海绵钛冶炼技术仍远落后于美日。以国内目前唯一的全流程海绵钛厂为例，该厂采用10t/炉倒U型还原蒸馏技术，但还蒸时间长（约300小时），因此，电耗较高，产品还有“硬芯”；镁电解采用的是前苏联的无隔板电解槽技术，电耗也高于10000kwh/t镁；综合总电耗约34000 kwh/t钛。因此，在“十二五”期间大力开展钛冶炼的节能降耗技术研究，对于降低海绵钛的成本，扩大钛应用，降低钛冶炼的三废排放水平都是至关重要的。
重点研究开发高效的还原蒸馏技术、散热技术，使还蒸时间缩短25%，电耗降低约25%；开发多极性槽镁电解技术，大幅降低电解镁的电耗。综合总电耗由34000 kwh/t钛，降至26000 kwh/t钛，综合电耗下降23.5%。
8、钛及钛合金先进加工技术开发及新应用研究
钛及其合金具有密度小（4.5ｇ/cm3）、强度高、耐腐蚀、高弹性、高低温性能好，与人体的相容性好，无磁性、表面光泽厚重等优点，钛及其合金因其优异的性能，而被人们称为“太空金属”、“海洋金属”，是重要的战略金属材料，广泛应用于建筑、汽车、
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医疗、体育等领域和人们的日常生活。2008年，中国钛加工材的产量达到27737吨，居世界第三位，中国已是一个产钛用钛的大国，但中国钛工业在冷床炉熔炼技术，钛及钛合金挤压型材或管材，钛带卷的连续、可逆轧制技术，钛带的退火技术和连续的表面处理技术方面差距较大。我国钛在社会各行业中的应用较少。
开展钛及钛合金先进加工技术研究与开发，对于满足国防军工和国民经济的需求，对于促进中国钛工业由大国向强国的转变是十分必要和迫切的。重点研究开发钛及钛合金纯净化熔炼技术，钛及钛合金挤压技术，高品质大规格钛板带制备技术，钛合金管材制备技术等，以满足国防军工及重要国民经济部门的紧迫需求。钛及其合金的新应用方面，重点开展钛在建筑业、汽车工业、医疗行业、钢铁行业、体育休闲业、食品、药品制备、海水淡化及日常生活等行业中的应用技术开发。
9、稀有难熔金属宽幅板及带箔材产业化重大技术研究
本项目所指的稀有难熔金属包括钨、钼、钽、铌、锆及其合金等，它们的熔点高，密度大，高温强度高（耐高温），导电、导热性和抗冲击能力强。导弹、火箭以及军用电子设备的关键部件或零件都离不开钨、钼、钽、铌及其合金材料；锆是发展核动力潜艇不可替代的材料。钨、钽等在国际上被许多国家作为战略物资加以储备。
重点开展稀有难熔金属板带箔材产业化共性技术的研究，主要包括坯料制备技术，宽度1米-1.2米钼、钽、铌板带材， 5-150微米高精度钼、钽、铌、锆箔材加工技术、短流程钨片技术、钨、钼器件及深冲制备技术等，通过上述研究与开发，解决制约我国稀有难熔金属板带箔材产业化发展的瓶颈，打通工艺流程，建立生产技术工艺体系，提升工艺水平与加工能力，推动加工技术进步和自主创新能力提高，为产业结构调整和有色金属振兴提供现实的技术支撑。
10、稀土高效清洁冶炼分离提纯技术
我国稀土冶炼分离提纯过程中目前存在几大突出问题：一是现有稀土萃取分离提纯过程中大量氨氮废水超标排放，目前我国稀土萃取分离过程年消耗液氨10万吨左右，每年将产生1000多万吨高浓度氨氮废水，水循环利用率不足50%，因此，开发低成本、低水耗、无氨氮排放的萃取分离技术成为发展趋势；二是现有稀土冶炼分离工艺难以有效回收钍、氟，导致伴生资源浪费，造成环境污染，国内有关单位针对不同稀土资源开发了多种清洁生产工艺，部分已在工业上得到应用；三是对低品位、难处理稀土资源利用技术的开发要求迫切，包括含稀土低品位磷矿、稀土稀有共伴生矿在内的新型稀土资源不断被发现，围绕新的难处理稀土资源，需开发高效清洁综合提取工艺。
因此重点开发高效清洁萃取分离稀土技术，使生产过程不产生氨氮废水，废水达
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标排放；化工材料循环利用；稀土产品纯度和收率达到现有工艺水平。开发稀土矿共伴生资源综合回收利用的清洁生产技术，稀土、钍、氟等伴生资源综合回收利用；“三废”达标排放。
11、硬质合金高端产品技术开发与产业化
钨是宝贵的战略资源，也是我国优势资源。但我国的硬质合金技术发展以跟踪模仿和引进为主，高端产品主要依赖进口。硬质合金高端产品是指技术含量高、产品性能高、附加值高的硬质合金产品，如钻径为0.1-0.25mm的微钻，带内螺旋冷却液孔硬质合金棒材，超大超厚高性能模具板材，高精度微孔拉丝模，直径在400mm以上、单重为150～300kg的大型轧辊，顶锤，高效数控涂层刀具等。这些产品价格昂贵，主要依靠进口。以汽车工业用数控刀片为例，目前轿车工业用数控刀片90％仍依赖进口。
超细晶粒和纳米硬质合金是航空、航天、电子、军工、汽车等高技术产业发展不可缺少的工具材料。粗晶粒硬质合金具有良好韧性和耐磨性的配合，成为硬质合金轧辊、冷冲模具、采掘工具的主要材料。现代工业提出了高效、耐久、可靠、经济的硬质合金特大制品的需求，对其在使用中可靠性和耐久性的要求更为突出。硬面技术在常规金属表面形成硬质耐磨层，可大幅度提高工件使用寿命及生产效率。
重点开展：超细晶和纳米硬质合金工模具、高强耐磨超粗晶硬质合金产品开发、超大型硬质合金制品集成制备技术及性能评价、耐磨耐蚀特种硬面材料及应用技术、高效精密加工数控刀具及其涂层的研究与开发和军用高性能硬质合金的材料及应用研究。
通过项目研究，在超细晶和纳米硬质合金、高强耐磨超粗晶硬质合金、超大型硬质合金、耐磨耐蚀硬面材料、高效精密加工数控刀具及其涂层等高端产品的关键制备技术方面取得突破，开发出一批新的合金牌号，获得一批具有自主知识产权高端产品制备技术。通过项目的实施，有效地促进我国硬质合金产品的结构调整，为大幅度提升我国硬质合金行业的技术水平和国际竞争力奠定技术基础。
12、电容器级高比容钽粉/铌粉
广泛应用于手机、电脑、各种数码产品等电子产品领域的钽电解电容器具有漏电流低、等效串联电阻（ESR）低、耐压性好、使用寿命长的特点。作为钽电容器的关键原料――钽粉的需求超过1200吨/年，占全世界金属钽的总消耗量的60％以上。随着电子产品不断向便携式、微型化和多功能化的方向发展，钽电解电容器则向微型化、片式化发展，钽粉的比容（μFV/g）（即单位重量钽粉的电容量）也向高比容发展。比容越高，越有利于开发更小型的钽电容器。
中国的电容器级钽粉生产和研究水平均处于世界先进水平，目前钽粉的生产水平已
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达到150,000μFV/g，已经开始研制200,000μFV/g以上的钽粉，紧跟国际领先水平。为使我国的钽工业保持不败的地位，必须继续不断地开发更高比容的钽粉，包括电容器级铌粉，近年来，铌电容器也被逐渐应用于便携式电子产品和数码产品等领域。
重点研究：研究交叉混合还原技术，制备更高比表面积原粉；钽粉的杂质特别是O、C、Fe+Ni+Cr、K含量的控制技术；研究搅拌预团化技术，降低钽/铌粉及阳极块在高温烧结过程中的表面积损失。实现目标：钽粉及铌粉的比容达到200,000～300,000μFV/g，其它技术指标满足电容器生产厂家的要求；国际市场占有率达到30％以上。
13、核电用海绵锆及锆合金包壳材料关键技术研究
核能是替代化石燃料、有经济竞争力的清洁能源，是实现我国能源供应多元化的重要组成部分。核级锆主要用作核动力堆的堆芯结构材料，是发展核电、核动力潜艇不可替代的核心材料。我国锆资源量为世界第九位,近年锆矿开采和冶炼能力提升很快,但大部分为化学锆（氧氯化锆、碳酸锆、醋酸锆、氧化锆）类初级产品。虽然我国已初步掌握了核级纯海绵锆制备技术，但是生产规模小，技术水平相对落后，环境污染较大，装备水平低，生产成本高，所以产品主要依赖进口。由于海绵锆是战略物质，因此必须开发低成本、低污染的海绵锆产业化关键技术，提高我国核级海绵锆的生产能力，为我国的核电发展提供可靠的物质保障。
锆合金制成的核燃料元件包壳材料是核反应堆的关键核心部件之一。核电的先进性、安全可靠性和经济性能也都与所用的包壳材料性能密切相关。世界各国一直把核燃料元件包壳材料列入国家高技术领域进行研究开发。我国是世界上少数几个掌握锆材生产技术的国家之一，自主研制的Zr－2、Zr－4合金已批量应用于核动力堆和秦山核电站一期工程中，但与国外先进水平相比仍存在较大差距。因此为保证我国核电产业的健康发展，必须开展核级海绵锆和锆合金加工材产业化关键技术研究，重点突破核级海绵锆和锆合金管坯产业化制备技术，取得自主知识产权，建立我国独立的核电用锆材认证体系，彻底打通锆合金包壳材料产业化通道，实现国产锆合金包壳材料的产业化，推动我国核电事业的发展。
为适应我国核电产业高速健康发展，开展核级海绵锆和锆合金包壳管产业化为目标，重点突破锆铪分离及锆合金管坯制备两大技术瓶颈，取得高效洁净锆铪分离技术、沸腾氯化还原-蒸馏技术、大型高合金铸锭制备开坯及热处理技术、锆合金包壳管材精密轧制加工技术、新型锆合金研制技术、锆合金包壳管组织性能检测及评价技术自主知识产权，建立高合金材研发体系，实现锆合金包壳管材的产业化。
14、高性能铟锡靶材研究
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掺锡氧化铟（即Indium Tin Oxide, 简称ITO）材料是一种n型半导体材料，该种材料包括ITO粉末、靶材、导电浆料及ITO透明导电薄膜。ITO靶材是磁控溅射制备ITO透明导电薄膜的原料。这种透明导电薄膜对可见光透过率>85％，红外光反射率>90%，且导电性好，有优良的化学稳定性、热稳定性和刻蚀性，是一种用途十分广泛的特种薄膜材料，广泛应用于平板显示器（如LCD）、防辐射玻璃、太阳能电池板等领域。
日本、美国和德国于70年代开始研制ITO靶材，目前已形成规模产业，主要采用冷压——烧结工艺成形和致密化，同时兼顾热压和热等静压工艺，以获得不同质量档次的靶材。国内于90年代初开始研制ITO靶材，主要工艺是热压成形。但由于国内靶材镀膜性能差，基本都只用于低端显示器件，高端显示器用ITO靶材全部依赖进口。因此，以烧结技术生产大尺寸、高密度ITO靶材已成为国内靶材生产厂家研发的重点。
该项目重点突破国际ITO靶材采用的胶态成型及气氛烧结和无压烧结技术，避免国内厂家采用的热压、等静压等工艺缺陷，产品品质得到明显提高。该项目主要目标为胶态成型、脱脂、烧结工艺来制备大尺寸、高密度ITO氧化物靶材，形成从浆料制备、成型到烧结的完整的生产线。项目产品技术指标如下：高纯度：≥4N；高密度：ITO靶材相对密度99%以上；低电阻率：ITO靶材电阻率不大于1.7×10-4Ω·cm；大尺寸：至少300×600×（6～10）mm；能满足TFT-LCD使用要求。
15、金属多孔材料
现代工业的发展离不开金属多孔材料。金属多孔材料由于孔隙的存在及孔隙与环境的交互作用引发出各种功能特性，使其成为集结构、功能于一体的重要材料。广泛应用于各行各业中的过滤分离、流体渗透与分布控制、流态化、高效燃烧、强化传质传热、催化剂载体、阻燃防爆等领域，是上述工业生产中实现技术突破不可或缺的关键材料。如在煤气化、煤液化等洁净能源转化，核能中的核燃料净化，汽车尾气净化，高温气体净化，污水处理，纯净水的制取以及航空油滤、金属热防护系统等都大量应用金属多孔材料及元件。正是由于强大的需求牵引，使金属多孔材料的研究得到了空前的发展。目前国际最新进展与趋势是孔径的微小化、纳米化；孔结构的有序化、梯度化；材质的多样化（FeAl，TiAl等）、复合化（致密－多孔、金属－陶瓷等）；以及制备技术的多样化（3D－print，流体分级沉积成型技术，粉末湿法喷涂技术，相分离技术，气体共晶定向凝固技术）。
项目主要开展金属多孔材料产业化重大技术的研究，包括电子束快速成形及产业化技术，柴油车尾气净化机外技术用金属纤维多孔材料、短三维粗糙元高效换热材料的制备及产业化技术高性能、钛粉末冶金及其材料、粉末冶金多孔材料的制备与产业化关键技术、能量吸收用金属纤维多孔夹芯材料、高效换热系统及产业化技术、纳米孔结构金
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