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    新質生產力上新丨新材料“鍛造”新未來

    時間:2024-03-02 17:53:51|來源:大河網|點擊量:1047

    新質生產力上新丨新材料“鍛造”新未來

    新質生產力上新丨新材料“鍛造”新未來

    3月1日,位于襄城縣產業集聚區的平煤隆基新能源科技有限公司,員工正在監控自動化生產線運轉情況。 本報記者 聶冬晗 攝 沃森超高建成投產超高分子量聚乙烯裝置。 劉濤 攝

    □本報記者 陳輝

    神舟飛天、蛟龍入海、嫦娥奔月、北斗組網,一個個大國工程背后都離不開新材料的支撐。新材料產業已被視為戰略性、基礎性產業,是制造業高質量發展的先導和基石,也是培育新質生產力的關鍵領域。

    人造金剛石產量全球第一,尼龍新材料產業規模全國第一,氟基新材料、電子特種氣體材料、鋁基新材料、納米材料等在全國具有重要影響力。作為全國重要的原材料工業大省,河南在超硬材料、有色金屬、鋼鐵、建材、耐火材料等領域有較為深厚的積累和實力,布局新材料產業有著先發優勢。

    “發展新材料是一個系統工程,河南既面臨超硬材料、有色金屬材料、耐火材料、化工材料等傳統材料業向新材料升級的問題,也有如何抓住納米材料、超導材料、生物材料、智能材料等前沿新材料的緊迫。”河南省工業和信息化廳相關負責人表示。

    去年,我省統籌謀劃28條重點產業鏈,其中包含超硬材料、鋁基新材料、銅基新材料、化工新材料等9條新材料產業鏈,全方位延鏈補鏈、建鏈升鏈,加快從原材料大省向新材料強省轉變,向價值鏈高端延伸、向新質生產力升級。

    以河南在全國領先、全球獨具優勢的超硬材料為例,2023年河南超硬材料產業鏈大事不斷:推出超硬材料產業鏈“1+5”行動方案、舉辦首屆金剛石產業大會、組建河南省超硬材料協會、揭牌河南省超硬材料產業技術研究院、籌建金剛石集團……產業生態圈加速完善,核心競爭力高位提升。

    業內龍頭鄭州三磨所2023年突破了關鍵共性技術難題30多項,新研發的半導體晶圓切割用劃片刀具有超薄、超精、高效等特點,產品制造精度和使用性能達到國外同類產品水平,已在國內數十家半導體晶圓制造企業大批量應用;開發的芯片封裝高效精密切割用金剛石砂輪產品,保障了我國半導體領域供應鏈安全需求。

    培育鉆石是超硬材料行業火爆的新材料,原本用于工業生產的金剛石由此打開了廣闊的民用消費市場。2023年,全省預計年產培育鉆石800萬克拉、同比增長20%。面對培育鉆石原石價格劇烈波動的局面,省內各龍頭企業持續推進培育鉆石產品技術升級迭代,黃河旋風加大培育鉆石高產工藝開發,突破高穩定性晶體生長和晶形控制等關鍵核心技術;力量鉆石公司已掌握從0.1克拉至30克拉培育鉆石批量生產技術。

    在當下,電子信息、新能源、高端制造等領域的新材料備受關注。我省也在這些領域大力攻克“卡脖子”難題:焦作多氟多生產的用于芯片清洗、蝕刻等環節的超凈高純電子級氫氟酸進入國際高端半導體制造供應鏈,洛陽中硅高科生產的電子級多晶硅在第三代半導體碳化硅領域填補了國內空白,河南昊華氣體生產的多種電子氣體材料國內市場占有率第一……

    強有力的舉措推動了行業的整體升級。2023年,河南新材料領域新培育省級專精特新中小企業349家、占全省新增的26%,培育國家專精特新“小巨人”企業19家、占全省新增的36%。

    當前,河南9個新材料產業鏈的攻堅正在緊鑼密鼓進行,超硬材料產業鏈瞄準建設全球超硬材料生產研發基地和國際培育鉆石制造交易中心;鋁基新材料產業鏈目標是打造具有國際競爭力的先進鋁基材料產業集群;先進合金材料產業鏈要建設具有全球影響力的先進合金材料產業基地……

    以“新”提“質”,以“質”催“新”,河南新材料蘊藏著巨大的新質生產力,萬億級“藍海”前景廣闊。

    納米金剛石國際標準“河南造”

    “1根頭發絲的直徑約為6萬納米,我們研發生產的納米金剛石最細尺寸只有20納米,相當于1根頭發絲直徑的3000分之一。”

    □本報記者 陳輝

    “1根頭發絲的直徑約為6萬納米,我們研發生產的納米金剛石最細尺寸只有20納米,相當于1根頭發絲直徑的3000分之一。”2月29日,記者來到河南聯合精密材料股份有限公司(以下簡稱“聯合精密”)采訪,該公司總工程師王泳自豪地向記者介紹。

    納米金剛石,一般指尺寸介于1—100納米的金剛石,不僅具有普通金剛石的高硬度、高耐磨性,還具備優異的導熱性、化學穩定性、生物相容性等。近年來,納米金剛石在高分子聚合物增強領域已成為新的應用方向,國內外競相開展相關技術儲備和產品開發。

    在河南超硬材料“軍團”中,聯合精密是個低調的存在,但在納米金剛石領域,卻是個“隱形的王者”。

    “早在十幾年前,公司就成立了河南省納米金剛石粉體材料工程技術研究中心,近年又成立了超精密研磨拋光材料和應用技術國家地方聯合工程實驗室等研發平臺,每年研發投入強度在6%以上。”王泳介紹,聯合精密專注納米微米金剛石產品的深度研究、原始創新,目前已形成金剛石精細磨料、流體磨料和精密工具三大產品體系,陸續推出了類多晶金剛石、團聚金剛石、納米金剛石、金剛石流體磨料、鉆石研磨墊等創新產品。

    納米金剛石具有硬度高、導熱性好、化學穩定性強等特點,已廣泛應用于電子、機械制造、化工和生物醫學等領域。王泳介紹,聯合精密的納米金剛石面向更高端的市場,主要服務于第三代半導體碳化硅晶體、微電子藍寶石晶體、微電子玻璃、光伏硅片等應用市場,目前業務覆蓋20多個國家和地區。

    “國內一款高端自主品牌手機的昆侖玻璃,就使用了我們的納米金剛石研磨墊,不僅替代了進口產品,解決了供應鏈‘卡脖子’問題,同時降低加工成本50%以上。”王泳說。

    《超硬磨料納米金剛石》《超硬磨料制品金剛石研磨液》兩項國家行業標準均是由聯合精密主持制定。如今,該公司正在進行“納米金剛石”國際標準的制定。

    “我們從2020年起就開展了《聚合物增強用納米金剛石》國際標準提案的預研工作,提出了標準研制方案,并于去年獲得正式立項批準。”王泳說,這個國際標準預計在今年審定后正式發布,不僅是ISO內首個關于納米金剛石的國際標準,也標志著中國在納米金剛石領域的制備和應用技術取得了長足進步,并開始在國際舞臺上擁有話語權。

    碳化硅材料叫響河南“芯”名片

    “目前我們是國內最大的碳化硅半導體粉體研發、生產和銷售企業,擁有國際先進的粉體合成爐和自動化無污染破碎技術,產品具有單爐產能大、顆粒度大、純度高、阿爾法含量高和游離碳低等優點,更適合8英寸碳化硅厚單晶的生長。”

    □本報記者 張海濤 王冰珂

    從生產燃料、原材料到生產新材料,平煤神馬集團創新發展步伐不斷加速。

    近日,河南電子半導體產業園傳出好消息:平煤神馬集團碳化硅半導體實驗室成功生長出全省第一塊8英寸碳化硅單晶晶錠,全面驗證了該集團中宜創芯公司碳化硅半導體粉體在長晶方面的獨特優勢。

    碳化硅半導體粉體是重要的第三代半導體材料,在光電子和微電子、5G基站、新能源汽車等領域應用潛力巨大,未來有望形成萬億級市場規模。比如用于新能源汽車領域,可實現快速充電,喝一杯咖啡的時間,汽車即可滿能啟程。

    但國內掌握碳化硅半導體粉體核心技術的企業尚不多。去年以來,平煤神馬集團立足高端硅碳等基礎材料優勢,在中試研究取得重大進展的基礎上,規劃建設了年產2000噸碳化硅半導體粉體項目(一期),吹響了量產的沖鋒號。

    “目前我們是國內最大的碳化硅半導體粉體研發、生產和銷售企業,擁有國際先進的粉體合成爐和自動化無污染破碎技術,產品具有單爐產能大、顆粒度大、純度高、阿爾法含量高和游離碳低等優點,更適合8英寸碳化硅厚單晶的生長。”中宜創芯公司董事長孫毅說。

    孫毅介紹,此次實驗成功驗證了產品優勢,展示了平煤神馬集團的科研實力,標志著我省碳化硅半導體關鍵原料技術進入國內第一方陣。

    中宜創芯公司致力建成“國內領先、世界一流”的碳化硅半導體粉體生產企業,叫響河南“芯”名片。

    碳化硅半導體材料項目是平煤神馬集團“6+2”重大科研項目之一,也是其加快實現高水平科技自立自強的縮影,更是其加快發展新質生產力、扎實推進高質量發展的生動體現。

    近年來,平煤神馬集團圍繞新能源、新材料轉型方向,持續實施創新驅動發展戰略,逐步構建起以儲能和半導體材料為核心的戰略性新興產業體系,為加快邁向世界一流企業奠定了堅實基礎。

    聚合產業鏈“塑”造新優勢

    “作為熱塑性工程塑料,超高分子量聚乙烯因性能優異而用途廣泛,鋰電池隔膜、人工關節、防彈衣等多種物品中都能見到它的‘身影’。”

    □本報記者 逯彥萃 河南日報社全媒體記者 張曉靜

    約14萬根狀如釣魚絲的極細纜繩,吊裝起重約6000噸的鋼結構混凝土預制件……港珠澳大橋建設過程中的神奇一幕,有濮陽新材料參與其中。“我們生產的超高分子量聚乙烯樹脂,是制造這種高強度纜繩的主要原料。”3月1日,走進坐落于濮陽經濟技術開發區的河南沃森超高化工科技有限公司(以下簡稱“沃森超高”),相關負責人張恩龍介紹了背后的“黑科技”。

    聚乙烯(簡稱PE)是為大眾所熟知的塑料,超高分子量聚乙烯可謂PE中的“魁首”。“作為熱塑性工程塑料,超高分子量聚乙烯因性能優異而用途廣泛,鋰電池隔膜、人工關節、防彈衣等多種物品中都能見到它的‘身影’。高端的超高分子量聚乙烯,更是軍事、航空航天等領域迫切需要的材料。”張恩龍說,不同牌號的超高分子量聚乙烯樹脂有不同的應用領域,而沃森超高擁有目前國內最全的產品牌號、最先進的工藝技術;其重點牌號的產品,品質與國外同類產品相當,部分指標甚至超過國外同類產品。

    這份“優異成績”來自什么?創新驅動是關鍵。據了解,因為超高分子量聚乙烯在高科技領域的作用,少數掌握核心技術的發達國家、外國公司實行了技術封鎖,甚至不對我國銷售成品。從20世紀90年代起,上?;ぱ芯吭褐鸩酵黄撇⑼晟屏顺叻肿恿烤垡蚁┥a的催化劑、合成工藝等關鍵環節,形成了自主知識產權。這些科技成果的轉化、工業化應用,在沃森超高落了地。

    2023年3月23日,沃森超高建成投產了全國首套3萬噸/年淤漿環管連續法超高分子量聚乙烯裝置,創新實踐再上新臺階。該裝置采用的工藝技術為上?;ぱ芯吭涸谌蚴讋?,工藝全流程均采用國產化設備。

    超高分子量聚乙烯的科技“質變”緣何發生在濮陽市?“作為資源枯竭城市全面轉型高質量發展的濮陽,把打造千億級新材料產業集群視作‘關鍵子’。”濮陽市工信局相關負責人說。在聚碳新材料、生物可降解材料、綠色助劑等新材料領域,濮陽市強化頂層設計、補鏈延鏈強鏈,培育了盛源集團、星漢生物、濮陽惠成等一批產業鏈上中高端關鍵環企業。2月28日,龍都化工新材料實驗室揭牌,實現了濮陽市省實驗室“零的突破”,濮陽市新材料產業提檔升級邁出新步伐。

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  3. 責任編輯 / 李宗文

  4. 審核 / 李俊杰 劉曉明
  5. 終審 / 平筠
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