故事
新材料故事 | 山東工陶院:執(zhí)著堅(jiān)守五十載,破解氮化物陶瓷纖維“卡脖子”難題
來(lái)源:山東工陶院 發(fā)布時(shí)間:2022-12-19編者按
新材料業(yè)務(wù)是中國(guó)建材“三足鼎立”業(yè)務(wù)之一,秉承“材料創(chuàng)造美好世界”使命,充分發(fā)揮科技創(chuàng)新“國(guó)家隊(duì)”作用,我們擁有26家國(guó)家級(jí)科研院所、3個(gè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、1個(gè)國(guó)家制造業(yè)創(chuàng)新中心、3.8萬(wàn)名科研人員等雄厚的科研實(shí)力,7項(xiàng)國(guó)家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)的科研優(yōu)勢(shì)及7項(xiàng)業(yè)務(wù)規(guī)模世界第一的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)。
我們始終心懷“國(guó)之大者”,打造“國(guó)之大材”。以服務(wù)國(guó)防建設(shè)、服務(wù)國(guó)家重大工程、服務(wù)國(guó)民經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)、服務(wù)人民美好生活為己任,致力于新材料業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)高端化、量產(chǎn)化、全球化,跑出“加速度”。
我們推出了一系列《新材料故事》,用通俗易懂的話語(yǔ),為你講述新材料與社會(huì)發(fā)展、人類生活齊步走的故事。
中國(guó)要強(qiáng)盛、要復(fù)興,就一定要大力發(fā)展科學(xué)技術(shù),努力成為世界主要科學(xué)中心和創(chuàng)新高地。習(xí)近平總書記強(qiáng)調(diào),我國(guó)廣大科技工作者要把握大勢(shì)、搶占先機(jī),直面問(wèn)題、迎難而上,瞄準(zhǔn)世界科技前沿,引領(lǐng)科技發(fā)展方向,肩負(fù)起歷史賦予的重任,勇做新時(shí)代科技創(chuàng)新的排頭兵,努力建設(shè)世界科技強(qiáng)國(guó)。
纖維新材料是支撐我國(guó)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)材料,是全球發(fā)展最快和最活躍的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域之一。氮化物陶瓷纖維具有極為優(yōu)異的綜合性能,如耐超高溫、耐化學(xué)腐蝕、介電性能優(yōu)異等,在航空、航天和核工業(yè)等高技術(shù)領(lǐng)域有著不可替代的作用。因此,發(fā)達(dá)國(guó)家一直將該纖維制備的關(guān)鍵技術(shù)對(duì)其他國(guó)家實(shí)行嚴(yán)格封鎖,是我國(guó)關(guān)鍵裝備發(fā)展亟需攻克的“卡脖子”材料。
氮化物陶瓷纖維生產(chǎn)車間
肩負(fù)使命 揚(yáng)帆起航
山東工陶院從1976年開始研制氮化物陶瓷纖維,老一輩科研工作者以國(guó)家需求為己任,緊密跟蹤國(guó)外技術(shù)發(fā)展趨勢(shì),在航天航空工程牽引下,針對(duì)耐高溫透波應(yīng)用背景,著手研制定長(zhǎng)氮化物陶瓷纖維。
研究之初,面對(duì)無(wú)技術(shù)、無(wú)裝備的局面,老一輩工陶院人積極組織精干力量,克服重重困難,在計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)幾乎空白的條件下,利用各種渠道查閱搜集大量的國(guó)外氮化物陶瓷纖維制備的文獻(xiàn)資料,翻譯編纂氮化物陶瓷纖維論文集六萬(wàn)余字,涵蓋包括材料制備、材料應(yīng)用、關(guān)鍵裝備等當(dāng)時(shí)最新研究成果。文獻(xiàn)資料可以通過(guò)查閱解決,但是制備氮化物陶瓷纖維的裝備卻沒(méi)有企業(yè)可以制造。大家發(fā)揚(yáng)陶瓷材料專業(yè)的技術(shù)優(yōu)勢(shì),四處走訪調(diào)研關(guān)鍵部件,硬生生地搭建出一套完整的合成系統(tǒng)。
經(jīng)過(guò)短短兩年的時(shí)間,1978年制備出了定長(zhǎng)氮化物陶瓷纖維,六年后順利通過(guò)定長(zhǎng)氮化物陶瓷纖維擴(kuò)大試驗(yàn)研究鑒定會(huì)。隨著國(guó)家相關(guān)領(lǐng)域發(fā)展方向的調(diào)整,作為前沿技術(shù)的氮化物陶瓷纖維由于缺少持續(xù)性資金支持,各項(xiàng)研究工作在上世紀(jì)九十年代中期不得不中斷。但正是氮化物陶瓷纖維開荒者們的披荊斬棘,攻堅(jiān)克難,在十幾年的研究過(guò)程中培養(yǎng)了大批優(yōu)秀人才,積累了豐富研制經(jīng)驗(yàn),為后期特種陶瓷纖維事業(yè)的發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
氮化物陶瓷前驅(qū)體
薪火相傳 砥礪前行
進(jìn)入新世紀(jì),我國(guó)融入經(jīng)濟(jì)全球化潮流,社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)也步入新的發(fā)展階段,航空航天領(lǐng)域?qū)Ω咝阅芴沾衫w維的需求日益迫切。山東工陶院氮化物陶瓷纖維研制工作雖幾經(jīng)波折,但依然保持了穩(wěn)定的研發(fā)隊(duì)伍。工陶院深知,關(guān)鍵核心技術(shù)是要不來(lái)、買不來(lái)、討不來(lái)的。如果我們只停留在過(guò)去的成績(jī)上,不識(shí)變、不應(yīng)變、不求變,就可能陷入被動(dòng),錯(cuò)失發(fā)展機(jī)遇。站在世界新一輪科技產(chǎn)業(yè)革命同我國(guó)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變的歷史性交匯期,我們比任何時(shí)期都更需要加快科技創(chuàng)新,掌握競(jìng)爭(zhēng)先機(jī)。
面對(duì)國(guó)外的壟斷封鎖和國(guó)內(nèi)航空航天企業(yè)的強(qiáng)烈需求,山東工陶院以“科技興國(guó)”為己任,立足自主創(chuàng)新,于2003 年重新組建氮化物陶瓷纖維學(xué)科,致力于打破領(lǐng)域內(nèi)關(guān)鍵基礎(chǔ)原材料受制于人的局面。針對(duì)氮化物陶瓷纖維新的需求,山東工陶院自籌資金,在前期定長(zhǎng)氮化物陶瓷纖維研制的基礎(chǔ)上開展連續(xù)氮化物陶瓷纖維研制。
經(jīng)過(guò)幾年攻關(guān),于2011年制備出性能優(yōu)異的連續(xù)氮化物陶瓷纖維產(chǎn)品,打破了國(guó)外技術(shù)壟斷,實(shí)現(xiàn)了國(guó)內(nèi)在連續(xù)氮化物陶瓷纖維領(lǐng)域的重大突破,成為國(guó)內(nèi)為數(shù)不多可以提供優(yōu)質(zhì)氮化物陶瓷纖維的研制單位。自“十二五”以來(lái),在國(guó)家及省部委等多個(gè)項(xiàng)目的支持下,山東工陶院研發(fā)團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)開展了氮化物陶瓷纖維及其陶瓷基復(fù)合材料的研制工作,在纖維制備關(guān)鍵技術(shù)、關(guān)鍵裝備研發(fā)、材料關(guān)鍵應(yīng)用性能評(píng)價(jià)等方面取得重大突破,建立連續(xù)氮化物陶瓷纖維試驗(yàn)線,并初步建成國(guó)內(nèi)特種纖維研發(fā)平臺(tái),推動(dòng)我國(guó)特種陶瓷纖維制備技術(shù)的進(jìn)步。
高性能氮化物陶瓷纖維
踵事增華 踔厲奮發(fā)
研發(fā)與生產(chǎn)齊飛,科技創(chuàng)新發(fā)展共時(shí)代一色。山東工陶院緊緊抓住高性能纖維發(fā)展的契機(jī),于2020年開工建設(shè)耐高溫氮化物陶瓷纖維中試線,由此走上從實(shí)驗(yàn)室到中試的跨越發(fā)展之路。項(xiàng)目初期,面對(duì)質(zhì)疑、困難和重重壓力,研發(fā)團(tuán)隊(duì)加班加點(diǎn)齊奮戰(zhàn),通過(guò)對(duì)設(shè)備結(jié)構(gòu)和功能的持續(xù)改善和驗(yàn)證,不斷迭代優(yōu)化工藝,實(shí)現(xiàn)了高性能陶瓷纖維制備技術(shù)的突破,邁出了高性能纖維批量化生產(chǎn)最堅(jiān)實(shí)的第一步。2021年,經(jīng)過(guò)不斷技術(shù)攻關(guān)、工藝優(yōu)化、裝備升級(jí),氮化物陶瓷纖維關(guān)鍵制備技術(shù)及產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性等方面又取得重大突破,具備了工程化生產(chǎn)的條件。
氮化物陶瓷纖維中試線
“守家國(guó)情懷初心,承科技報(bào)國(guó)使命,開發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高性能特種陶瓷纖維,破解我國(guó)關(guān)鍵原材料長(zhǎng)期受制于歐美發(fā)達(dá)國(guó)家的困局”是每一位特纖人的初心和使命,它激勵(lì)著一代又一代特纖人繼往開來(lái),不斷奮進(jìn),實(shí)現(xiàn)了無(wú)數(shù)次“從0到1”的突破。經(jīng)過(guò)幾十年發(fā)展,山東工陶院目前已設(shè)立淄博市特種陶瓷纖維工程技術(shù)研究中心,是氮化物陶瓷纖維國(guó)軍標(biāo)制訂單位,并形成氮化物陶瓷纖維、氮化物陶瓷前驅(qū)體、氮化物陶瓷纖維布/纖維紙/纖維氈等核心技術(shù)產(chǎn)品,擁有核心專利20余項(xiàng),技術(shù)成果榮獲中國(guó)建材集團(tuán)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。
氮化物陶瓷纖維制品
展望未來(lái),山東工陶院將緊緊抓住當(dāng)前發(fā)展戰(zhàn)略機(jī)遇期,以高性能氮化物陶瓷纖維材料發(fā)展為綱,匯聚優(yōu)勢(shì)資源,有序發(fā)展陶瓷纖維制品、氮化物陶瓷前驅(qū)體及其他特色陶瓷纖維,建設(shè)具有國(guó)內(nèi)引領(lǐng)地位的高性能陶瓷纖維材料的研發(fā)創(chuàng)新平臺(tái)和產(chǎn)業(yè)基地,為國(guó)家關(guān)鍵領(lǐng)域重大需求提供核心材料保障。