祁萍 張默涵
2023年12月20日—23日,中國電器工業協會非晶合金材料應用分會(下稱非晶分會)秘書處一行到重慶市部分企業、高校走訪,重點圍繞非晶合金粉末最新研究成果和產業發展現狀展開調研,先后拜訪了重慶優鈦實業有限公司(下稱重慶優鈦)、西南大學、重慶望變電氣(集團)股份有限公司(下稱望變電氣)和重慶師范大學等單位,并召開了5場座談會。
其間,非晶分會秘書處一行參觀了生產現場、成果展示廳、材料實驗室等,開展座談交流,了解企業發展現狀、未來發展方向,以及影響產業發展的因素、當地產業鏈建設等相關情況;和高校相關課題組進行交流,了解其圍繞產業開展的研究方向和科研進展。此外,非晶分會秘書處一行還與中信集團、鋼鐵研究總院部分專家和領導進行了座談交流。
產業發展和科研主要
方向及現狀
通過產學研合作,企業嘗到了發展的甜頭,形成了新質生產力。已形成多年合作關系的望變電氣和東莞松山湖材料實驗室非晶合金相關課題組近年來重點圍繞非晶合金軟磁粉末、硅鋼廢料制粉等課題開展了研究。在非晶分會秘書處一行調研期間,望變電氣的研發工程師用從東莞松山湖材料實驗室得到的樣品(硅鋼邊角廢料)進行成分再設計,成功開發出非晶合金軟磁帶材。該公司新材料研發中心的范剛強博士介紹,如果這項研究成果落地,該公司數千噸硅鋼邊角料有望變廢為寶,為該公司發展增添新動能。重慶優鈦和鋼鐵研究總院通過深度合作,先后成功制備出氫還原超細高純鐵粉,被中國金屬學會評審組認定為國際首創,獲得2023年度中國鋼鐵工業協會、中國金屬學會聯合頒發的冶金科學技術三等獎。該公司總經理張群介紹,他們還在非晶軟磁粉末、非晶催化等方面與相關科研單位展開了合作,期待能有新成果。
高校研發方向均為企業關注重點。調研發現,兩所高校課題組都有契合企業發展需求的研發方向。西南大學郭勝鋒教授在鐵基非晶合金領域深耕18年多,為鐵基非晶合金各類應用奠定了堅實的理論基礎。其團隊還在鋯基、鈷基、鉬基等方面進行拓展研究,在偶氮染料廢水降解、電解水催化等領域取得新成果,其中鐵基難熔非晶方向是芯片界的關注重點。重慶師范大學余鵬課題組在非晶合金磁性能、力學性能、催化性能等方面發力,成果豐碩,其課題組成員江俊穎在碩士研究生在讀期間在《Chemical Engineering Journal(化學工程雜志)》《Journal of Colloid and Interface Science(膠體與科學界面雜志)》以第一作者身份各發表了1篇催化方面的高質量科研論文。近期,該課題組在非晶合金磁熱研究方面頗有建樹,受到產業界廣泛關注。
重視知識產權使企業有可持續發展動力。重慶優鈦、望變電氣這兩家企業均是高新技術企業,尤其注重科技推動產業發展和知識產權保護。望變電氣為國家知識產權優勢企業、重慶市技術創新示范企業,掌握了“雙分裂整流變壓器”“消弧接地成套裝置”“硅鋼片縫合裝置”“硅鋼冷軋用厚壁套筒”等多項核心專利技術。重慶優鈦成立時間不長,目前擁有7項授權發明專利、26項實用新型專利、4項軟件著作。
重慶市在非晶合金帶材應用方面有涉及但規模小。當前,非晶合金軟磁產業發展勢頭較快,但重慶市在該領域的相關企業不多,關聯度也不是太大。望變電氣有使用非晶合金變壓器,但目前使用量不是太大。該公司變壓器事業部總經理鄒紅在非晶分會秘書處一行調研時表示,2023年,該公司大約使用近600噸非晶鐵芯,其中干式變壓器使用較多。該公司近期還采購了非晶鐵芯制備設備,預計2024年會有較大增量。重慶市長壽縣也有一家小型納米晶合金制備企業,但近年由于技術跟不上等因素,目前市場已難覓其蹤影。“非晶合金帶材不是重慶特色,產業基礎較弱。前些年,望變電氣有過投資鐵基非晶設想,但現在肯定不會上了?!编u紅說。
調研結果和相關發展建議
一是重慶市非晶粉末發展迎來難得機遇,建議相關企業和高校聯手推進,形成有顯示度的產學研生態。非晶合金是具有較強競爭力的新材料,重慶市在非晶合金粉末、催化方面有一定產業基礎和科研進展。前不久,工信部發布《重點新材料首批次應用示范指導目錄(2024版)》,高性能球性非晶、納米晶粉末被列入其中。近日,重慶市印發《重慶市先進材料產業集群高質量發展行動計劃(2023—2027年)》,計劃到2027年培育形成“4+4+N”(4即大力發展先進有色金屬材料、先進鋼鐵材料、先進化工材料、先進綠色建材四大先進基礎材料產業,4即重點培育新能源材料、特種功能材料、新一代信息技術材料、儲能材料四大關鍵戰略材料產業,N即培育氣凝膠材料、石墨烯材料、未來材料等前沿新材料)現代先進材料產業體系,該市先進材料產業產值突破1萬億元。重慶市相關企業把非晶合金粉末作為重要方向投資,是符合國家產業導向和重慶市產業政策的。
二是非晶粉末應用要防止路徑依賴。提到非晶合金粉末,很多企業、高校課題組均在軟磁性能上做文章,或者往熱噴涂用粉方向想。其實,非晶合金粉末,特別是鐵基非晶合金粉末用途遠不止這些。除了用于催化材料外,北京航空航天大學教師張濤把非晶合金粉末作為固體潤滑材料,日本有企業把鐵基非晶粉末作為高性能拋光材料,美國有企業把非晶合金粉末作為防彈材料、3D打印材料,等等。非晶合金粉末市場很大,應用很廣,建議企業向東莞松山湖材料實驗室學習,善于把如硅鋼等材料的“邊角料“做成非晶新材料。
三是產業配套避免舍近求遠“燈下黑”。在全國,甚至全球,生產鏈可能變得“更短”和“更區域化”的情況下,如何實現區域主導的產業結構升級與技術創新顯得愈發重要。調研發現,重慶當地有許多化工企業、新能源電池企業、火電發電企業等,都對催化、熱噴涂所需非晶粉末有潛在市場需求。在家門口就可以實現延鏈補鏈,但企業還在全國找市場、覓客戶。建議兩家投資粉末的企業要善于在身邊“找親人”、謀發展,避免產業配套舍近求遠“燈下黑”。
四是科研課題和產業既要契合,也要融合。和許多科研單位一樣,非晶分會秘書處一行調研的高校對企業實際需求了解的不夠透徹。非晶合金粉末、催化等沒有做到集中發力從而形成優勢支撐。有企業總工程師隨非晶分會秘書處去重慶師范大學調研時,當場表達了合作意向。建議高校科研單位要經常跑企業、找方向,埋頭做科研,抬頭找需求。當前,產業和科研需要契合,也要善于做融合。
《中國冶金報》(2024年01月03日 03版三版)