如何讓日常生活中的電視等液晶顯示屏、半導體芯片、太陽能發(fā)電板等產(chǎn)品,既能實現(xiàn)物美價廉,又能供應充足?就離不開一種叫作“高純鉬粉”的應用了。
近日,2024年度“四川省科學技術(shù)獎勵大會”在成都舉行。由成都虹波實業(yè)股份有限公司主持,四川大學、虹波鉬業(yè)、鼎泰新材料共同完成的“高端濺射靶材用高純金屬鉬粉關(guān)鍵制備技術(shù)及應用”成果,榮獲2024年度四川省科學技術(shù)進步一等獎。
“在成都虹波的高純金屬鉬粉研究工作開展之前,世界上只有以日本和歐洲為代表的少數(shù)幾個發(fā)達國家具有制備高純鉬的能力!表椖*完成人任柴接受封面新聞記者專訪時表示,近年來,隨著我國電子和能源產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展,高純鉬需求量急劇增加。伴隨其作為關(guān)鍵基礎材料在高端制造業(yè)中的重要性與日俱增,通過系統(tǒng)性技術(shù)創(chuàng)新,我國高純鉬生產(chǎn)技術(shù)達到了世界先進水平,并在四川建成了全球*大規(guī)模的4N級鉬粉生產(chǎn)線!斑@樣可以確保我國在電子、顯示、光伏等領(lǐng)域高純鉬這一關(guān)鍵基礎材料的自主技術(shù)可控和充分供應保障!倍鳛椤疤旄朊肌庇媱澟c“蓉漂”計劃引進人才,任柴和項目團隊受到了成都得天獨厚的引才留才、產(chǎn)業(yè)扶持和建圈強鏈系列政策支持,有力推動了該項目的技術(shù)開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化工作,才有了高純鉬粉關(guān)鍵制備技術(shù)的突破和本次獲獎結(jié)果。
突破高純鉬粉技術(shù)壁壘,實現(xiàn)全球*大4N級鉬粉生產(chǎn)線投產(chǎn),從幾乎完全依賴進口到自主生產(chǎn)技術(shù)*全球,中國高純鉬粉產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了一場怎樣的逆襲之旅?
何為高純鉬粉?
鉬是一種稀有難熔金屬,具有高熔點、高電導率、低熱膨脹系數(shù)等優(yōu)異性能。而高純鉬粉由于其極高純度,進一步提升了這些特性。
高純鉬粉,是純度極高的金屬鉬粉末!熬唧w本項目中的高純鉬粉指純度達到4N級或者99.99%以上,即一萬份鉬粉中平均只含有小于一份的其他雜質(zhì)!比尾窠忉尩,這一純度水平相當于黃金中的“萬足金”標準,在有色金屬冶金領(lǐng)域代表了較高技術(shù)水平。從外觀上看,它是一種灰色的微細粉末。
由于高純特性,高純鉬粉成為電子、平面顯示、光伏和航空航天等高端領(lǐng)域的關(guān)鍵基礎材料之一。尤其是用于制造濺射靶材,通過物理氣相沉積形成各種電子薄膜,廣泛應用于半導體芯片、柔性顯示器、5G通信等高科技領(lǐng)域!案呒冦f粉一般會以粉末冶金的方式被加工成濺射靶材,之后通過物理氣相沉積等方式構(gòu)成這些應用領(lǐng)域設備中的各類電子薄膜,并發(fā)揮作用!比尾裾f。
將鉬提純到“4N級”(99.99%)難點在哪?
高純鉬提純的主要難點,體現(xiàn)在兩個方面:鉬體系深度除雜困難,以及我國鉬產(chǎn)業(yè)核心裝備技術(shù)水平落后。
任柴告訴封面新聞記者,針對這兩個難題,團隊分別圍繞著精細的化學反應控制及系統(tǒng)性深度除雜技術(shù),以及高純鉬粉產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵裝備及自動化控制技術(shù)兩大方面開展了系統(tǒng)性技術(shù)創(chuàng)新。“我們開發(fā)了如在世界鉬冶金行業(yè)首創(chuàng)的多級離子交換除雜技術(shù)等多個行業(yè)*的突破性技術(shù),解決了鉬純化和產(chǎn)業(yè)化難題,使得我國高純鉬生產(chǎn)技術(shù)達到了世界先進水平!
傳統(tǒng)鉬冶金方法,存在三廢治理水平低和資源循環(huán)利用困難的全球性難題。如何讓冶金過程更加低碳清潔?團隊基于“循環(huán)利用”和“綜合回收”準則,通過系統(tǒng)性技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)鏈整體規(guī)劃設計,構(gòu)建了綠色鉬冶金新模式。
“這一模式實現(xiàn)了全部水、氣、固體內(nèi)部循環(huán)或下游資源化利用,達到了三廢完全利用的目標,從根本上解決了污染問題,使傳統(tǒng)冶金行業(yè)走上了環(huán)境友好的可持續(xù)發(fā)展賽道。”任柴直言,通過項目建設,成都虹波建成了全球*大規(guī)模4N級鉬粉生產(chǎn)線。這一成就確保了我國在電子、顯示、光伏等領(lǐng)域高純鉬這一關(guān)鍵基礎材料的自主技術(shù)可控和供應保障。
從落后走向并跑爭做世界*領(lǐng)跑者
從實驗室成果到產(chǎn)業(yè)化,并不容易。目前,由成都虹波公司生產(chǎn)的高純鉬粉,在市場占有率已達70%以上,實現(xiàn)了向國內(nèi)全部鉬濺射靶材龍頭企業(yè)的穩(wěn)定供貨。
基于本技術(shù)的突破和示范產(chǎn)線以及示范生產(chǎn)基地的建設投產(chǎn),高純鉬粉這一產(chǎn)品的成功有效拉動的整個公司近年的高速發(fā)展,進而也促進了公司規(guī)模的快速擴張,拉動了800多人的就業(yè)!皬幕鶎庸と说桨嘟M,到技術(shù)專業(yè)骨干,到平臺行政專員,以及基地管理人員,為社會上來自各個專業(yè)、具有各類技能的人員均創(chuàng)造了就業(yè)機會和工作崗位,促進了地區(qū)勞動保障和經(jīng)濟發(fā)展!比尾裾f。
全球鉬濺射靶材市場正快速增長,從2020年的18.6億美元增長至2024年的32.8億美元。隨著中國技術(shù)的突破,這個曾經(jīng)被壟斷的市場正在重新洗牌。
“作為國家高新技術(shù)企業(yè)和*專精特新‘小巨人’企業(yè),每年都會有大量資金進行研發(fā)投入,通過對現(xiàn)有生產(chǎn)工藝升級換代和對前沿新材料和工藝不斷創(chuàng)新兩方面來持續(xù)提升企業(yè)技術(shù)水平,為企業(yè)長期發(fā)展注入活力!比尾窀嬖V封面新聞記者,隨著我國工業(yè)4.0重大戰(zhàn)略的展開,電子、半導體和能源行業(yè)將進一步產(chǎn)業(yè)升級。鉬因其高溫性能、高電導率,低熱膨脹系數(shù)等獨特優(yōu)勢,將在眾多領(lǐng)域?qū)ΜF(xiàn)有材料體系形成替代。
高純鉬粉的故事,是中國高科技材料發(fā)展的一個縮影:從依賴進口到自主創(chuàng)新,從跟跑到并跑乃至領(lǐng)跑!拔覀儗⒒诒卷椖康募夹g(shù)基礎,進一步發(fā)展鉬冶金和純化技術(shù),將我國的高純鉬技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化能力推向5N級純度甚至更高水平,徹底實現(xiàn)從并跑向領(lǐng)跑的超越!闭劶拔磥硪(guī)劃,任柴充滿信心。