從“踏破鐵鞋無覓處”到“中國制造”
——金川集團蘭州金川科技園自主研發(fā)高純鐵紀實
2022年03月28日 8:32 8136次瀏覽 來源: 中國有色網(wǎng) 分類: 其他稀有金屬 作者: 于彭波
2013年2月5日,習(xí)近平總書記在金川集團蘭州金川科技園調(diào)研考察時強調(diào):“希望金川在科技創(chuàng)新方面邁出更大的步伐。”金川集團蘭州金川科技園遵循習(xí)近平總書記的講話要求,始終圍繞科技創(chuàng)新這一主線,在高純金屬等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了一大批新技術(shù)、新成果的開發(fā)和應(yīng)用,并快速實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。金川高純銅產(chǎn)品從原來的6N品級實現(xiàn)了7N的批量化生產(chǎn),高純鎳、高純鈷產(chǎn)品從2013年的5N實現(xiàn)了目前的6N。通過科技攻關(guān),高純金屬產(chǎn)品打破了國外壟斷,高純金屬領(lǐng)域的科技創(chuàng)新已經(jīng)成為該公司經(jīng)濟發(fā)展的新動力、跨越提速的新引擎。
一“鐵”難求
作為微電子行業(yè)關(guān)鍵的基礎(chǔ)材料,高純金屬對實現(xiàn)我國微電子國產(chǎn)化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展具有重大戰(zhàn)略意義。我國半導(dǎo)體技術(shù)、航空航天、無線電科技等產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,對金屬純度要求越來越高,也大大促進了高純金屬產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
“這幾年,我們始終按照習(xí)近平總書記‘把核心技術(shù)牢牢掌握在自己手中’的殷切囑托,切實提升企業(yè)的創(chuàng)新能力。”蘭州金川科技園有限公司總經(jīng)理、黨委副書記曹篤盟說。
近年來,蘭州金川科技園依托資源和技術(shù)優(yōu)勢,致力于系列高純金屬產(chǎn)品的制備和產(chǎn)業(yè)化,開發(fā)了擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的高純金屬系列產(chǎn)品,并制定了國家標(biāo)準,順利進入國際高純金屬產(chǎn)品主要供應(yīng)商行列,并發(fā)展成為世界第二大半導(dǎo)體材料供應(yīng)商。而正當(dāng)金川高純鎳、高純鈷、高純銅等產(chǎn)品源源不斷銷往世界各地的時候,相關(guān)領(lǐng)域?qū)Ω呒冭F的需求量日益增大,一度一“鐵”難求。作為關(guān)鍵基礎(chǔ)原料,高純鐵廣泛用于電子電工領(lǐng)域,如繼電器、傳感器等產(chǎn)品。由于高純鐵的應(yīng)用廣泛,日本、德國、法國和美國等自20世紀90年代便對其進行了深入研究。國內(nèi)還沒有專門的企業(yè)進行高純鐵的生產(chǎn)來打破壟斷,導(dǎo)致我國高純鐵產(chǎn)品需求量雖大,卻長期處于“踏破鐵鞋無覓處”的尷尬境地。
2017年,北京和浙江等地客戶向蘭州金川科技園提出高純鐵的采購需求,表明高純鐵在相關(guān)領(lǐng)域的重大應(yīng)用意義日益凸顯。隨著目前國際形勢的發(fā)展,高純鐵進口也越來越受到限制,依靠自主研發(fā)取得技術(shù)突破、打破國外壟斷勢在必行。高純鐵產(chǎn)品的研制,對提高我國在高純金屬領(lǐng)域的研發(fā)水平,促進相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重大意義不言而喻。2018年3月,蘭州金川科技園把目光瞄準市場緊缺的高純鐵產(chǎn)品,決定正式立項自主研制開發(fā)高純鐵。此前,缺少高純鐵的文獻資料可供參考,一切僅憑蘭州金川科技園以往的高純金屬研發(fā)經(jīng)驗。怎么開發(fā)?誰來牽頭?能否成功?何時成功?這一切都是未知數(shù)。
“玉”琢成器
艾琳,這位金屬專業(yè)碩士畢業(yè)生,瘦小的身軀卻擁有深邃的智慧,仿佛散發(fā)著圣潔而美麗的光芒。自2006年進入蘭州金川科技園從事高純系列產(chǎn)品研發(fā)以來,艾琳以其深厚的理論功底和豐富的實踐經(jīng)驗,被選聘為高純鐵項目組組長,牽頭研制高純鐵產(chǎn)品。市場有了,可產(chǎn)品卻還沒有著落。出產(chǎn)品、出合格的產(chǎn)品,既是金川集團對蘭州金川科技園研發(fā)高純鐵產(chǎn)品的剛性要求,更是金川人對發(fā)展國家相關(guān)產(chǎn)業(yè)貢獻智慧與力量秉承的責(zé)任與使命。而最初的高純鐵項目組,連艾琳在內(nèi)僅有3人,人員和技術(shù)都無法保障,高純鐵的研發(fā)難度及不可預(yù)料性像一片烏云,重重地壓在科研人員的頭上。在蘭州金川科技園領(lǐng)導(dǎo)班子期盼的語氣和目光里,沒有絲毫的猶豫,艾琳和她的項目組義無反顧地投入到高純鐵項目的自主研發(fā)中。
“鐵元素屬于活潑金屬,溶液極不穩(wěn)定,這就使控制電解過程中的碳、氫、氧等氣體含量成為難以突破的瓶頸,這也是我們在研發(fā)高純鐵過程中遇到的最棘手的問題。”艾琳介紹說。
蘭州金川科技園研發(fā)中心主任馬騫說:“由于技術(shù)封鎖,目前高純鐵無論是濕法還是火法制備方面的文獻資料極少,更無專利可以查詢。從工藝上講,高純鐵是所有高純金屬產(chǎn)品中最為復(fù)雜的。溶液的凈化方式和穩(wěn)定性控制以及溶液的制備工藝,都與其他高純金屬產(chǎn)品大不相同,這既是蘭州金川科技園遇到的前所未有的攻關(guān)項目,更是對高純鐵項目小組成員們的巨大挑戰(zhàn)。”
從2018年5月接手該項目,一直到2020年年初,經(jīng)過無數(shù)次的反復(fù)試驗,艾琳和她的項目組在無數(shù)次失敗的基礎(chǔ)上,不斷總結(jié)和改善制備工藝,成功解決了事關(guān)溶液穩(wěn)定性的溶液制備及電解技術(shù)這兩個“瓶頸”問題,項目取得了突破性進展,開始進入“中試”階段。2021年12月,第一批15公斤高純鐵順利出槽。經(jīng)第三方專業(yè)檢測,這批高純鐵的氣體含量和化學(xué)純度等主要指標(biāo)完全符合國際相同產(chǎn)品標(biāo)準,其純度達到“5N7”,遠高于目前國際“4N”的最高標(biāo)準。2021年12月20日,客戶出具的試用報告中說,蘭州金川科技園生產(chǎn)的5N高純電解鐵化學(xué)純度、氣體含量及表觀質(zhì)量均滿足使用要求。
“中國制造”高純鐵宣告成功!
談吐間,艾琳對工藝流程滔滔不絕。這個深愛自己專業(yè),把專業(yè)當(dāng)事業(yè)的“美玉”令人肅然起敬。鐵,這種本來極普通的金屬,經(jīng)艾琳和科研人員們的心血和汗水浸潤,搖身一變,成為價值不菲的高純、超高純金屬,更像一塊塊經(jīng)她們的雙手精雕細琢,琢磨成國之重器的“美玉”。正是這一塊塊“美玉”,對延伸金川產(chǎn)業(yè)鏈,乃至發(fā)展我國半導(dǎo)體技術(shù)、航空航天、無線電科技等事業(yè),增添了無窮的動力。
最佳“拍檔”
“獨木不成林,一花難成春。”一個項目的成功,一個新產(chǎn)品的成功,離不開全體科研人員的共同努力。2021年5月,在高純鐵項目“中試”的僵持階段,蘭州金川科技園成立了以艾琳為高純鐵項目組組長的9人項目小組,開展高純鐵項目攻關(guān)。高級技師頡頤就是其中的一位。頡師傅是一位熱愛且很懂生活的人,攝影、旅游、騎摩托、騎賽車等等,愛好廣泛。更令人折服的是,他堪稱是一位機電專家。在高純鐵項目的實施過程中,大到在線的自動化控制,小到一個連接件的加工制作,再到實驗電解槽管道的連接,硬件方面遇到的問題到頡師傅手里都會迎刃而解。“做任何一項試驗,除了思路和方案,更重要的是付諸實施,頡師傅起到的作用無可替代。”艾琳發(fā)出由衷地贊嘆,“我和頡師傅是最佳拍檔!”
除了頡師傅,還有緊隨艾琳之后進入項目組的景獻德、宋保勝等人,高純鐵這個項目把9位志同道合的科研人員緊緊地連在了一起,讓他們組成一個團隊,組成彼此的最佳“拍檔”。所有小組成員心往一處想,勁往一處使,從各類材料的準備到設(shè)備調(diào)試,從原料、試劑的選擇,到溶液的配制與凈化,再到電積槽電積出產(chǎn)品,項目組成員們打破身份界限,既當(dāng)實驗員,又當(dāng)研究員,還當(dāng)操作工。放棄了雙休日,輪流值守,輪番上陣,調(diào)整參數(shù),詳細記錄實驗的每一個環(huán)節(jié)。像珍視一個襁褓中的嬰兒一樣,把巴掌大的一小片高純鐵逐漸進入產(chǎn)業(yè)化擴能。
“每天最高興的事就是等試驗結(jié)果,最快樂的事是干自己喜歡的專業(yè)。”小組成員們異口同聲地說。當(dāng)一份沉甸甸的《高純鐵產(chǎn)品開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化實驗報告》出爐,當(dāng)項目結(jié)題的這一刻,所有的艱辛都化作燦爛的歡欣和鼓舞,綻放在每一位項目組成員的心里。
金川高純鐵的研制成功,不僅填補了我國高純金屬相關(guān)領(lǐng)域的空白,更標(biāo)志著蘭州金川科技園在自主研發(fā)新產(chǎn)品、開發(fā)新技術(shù)、推進科技自立自強方面又邁出了更加堅實的一步。“十四五”期間,蘭州金川科技園將在穩(wěn)定現(xiàn)有高純系列金屬規(guī)模的基礎(chǔ)上,致力于高純金屬新產(chǎn)品的發(fā)展創(chuàng)新,進一步拓寬高純金屬的品種和系列。放眼未來,金川高純金屬產(chǎn)品將走向世界,讓“中國制造”為人類科技的發(fā)展創(chuàng)造更多的奇跡。
責(zé)任編輯:周大偉
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