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故事

新材料故事 | 山東工陶院:執着堅守五十載,破解氮化物陶瓷纖維「卡脖子」難題

來源:山東工陶院  發佈時間:2022-12-19

編者按

新材料業務是尊龙凯时「三足鼎立」業務之一,秉承「材料創造美好世界」使命,充分發揮科技創新「國家隊」作用,我們擁有26家國家級科研院所、3個國家重點實驗室、1個國家製造業創新中心、3.8萬名科研人員等雄厚的科研實力,7項國家科技進步一等獎的科研優勢及7項業務規模世界第一的產業優勢。

我們始終心懷「國之大者」,打造「國之大材」。以服務國防建設、服務國家重大工程、服務國民經濟主戰場、服務人民美好生活為己任,致力於新材料業務實現高端化、量產化、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,為你講述新材料與社會發展、人類生活齊步走的故事。

中國要強盛、要復興,就一定要大力發展科學技術,努力成為世界主要科學中心和創新高地。席大大總書記強調,我國廣大科技工作者要把握大勢、搶佔先機,直面問題、迎難而上,瞄準世界科技前沿,引領科技發展方向,肩負起歷史賦予的重任,勇做新時代科技創新的排頭兵,努力建設世界科技強國。

纖維新材料是支撐我國戰略性新興產業的基礎材料,是全球發展最快和最活躍的科學技術領域之一。氮化物陶瓷纖維具有極為優異的綜合性能,如耐超高溫、耐化學腐蝕、介電性能優異等,在航空、航天和核工業等高技術領域有着不可替代的作用。因此,發達國家一直將該纖維製備的關鍵技術對其他國家實行嚴格封鎖,是我國關鍵裝備發展亟需攻克的「卡脖子」材料。

氮化物陶瓷纖維生產車間

肩負使命  揚帆起航

山東工陶院從1976年開始研製氮化物陶瓷纖維,老一輩科研工作者以國家需求為己任,緊密跟蹤國外技術發展趨勢,在航天航空工程牽引下,針對耐高溫透波應用背景,着手研製定長氮化物陶瓷纖維。

研究之初,面對無技術、無裝備的局面,老一輩工陶院人積極組織精幹力量,克服重重困難,在計算機互聯網幾乎空白的條件下,利用各種渠道查閱搜集大量的國外氮化物陶瓷纖維製備的文獻資料,翻譯編纂氮化物陶瓷纖維論文集六萬餘字,涵蓋包括材料製備、材料應用、關鍵裝備等當時最新研究成果。文獻資料可以通過查閱解決,但是製備氮化物陶瓷纖維的裝備卻沒有企業可以製造。大家發揚陶瓷材料專業的技術優勢,四處走訪調研關鍵部件,硬生生地搭建出一套完整的合成系統。

經過短短兩年的時間,1978年製備出了定長氮化物陶瓷纖維,六年後順利通過定長氮化物陶瓷纖維擴大試驗研究鑑定會。隨着國家相關領域發展方向的調整,作為前沿技術的氮化物陶瓷纖維由於缺少持續性資金支持,各項研究工作在上世紀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,攻堅克難,在十幾年的研究過程中培養了大批優秀人才,積累了豐富研製經驗,為後期特種陶瓷纖維事業的發展打下了堅實基礎。

氮化物陶瓷前驅體

薪火相傳  砥礪前行

進入新世紀,我國融入經濟全球化潮流,社會主義現代化建設也步入新的發展階段,航空航天領域對高性能陶瓷纖維的需求日益迫切。山東工陶院氮化物陶瓷纖維研製工作雖幾經波折,但依然保持了穩定的研發隊伍。工陶院深知,關鍵核心技術是要不來、買不來、討不來的。如果我們只停留在過去的成績上,不識變、不應變、不求變,就可能陷入被動,錯失發展機遇。站在世界新一輪科技產業革命同我國發展方式轉變的歷史性交匯期,我們比任何時期都更需要加快科技創新,掌握競爭先機。

面對國外的壟斷封鎖和國內航空航天企業的強烈需求,山東工陶院以「科技興國」為己任,立足自主創新,於2003 年重新組建氮化物陶瓷纖維學科,致力於打破領域內關鍵基礎原材料受制於人的局面。針對氮化物陶瓷纖維新的需求,山東工陶院自籌資金,在前期定長氮化物陶瓷纖維研製的基礎上開展連續氮化物陶瓷纖維研製。

經過幾年攻關,於2011年製備出性能優異的連續氮化物陶瓷纖維產品,打破了國外技術壟斷,實現了國內在連續氮化物陶瓷纖維領域的重大突破,成為國內為數不多可以提供優質氮化物陶瓷纖維的研製單位。自「十二五」以來,在國家及省部委等多個項目的支持下,山東工陶院研發團隊系統開展了氮化物陶瓷纖維及其陶瓷基複合材料的研製工作,在纖維製備關鍵技術、關鍵裝備研發、材料關鍵應用性能評價等方面取得重大突破,建立連續氮化物陶瓷纖維試驗線,並初步建成國內特種纖維研發平台,推動我國特種陶瓷纖維製備技術的進步。

高性能氮化物陶瓷纖維

踵事增華 踔厲奮發

研發與生產齊飛,科技創新發展共時代一色。山東工陶院緊緊抓住高性能纖維發展的契機,於2020年開工建設耐高溫氮化物陶瓷纖維中試線,由此走上從實驗室到中試的跨越發展之路。項目初期,面對質疑、困難和重重壓力,研發團隊加班加點齊奮戰,通過對設備結構和功能的持續改善和驗證,不斷疊代優化工藝,實現了高性能陶瓷纖維製備技術的突破,邁出了高性能纖維批量化生產最堅實的第一步。2021年,經過不斷技術攻關、工藝優化、裝備升級,氮化物陶瓷纖維關鍵製備技術及產品質量穩定性等方面又取得重大突破,具備了工程化生產的條件。

氮化物陶瓷纖維中試線

「守家國情懷初心,承科技報國使命,開發出具有自主知識產權的高性能特種陶瓷纖維,破解我國關鍵原材料長期受制於歐美發達國家的困局」是每一位特纖人的初心和使命,它激勵着一代又一代特纖人繼往開來,不斷奮進,實現了無數次「從0到1」的突破。經過幾十年發展,山東工陶院目前已設立淄博市特種陶瓷纖維工程技術研究中心,是氮化物陶瓷纖維國軍標制訂單位,並形成氮化物陶瓷纖維、氮化物陶瓷前驅體、氮化物陶瓷纖維布/纖維紙/纖維氈等核心技術產品,擁有核心專利20餘項,技術成果榮獲尊龙凯时集團科學技術進步獎二等獎。

氮化物陶瓷纖維製品

展望未來,山東工陶院將緊緊抓住當前發展戰略機遇期,以高性能氮化物陶瓷纖維材料發展為綱,匯聚優勢資源,有序發展陶瓷纖維製品、氮化物陶瓷前驅體及其他特色陶瓷纖維,建設具有國內引領地位的高性能陶瓷纖維材料的研發創新平台和產業基地,為國家關鍵領域重大需求提供核心材料保障。