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战略材料超高纯钛国产化 可保障中国大飞机生产

时间:2019-07-16 06:04来源:科学
中新网宁波9月2日电 (记者 赵晔娇 实习生周佳)中国第一炉“电子级低氧超高纯钛”已在浙江省余姚市成功研发投产,一举打破了国外的垄断。低氧超高纯钛主要应用在半导体用溅射靶材

中新网宁波9月2日电 (记者 赵晔娇 实习生 周佳)中国第一炉“电子级低氧超高纯钛”已在浙江省余姚市成功研发投产,一举打破了国外的垄断。低氧超高纯钛主要应用在半导体用溅射靶材、航空航天、海洋石油等核心工业领域,战略意义重大。特别值得一提的是,超高纯钛是中国自主大飞机项目的重要原材料保证。其主要研发者是浙江省“千人计划”专家、宁波创润新材料有限公司总经理吴景晖。

“一根头发有多细?一根头发直径的几万分之一是多少?”6月30日,吴景晖的一番解释,让在场的人大吃一惊,“我们生产的超高纯钛,就是要变成这么细的导线,用在各种各样的芯片上。”吴景晖所说的芯片,可以是日常我们所使用的手机芯片,也可以是车载电脑芯片,甚至是航天飞机的芯片,而生产这些芯片的重要原料,就是吴景晖的公司所生产出来的电子级低氧超高纯钛。   6月30日,位于浙江余姚的宁波创润新材料有限公司(以下简称:创润公司)“年产250吨电子级低氧超高纯钛项目”正式投产。据悉,这也是国内首创电子级低氧超高纯钛第一炉。至此,中国在超高纯钛领域打破美、日企业在市场上对中国的限制和垄断,开启超高纯钛大幅度降低生产成本新时代。   “今天是一个有意义的日子,‘超高纯钛项目’我们从原来国内没有,到现在有,而且能够很快的、大批量的生产。我们再也不用看美、日的脸色了。”随着第一炉超高纯钛出炉,创润公司总经理、首席技术官吴景晖博士无不自豪地说。   吴景晖博士是国际上金属钛提纯领域少数掌握核心技术的华人专家之一。1999年,吴景晖获全额奖学金,赴美国匹兹堡大学材料科学与工程专业攻读博士学位。他曾经在美国世界100强企业美国霍尼韦尔公司(honeywell)担任技术总工程师。基于下决心改善中国超高纯钛材料现状的责任心与使命感,吴景晖博士毅然离开工作生活多年、条件优裕的美国,选择回国发展。   说起为什么决定来余姚创业,吴景晖的第一个表情是苦笑。   “我记得2005年时,公司收到了余姚江丰电子材料有限公司的一份询价单。”吴景晖回忆说,询价单询问超高纯钛原材料的报价,当时美国人一讨论,决定不卖给中国人。“当时我心里就不是滋味,一个中国人在美国人公司工作,掌握着核心技术,但是这东西他们又掌握着主动,说不卖就不卖,说提价就提价,你说我心里是什么感觉?”吴景晖说,从那时起,他打定主意,技术成熟之后,回国创业。   记者获悉,低氧超高纯钛是指纯度不低于99.995%,含氧量低于100mppm的钛材。目前,全世界只有美国和日本的三家跨国公司具有生产超高纯钛的能力。中国一直没有批量生产氧超纯钛的能力,相关材料长期依赖进口,是中国钛材料产业的一个技术和产业空白。   中国是钛矿储存和钛金属的初级产品海绵钛生产大国,2012年中国海绵钛的年产量超过10万吨,居世界第一,但由于海绵钛纯度全部低于99.8%,市场价格只有6万元/吨,属于粗犷资源型产业,附加价值低,资源消耗大。   吴景晖博士团队首创的新一代熔盐电解法工艺,钛锭纯度达到99.999%(5n)。超高纯钛的应用领域包括半导体、国防军工、医疗生物、绿色能源、航空航天、汽车工业等。目前国内市场的超高纯钛的价格为120万元/吨左右,是具有极高附加价值的产业。但是,由于钛元素的理化特性,提纯工艺技术限制,全世界只有美国霍尼韦尔,日本东邦和大坂钛业三家公司能够生产超高纯钛,作为高端金属材料,美、日政府严格限制对中国的出口。   在生产现场,吴景晖博士介绍了项目建设和进展基本情况。“较之欧美,现在我们能够提纯等次更低的原材料,而且我们的提纯效率也比一般的国际水平效率要高。”吴景晖博士告诉记者,在含氧量控制方面创润公司也有新的提升。实现提纯晶体含氧量低于50ppm,钛锭含氧量低于100ppm,优于日本公司的200ppm。品质上完全替代进口高纯钛材,成本降低20%以上。   “这意味着我们从被动转为主动,我们能做出品质更好、成本更低的产品。对他们的下游市场是一个巨大的冲击。我们会有更多的话语权,掌控更多的市场。”吴景晖博士如是说。   “了不起,祝贺你,我感受了余姚服务的最高效率,也感谢吴景晖博士科技报国的雄心!”在听完吴景晖博士的介绍之后,宁波市市委常委、组织部部长杨立平由衷感慨。   “近年来,余姚市实施人才强市战略,抢抓海外高层次人才回归的难得机遇,谋划启动‘千人计划’产业园区建设。”余姚市市委副书记、市长奚明表示,创润公司“年产250吨电子级低氧超高纯钛项目”正式投产。这是余姚市实行“人才强市”政策和引进”千人计划专家项目”的成果,   据悉,创润公司的“超高纯钛项目”项目总投资约1.2亿元,达产后预计年利润可达2.1亿元。形成量产后,创润公司的超高纯钛生产线将成为衔接中国传统海绵钛产业与现代高端钛材、钛合金、先进半导体材料产业及航天、军工、医疗生物等行业原材料供应的关键环节,为形成中国完整的有色金属精深加工产业链提供关键技术支撑。   目前,创润公司已与“中航科工三院”等机构达成了建立长期稳定战略合作关系的意向,不仅实现互利共赢,还会对促进中国航天、军工企业的转型升级,提高中国高端产业的核心竞争力作出贡献。

图片 1 钛(资料图)

在此之前,从国外进口的超高纯钛价格为120万元/吨左右,受到提纯工艺技术限制,全世界只有美国和日本的三家公司能够生产超高纯钛。

  宁波市新材料研发生产领域又增生力军。位于余姚临山镇的宁波创润新材料有限公司自主设计建设的“年产250吨电子极低氧超高纯钛项目”前天正式投产,产出的中国第一炉超高纯钛不仅填补了我国相关产业和技术的空白,也打破了发达国家对这一项目的垄断。

宁波创润新材料有限公司"年产250吨电子级低氧超高纯钛项目"的投产,填补了中国高端钛材的技术空白,意味着中国已具备低氧超高纯钛的自主生产能力,实现了这一战略金属的独立自给,彻底摆脱了对国外的依赖。

  金属钛作为一种战略性高端金属材料,具有质量轻、强度高、耐腐蚀的特点,一直以来是飞机制造、宇宙航天行业所必需的战略性关键材料,对国家安全、国防建设起着至关重要的作用。我国作为世界上钛金属的初级产品海绵钛产能最大国家,2013年产量约12万吨,产能严重过剩,市场售价每吨4.7万元;同时在高纯钛领域却完全空白。而低氧超高纯钛具有更高的附加值,市场价格高达每吨100万元。目前,全世界只有美国、日本的三家企业能生产超高纯钛,作为高端金属材料,美国严格限制其对中国的出口。

垄断打破后,直接受益的就是航空航天领域。

  “年产250吨电子极低氧超高纯钛项目”由省“千人计划”专家、国际上在金属钛提纯领域少数掌握核心技术的华人专家之一吴景晖博士领衔。该项目通过熔盐电解工艺,将纯度为99.8%的海绵钛提纯至99.999%的钛晶体,再通过真空电子束熔炼设备,将晶体铸造成高纯度钛材,其所涉及的工艺线路和相关设备由创业团队自主设计、拥有完全的知识产权,已申请国家发明专利11项。2013年,国家发改委、工信部将该项目列入国家重点产业振兴专项资金支持项目,总投资2亿元,达产后可实现销售收入4亿元。

“投产以来,我们接到了很多航空航天企业、研究所的电话,可以看出大家对超高纯钛已经期待太久了。”吴景晖说。

  吴景晖博士介绍,该项目能耗低、无毒害排放、产品附加值高,工艺技术水平为国际先进,生产出的产品直供宁波江丰电子材料公司生产超高纯的金属溅射靶材。同时,公司还与“中航科工三院”等机构达成了建立长期稳定战略合作关系的意向,将对促进我国军工、航空航天、医疗器械等高端企业的转型升级发挥重要作用。(陈朝霞 张伟 谢敏军)

他说,正在和一个国家级的研究所合作,利用低氧超高纯钛的耐腐蚀、耐高温,强度低、韧性好的综合特点,对空间飞行器的一个关键零部件进行革命性改进。

之前,由于中国没有自己的超高纯钛,受原材料源限制,一直采用其他替代金属,综合性能一直未能达到最佳状态。随着国产超高纯钛的诞生,这一关键零部件可望在不久的将来实现巨大的技术突破。

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