一粒微珠的突围
9月12日,记者走进高平经济技术开发区马村园区,位于该园区的山西海诺科技股份有限公司展厅内,一瓶瓶白色粉末整齐陈列于展台之上。轻摇瓶身,粉末质地轻盈、几近无物;而在电子显微镜的数百倍视野下,它们是形态规整的球形微粒,外壁纤薄、内部中空,恰似一颗颗精致的微型玻璃气球。
就是这些肉眼难辨的微观颗粒,构筑起高端新材料领域的“中国底气”,全方位支撑“奋斗者”号万米深潜、卫星遨游苍穹、高速通信、新能源汽车轻量化等关键领域的核心材料需求。
“我们的空心玻璃微珠内部填充惰性气体,3800万颗微粒仅重1克,最大抗压强度超180兆帕。”山西海诺科技股份有限公司董事会秘书赵慧龙介绍,高性能空心玻璃微珠是一种微米级中空封闭球形无机新材料,凭借极致轻量化、超高抗压强度、隔热绝缘、低损耗等优异综合性能,成为深海探测、航空航天、新能源汽车等高端战略性新兴产业不可或缺的核心轻量化材料,业内将其形象地称作“魔粉”。
长期以来,这项技术被国外企业垄断,高昂的采购成本、不确定的交货周期,严重制约了国内高端轻量化新材料产业链的自主可控发展。而山西海诺的技术攻坚与产业化突破,让我国在该领域实现了从进口依赖到自主可控的跨越。
这场突围,走了近20年。
2008年起,山西海诺组建起专项研发团队,锚定这一难题开启攻关。彼时,无技术图纸、无成套设备、无专业人才,所有研发工作只能从零起步。为此,公司董事长申鹏展带领团队扎根实验室与生产线,开展上万次试验与工艺打磨,持续迭代优化核心制备技术。
“简单来说,就像把调配好的玻璃原料做成极小的空心气球。原料配比决定‘气球’的壁厚和强度,温度控制决定‘吹’出来的成品是否均匀。”申鹏展形象解释道,在此基础上,团队通过精准配比二氧化硅等多组原料,研磨制备均质原料浆,经喷雾造粒形成坯体,再通过高温强化工艺定型,最终产出高性能成品。
2012年,团队成功攻克核心技术,研发出低能耗、高成球率的自主化生产工艺;2015年,这套工艺成功获批国家发明专利,并建成国内首条空心微珠工业化生产线,率先实现国产化量产突破。
“工艺突破只是起点,量产提质、降本增效才是产业化的终极考验。”赵慧龙说,以万吨级生产线的烧结工序为例,此前烧结炉温差长期徘徊在8℃,成品合格率卡在97.5%。2024年,团队全程驻守生产线,鏖战20天、记录超2000组工况数据,最终将温差精准控制在±1℃以内,成品合格率跃升至99.2%。这一突破带来了实打实的效益:每年减少原料损耗约170吨,节约生产成本超300万元,产品抗压强度达标率从95%上升至100%,国产材料稳定性全面对标国际高端水准。
这场“温度战”只是企业产业化攻坚路上的一个缩影。多年来,山西海诺依托自主设计的全套生产图纸,持续迭代升级设备,逐一攻克配方优化、精密工艺、热工控制、成套装备研发、规模化量产等核心壁垒。如今,企业成为国内唯一可全系列量产全密度高性能空心玻璃微珠的厂商,补齐了我国高端轻量化新材料产业链的关键短板。
去年,山西海诺凭自主研发的“一种空心玻璃微珠的制备方法”发明专利荣获第二十五届中国专利奖优秀奖。“今年公司启动了高性能空心微珠新材料产业园建设,一期项目总投资7.5亿元,新增3万吨产能。”申鹏展说,“我们将持续为我国深海探测、航空航天、新能源等战略性新兴产业输送稳定、高品质的核心材料保障。”(郑璐)
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