2022年8月27日,江西省超高溫金屬新材料產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新聯(lián)合體(以下簡稱“超高溫聯(lián)合體”)正式揭牌成立。成立以來,該聯(lián)合體面向國家戰(zhàn)略和江西省超高溫金屬新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重大需求,從產(chǎn)業(yè)鏈上游“采礦選礦+冶煉”、中游“材料成品”、下游“超高溫金屬應(yīng)用”三個方面著手,針對鎢鉬鉭鈮深度提純新技術(shù)、高純度高均勻性鎢鉬鉭鈮粉末制備、高性能鎢鉬鉭鈮新材料開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵共性問題,整合省內(nèi)外產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢資源與科研創(chuàng)新力量,協(xié)同配合開展技術(shù)攻關(guān),推進產(chǎn)學(xué)研深度融合,服務(wù)全省超高溫金屬新材料產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級和創(chuàng)新發(fā)展。
一、基本情況
超高溫聯(lián)合體由南昌大學(xué)牽頭,聯(lián)合中南大學(xué)、江西鎢業(yè)控股集團有限公司、南昌硬質(zhì)合金有限責任公司等共24家成員單位共同組建,基本涵蓋了我省超高溫金屬新材料產(chǎn)業(yè)鏈上、中、下游龍頭企業(yè)。省內(nèi)超高溫金屬新材料企業(yè)15家、省內(nèi)外高校7家、科研院所2家。聯(lián)合體專家咨詢委員會由柴立元院士擔任主任,江風(fēng)益院士擔任副主任,共有行業(yè)專家11位。
南昌大學(xué)是國家“雙一流”計劃世界一流學(xué)科建設(shè)高校、教育部與江西省部省合建高校、國家“211工程”重點建設(shè)高校。南昌大學(xué)材料學(xué)科是江西省和南昌大學(xué)的特色與優(yōu)勢學(xué)科。學(xué)科始創(chuàng)于 1993年,1999年獲批材料物理與化學(xué)國家重點學(xué)科,2005年獲批材料科學(xué)與工程一級學(xué)科博士點,2014年獲批國家硅基 LED 工程技術(shù)研究中心,2017年入選國家“世界一流學(xué)科”建設(shè)行列,2018年成為教育部和江西省部省合建的重點建設(shè)學(xué)科。其中,超高溫材料與裝備是部省合建的重點任務(wù)之一。2018年底江西省政府批準成立南昌大學(xué)國際材料創(chuàng)新研究院,研究院建立了由中俄烏白等國知名高校、科研院所、江西省超高溫金屬產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)協(xié)同配合的“高層次”國際合作平臺和院士專家工作站,融入“一帶一路”倡議,建立了江西省超高溫金屬新材料工程研究中心,建成了高水平國際合作的產(chǎn)學(xué)研用一體化的創(chuàng)新發(fā)展平臺,構(gòu)建了超高溫材料熔煉及成形技術(shù)與裝備研究創(chuàng)新平臺、超高溫材料連接技術(shù)與裝備研究創(chuàng)新平臺、結(jié)構(gòu)材料強韌化創(chuàng)新平臺、分析檢測綜合平臺等四大核心創(chuàng)新研究平臺,具備開展難熔金屬的研發(fā)、高端產(chǎn)品中試、生產(chǎn)及檢測能力。自成立以來,先后承擔了航天重大裝置關(guān)鍵零部件“高溫閥”項目、“高純鉭鈮、鎢靶材”項目、“鎢及合金、鉭及鉭鎢合金”項目。這些工作為超高溫金屬新材料在航空航天和電子信息領(lǐng)域的應(yīng)用提供了新的典型案例,也為鎢鉬鉭鈮等超高溫金屬材料的關(guān)鍵共性技術(shù)攻關(guān)和產(chǎn)業(yè)升級提供了扎實的研究基礎(chǔ)。
二、產(chǎn)業(yè)鏈圖
按照《江西省產(chǎn)業(yè)鏈科技創(chuàng)新聯(lián)合體組建指引》工作要求,超高溫聯(lián)合體經(jīng)過系統(tǒng)性地組織企業(yè)走訪調(diào)研、校企、院企間技術(shù)交流,充分梳理各成員單位的研發(fā)優(yōu)勢、技術(shù)瓶頸和產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢和需求,組織各成員單位梳理完善了超高溫金屬新材料產(chǎn)業(yè)鏈圖,厘清了產(chǎn)業(yè)鏈的創(chuàng)新方向、攻關(guān)重點和實際方案。產(chǎn)業(yè)鏈圖如下:
三、技術(shù)清單
超高溫聯(lián)合體面向國家戰(zhàn)略和江西省超高溫金屬新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重大需求,致力于匯聚省內(nèi)外優(yōu)勢研發(fā)力量,充分發(fā)揮江西省資源和制度優(yōu)勢,推動創(chuàng)新資源開放共享和科技創(chuàng)新合作聯(lián)動,聚集各成員單位的資源和技術(shù)優(yōu)勢,共同攻克產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵技術(shù)和共性技術(shù),促進江西省超高溫金屬新材料產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。
(一)優(yōu)勢技術(shù)
(1)芯片基板用高效精密微鉆材料研發(fā)與應(yīng)用
該技術(shù)采用碳-氫協(xié)同還原碳化法制備納米碳化鎢粉末,多氣氛加壓燒結(jié)技術(shù)制備低缺陷密度超細晶硬質(zhì)合金棒材。解決了目前硬質(zhì)合金行業(yè)納米碳化鎢粉末燒結(jié)敏感性高,超細晶棒材形性雙控難度大等問題。
(2)高品質(zhì)鎢鉭鈮新材料制備技術(shù)開發(fā)技術(shù)
該技術(shù)通過研究電子束熔煉提純技術(shù)、熱力耦合成形技術(shù),大尺寸產(chǎn)品組織定量等控制技術(shù),解決了產(chǎn)品純度、織構(gòu)、晶粒協(xié)同控制難題,形成大尺寸高純鎢/鉭新材料整套制備與加工技術(shù),實現(xiàn)了新材料產(chǎn)品規(guī)?;a(chǎn)??蓾M足65nm以下制程芯片的制造需求,為半導(dǎo)體芯片高端制造提供技術(shù)支撐。
(3)鉭及鉭鎢合金焊接管的研發(fā)與應(yīng)用
該技術(shù)通過電子束焊接技術(shù)有效消除焊接管氣孔、裂紋、夾雜等焊接缺陷,獲得高性能鉭及鉭鎢合金焊接管件??芍π纬煞€(wěn)定完善的鉭鎢合金焊接管生產(chǎn)工藝,滿足鉭換熱器用鉭焊接管的使用要求,填補我國長尺寸鉭及鉭合金焊接管的技術(shù)空白??捎糜趪儡姽?、航空航天和核電等領(lǐng)域提供加工技術(shù)支撐。
(二)在研技術(shù)
(1)高性能無粘結(jié)相納米晶硬質(zhì)合金關(guān)鍵制備技術(shù)
該技術(shù)通過研究鉑催化無氫碳化制備具有催化活化特性的碳化鎢粉的機理,開發(fā)具有全時段催化活化特性的納米WC粉末;研究鉑催化活化碳化鎢粉在燒結(jié)時的致密化機理,實現(xiàn)無粘結(jié)相硬質(zhì)合金的低溫低壓燒結(jié)致密化;攻克納米晶無粘結(jié)相硬質(zhì)合金溫度-壓力-氣流多場精準控碳燒結(jié)技術(shù),實現(xiàn)高性能納米晶無粘結(jié)相硬質(zhì)合金產(chǎn)品的批量穩(wěn)定生產(chǎn)??捎糜诟邷?、強氧化、強腐蝕等極端服役環(huán)境下的關(guān)鍵部件。
(2)激光增材制造用球形 WC-Co 硬質(zhì)合金復(fù)合粉末的關(guān)鍵制備技術(shù)
該技術(shù)面向硬質(zhì)合金激光增材制造對高流動性原料粉末的迫切需求,重點解決WC-Co復(fù)合粉制備過程中形貌-成分-組織之間的協(xié)同調(diào)控、特定WC-Co復(fù)合粉流動性和激光吸收率之間的適配兩大關(guān)鍵技術(shù)問題??捎糜谟操|(zhì)合金、礦山機械,表面修復(fù)、耐磨涂層等領(lǐng)域。
(3)白鎢短流程綠色冶煉關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化
該技術(shù)通過突破“白鎢礦硫酸-鹽酸協(xié)同高效浸出、強電強質(zhì)高效洗滌、結(jié)晶抑制除鉀和酸濾液不完全去鈣再生循環(huán)利用”三大關(guān)鍵核心技術(shù),解決了白鎢酸法短流程冶煉工藝制備仲鎢酸銨產(chǎn)品超鉀的問題,形成了新一代、短流程、低成本新一代白鎢綠色冶煉新技術(shù)。為國內(nèi)鎢企業(yè)白鎢冶煉提供新的工藝選擇,促進了鎢行業(yè)高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展。
四、工作成效
超高溫聯(lián)合體充分發(fā)揮企業(yè)與科技廳、科研院所雙重橋梁紐帶作用,堅持以問題為導(dǎo)向,積極組織申報重點項目,加快落實科技政策及資金支持,開展產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān),取得積極成效。
《芯片基板用高效精密微鉆材料研發(fā)與應(yīng)用》已獲批十四五國家重點研發(fā)計劃 “高端功能與智能材料”專項,在成果轉(zhuǎn)化單位深圳市金洲精工科技股份有限公司形成2000萬支/年芯片基板微鉆的生產(chǎn)能力?!陡咂焚|(zhì)鉭鈮新材料制備技術(shù)開發(fā)》項目已實現(xiàn)鉭鈮靶材的規(guī)模化生產(chǎn)。《激光增材制造用球形WC-Co硬質(zhì)合金復(fù)合粉末的關(guān)鍵制備技術(shù)》等三個項目列入省科技廳2022年“揭榜掛帥”項目榜單。
五、下一步工作重點
(一)運營機制創(chuàng)新方面
一是組織機制方面創(chuàng)新。目前,超高溫聯(lián)合體已建立了組織構(gòu)架及章程,逐步完善了聯(lián)合體《組織機構(gòu)及運行機制》、《科技研發(fā)管理辦法》及《成員單位加入及退出管理辦法》。創(chuàng)新聯(lián)合體的發(fā)展是動態(tài)過程,從形成到執(zhí)行的每個階段,應(yīng)當充分考慮每個階段每個參與者的角色、貢獻與利益,探索適合的組織模式,充分發(fā)揮超高溫聯(lián)合體的橋梁和紐帶作用,加強高水平的創(chuàng)新組織交流,推動創(chuàng)新鏈、產(chǎn)業(yè)鏈、人才鏈深度融合,將創(chuàng)新聯(lián)合體建設(shè)成為匯聚科技第一生產(chǎn)力、凝聚人才第一資源、集聚創(chuàng)新第一動力的大國科研典型范式。
二是合作機制方面創(chuàng)新。超高溫聯(lián)合體各參與單位之間如何互補優(yōu)勢,如何明確分工,如何共享成果,如何共擔風(fēng)險,如何在政府決策部署下來引導(dǎo)市場,讓科技成果轉(zhuǎn)化有效帶動地方經(jīng)濟發(fā)展,需要深入討論并且在實踐中逐步明確的。
三是建立重點項目過程管理機制。加強超高溫聯(lián)合體申報項目的過程管理,實時跟蹤項目進展,建立項目動態(tài)管理機制,產(chǎn)出項目成果后積極對接各項目單位在省內(nèi)實施轉(zhuǎn)化。
(二)技術(shù)攻關(guān)方面
超高溫聯(lián)合體將從產(chǎn)業(yè)鏈上游“采礦選礦+冶煉”、中游“材料成品”、下游“超高溫金屬應(yīng)用”三個方面著手,全面深入開展采礦選礦智能裝備升級、鎢鉬鉭鈮深度提純新技術(shù)、高純度高均勻性鎢鉬鉭鈮粉末制備等領(lǐng)域的應(yīng)用基礎(chǔ)研究與關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān),重點突破超純、超細、超粗等高性能產(chǎn)品制備瓶頸技術(shù),開發(fā)一系列具有獨立知識產(chǎn)權(quán)的核心裝備,形成高附加值鎢酸鈉、仲鎢酸銨、氧化鎢(產(chǎn)業(yè)鏈上游),鎢鉬鉭鈮及其合金絲棒板型材、鎢鉬鉭鈮復(fù)合材料、富鎢鉬鉭鈮合金鋼(產(chǎn)業(yè)鏈中游),高效催化新材料、超粗超細鎢鉬鉭鈮粉末、高純鎢鉬鉭鈮靶材、高比容電容器用鉭粉、鎢鉬鉭鈮合金涂層、鎢鉬鉭鈮大尺寸焊接構(gòu)件(產(chǎn)業(yè)鏈下游)等全產(chǎn)業(yè)鏈高端產(chǎn)品。
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