“真金白银”助推云南稀贵金属材料创新

来源:云南经济日报 2022-01-12 10:30:53
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  通过锡基焊料等低熔点合金高通量设备的搭建及相应高通量制备技术研究,开发出3种锡铋、锡锌合金的高通量制备技术,填补了低熔点金属领域高通量制备技术的空白,综合研发效率提升5倍以上;通过锗单晶组织结构及制备工艺的计算模拟,指导优化了锗单晶制备工艺,生产出产品质量世界先进、国内领先的6英寸垂直梯度凝固法太阳能电池用锗单晶;研发出镓基液态金属热界面材料,已批量出口日本……

  这是2018年以来我省实施“稀贵金属材料基因工程”重大科技专项取得成效的一个个切面。

  材料是制造业的基础,“材料基因工程”是国务院确定的国家战略。素有“有色金属王国”美誉的云南,稀贵金属资源丰富,有色金属产业基础良好。实施“稀贵金属材料基因工程”重大科技专项,是云南省加快关键技术和重要产品的产业化攻关,延长新材料产业链,支撑稀贵金属新材料产业高质量发展的重要举措。

  省科学技术厅党组成员、省科学技术院院长阮朝奇告诉记者,专项实施以来,我省重点围绕贵金属、锡、铟、锗、钛、液态金属等优势稀贵金属新材料产业,开展创新体系建设、关键技术与产业化攻关,突破了一批稀贵金属产业核心关键新技术、新装备及新材料,推动一批新材料快速实现产业化,探索出了一条云南省稀贵金属新材料产业跨越式创新发展的新路子,同时也为国家科技自立自强做出了“云南贡献”。

  已投入专项经费6亿余元

  据阮朝奇介绍,截至目前,“云南省稀贵金属材料基因工程”重大科技专项已投入经费6.06亿元。其中,财政经费3.59亿元,企业自筹经费2.47亿元。

  在《云南省稀贵金属材料基因工程建设规划(施工图)(2018年—2030年)》指引下,我省稀贵金属新材料产业形成了全国性“政产学研用”协同创新组织模式,实现了“创新平台—人才团队—项目统筹、基础研究—关键技术研发—工程化应用”的全链条创新布局。

  专项实施以来,我省建成全国首个稀贵金属新材料高通量计算平台,平台配置了1.7万核CPU/GPU服务器,已面向省内外合作单位提供自动化、智能化和个性化的高效率、低成本云计算服务,全面提升了新材料模拟设计、筛选和预测的效率与精度,以及材料大数据处理、分析和共享应用的能力,有效提升了云南新材料研发效率;建成全国首个涵盖金、银、铂、钯、铑、铱、钌、锇、锡、铟、镓等11类稀贵金属新材料,汇聚稀贵金属中英文文献、专利、标准、科技报告、图书、资讯、产品信息、行业信息等相关数据为一体的基础参数数据库,目前已积累数据近1000万条。

  此外,我省还组建5个专业研究平台,通过整合各主要参加单位的创新资源,建设了云南大学材料基因工程研究中心、昆明理工大学材料基因工程研究院、贵金属材料基因工程研究院、锡材料基因工程研究中心、液态金属材料基因组研究中心等一批材料基因工程专业研发机构,按领域支撑专项相关共性关键技术、重点研发任务的攻关,并正在整合资源筹建云南省新材料产业协同创新研究院(即云南省材料基因工程研究院),为更好地服务国家和云南新材料产业发展奠定了基础。

  据统计,专项实施以来,我省已累计申请国家发明专利200余项,制定标准20余件,发表高水平论文300余篇。研发的30多种高通量计算软件/算法、新材料制备工艺、数据分析技术等材料基因工程相关的新技术实现应用,支撑了10多种稀贵金属新材料产品的快速、低成本研发及产业化或迭代升级,新建或升级10余条生产示范线,累计实现经济效益超过20亿元,有效保障了稀贵金属新材料产业创新发展的持续技术供给。

  一批新材料研发及应用实现重大突破

  “云南省稀贵金属材料基因工程”重大科技专项实施以来,我省在“真金白银”的经费投入和相关各方合力推动下,在稀贵金属新材料技术研发及工程化应用方面取得了一系列突破性进展,极大加快了一批自主研发新材料的产业化进程。

  在贵金属新材料研发及工程化应用示范方面,我省研发了20余种稀贵金属合金材料、钎焊材料、电接触材料、催化材料及复合材料。其中,银铜镍系电接触材料技术性能指标已达到国际技术标准,部分产品在航空、航天、船舶、电器等行业推广应用;国六催化剂技术达到国内领先、国际先进水平,解决了汽车催化剂在稀燃工况氮氧化物净化、富燃工况一氧化碳净化的核心问题,建成产能230万颗/年的示范生产线。

  在锡铟新材料研发及工程化应用示范方面,构建了基于数据驱动的锡铟新材料研发与工程化示范体系,开发和优化提升的半导体用6N-7N高纯铟、高性能锡基环保阻燃剂等产品,正在建设数字化生产线。其中,产品质量达到国际先进、国内领先水平的半导体用高纯铟工程示范线,已实现批量供货。

  在铝基、铜基等有色金属新材料产品开发方面,通过数值模拟仿真,指导完成了7075系铝合金汽车支撑摆臀件研制,在实现力学性能大幅度提升的同时减重35%,并构建了7075系高强度铝合金参数数据库,为后续高性能铝合金开发奠定了数据基础;正在构建的铜材料专用数据库,支撑350千米/小时以上轨道交通用的高强高导铜合金研发及其数字化生产示范。

  此外,通过专项的实施,我省在钛合金、锗材料、液态金属等新材料领域的研发及工程化应用成果也卓有成效。其中,采用高强耐蚀钛合金高通量计算方法指导典型合金的设计研发,确定了4种低成本、高强高耐蚀钛铝矾系合金成分,开发出的具有自主知识产权的高强耐蚀钛合金综合开发成本降低20%以上,已实现产业化;建成产能500千克/年超高纯锗单晶中试生产线,产品出口德国等。

  “十四五”时期,“云南省稀贵金属材料基因工程”重大科技专项一如既往继续实施。“下一步,围绕省委、省政府作出的重塑有色金属支柱产业新优势战略部署,我省将面向绿色铝材、绿色硅材、有色及稀贵金属新材料等优势产业发展痛点、难点,持续主动布局实施一批新材料重大科技专项,提升完善创新体系,加速关键技术和重要产品的产业化攻关,延长新材料产业链,推进云南新材料产业高质量快速发展。”阮朝奇说。  (本报记者 孔垂炼)

责任编辑:刘兵兵
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