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有研集团:辉煌七十载 奋进向未来

2022年10月31日 9:6 7888 来源: 中国有色金属报   分类: 重点新闻   作者:

有研科技集团有限公司(以下简称有研集团)成立于1952年,是国家有色金属行业技术开发基地、国家“大众创业、万众创新”示范基地、国家级国际联合研究中心、国家引才引智示范基地,在半导体材料、稀土材料、有色金属复合材料、有色金属新能源材料与制品、动力电池、智能传感功能材料、生物冶金、材料制备加工等领域拥有10余个国家工程研究中心、国家工程技术研究中心、国家重点实验室、国家工程实验室、国家制造业创新中心、国家分析检测中心。

自成立以来,有研集团累计获得国家级和省部级科技成果奖励1100余项,拥有授权中国专利和国际专利2300余项,制订国家和行业标准600余项,向行业内外转让、转移技术成果超1300项次,先后为“两弹一星”“核潜艇”“高新工程”“国产大飞机”“集成电路”“载人航天”“探月计划”“点火计划”“新能源汽车”“高速轨道交通”等国家重大工程提供了一大批新材料、新技术,为中国有色金属工业的发展提供了强有力的支撑。

有研集团坚持党的全面领导,扎实履行政治责任、经济责任、社会责任,在服务国家重大工程、强化科技创新、促进经济社会发展等方面作出了突出贡献,取得了辉煌成就。

攻坚克难,助力大飞机用铝材国产化——记有色金属材料制备加工国家重点实验室铝合金研究团队

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知重负重,攻坚克难;实干担当,勇毅前行。

2022年,“胖妞”运20已经9岁了,大客机C919也5岁了。就在刚刚过去的这个月,“胖妞”结队加入上海市“战疫”队伍,再次给人们带来了信心和力量;飞出国门万里驰援塞尔维亚,向世界彰显了中国实力。运20和C919的成功研制标志着我国大飞机从无到有的飞跃,在中国航空历史上具有划时代的意义。这背后凝聚着数个不同领域研制团队的智慧和努力!

“如果把一架飞机比作一个人,那么发动机就是心脏,液压系统是血液,而铝材则是骨架。”国产大飞机机翼翼梁及壁板、机身承力框及长桁、蒙皮、翼身对接接头等机体关键构件采用的都是铝合金材料,而航空铝材国产化是我国向航空强国迈进的基石。

有色金属材料制备加工国家重点实验室铝合金研究团队,就是国内研究大飞机“骨架”材料的主要团队之一。“虽然我们只专注于研究几种关键铝合金材料,但却也花了十几年的时间。”提到大飞机关键材料的技术突破,铝合金研究人员感慨道。

2006年,国家将大型飞机重大专项确定为16个重大科技专项之一。大飞机专项启动初期,国内航空铝材研制和生产水平落后,与以美国为代表的工业发达国家相比,保供水平存在20~30年的差距。全世界只有美国掌握大规格厚截面构件用7085铝合金这项新技术,“他们肯定不会给我们,自主创新这条路虽然荆棘密布,但也是唯一的路”。

当时国内对7085铝合金的关键成分、制备工艺掌握并不全面,团队敏锐意识到,随着航空工业的发展,破解这项关键技术难题至关重要。2006年,团队率先布局开展新型高强韧低淬火敏感性7085铝合金材料研究。如今复杂多变的国际形势让当时的技术难题变成了“卡脖子”难题,当时的布局也是新形势下快速实现航空铝材自主可控的重要保障。

一开始,大家都不清楚这种材料的开发难点是什么?为了找到这一答案,团队成员查阅大量文献、开展实验研究。往往脑海中一有灵感,就立马组织讨论并进行实验验证,为了能及时获取数据,加班加点工作成了他们的常态。实验、总结、讨论、确定下一步方案,然后开始新一轮研究,周而复始,一遍又一遍的重复,团队最终攻克了这项技术难题。

技术的突破看似解决了原来“无材可用”的局面,但又一大难题接踵而至,如何解决将技术原型放大到工业化中出现的“有材不好用”的问题?材料批次间的不稳定性,容易产生这批合格,那批不合格的情况,“为什么合格?为什么不合格?”的原因并不十分清楚。当这些问题出现时,团队负责人熊柏青教授总会引导大家,“实验分析只是基础,只有深入一线了解工业化的实际情况才能真正解决问题。”

为了让这一技术走出实验室,实现大规模工业化应用,团队骨干李锡武教授开启了长期“边跟产、边实验、边改进”之路。他经常在中铝西南铝的厂房内通宵达旦,与工人师傅们详细沟通,挖掘可能存在的任何问题;同时带领团队抓紧一切时间实验、分析、总结,并第一时间与现场技术人员对接交流,指导生产工艺优化。

北京至重庆市西彭镇,1760公里的路程,在集中攻关最艰难的半年时间里,他往返了不下20次。为了节省白天工作时间,他常选择夜间航班往返,长期高负荷工作,但他却说,“这样是完全值得的,只要能切实解决问题,再苦再累也没关系。”

经过不懈努力和持续技术攻关,该团队与中铝西南铝紧密协作,攻克了系列工程化技术难题,按期完成全部研制任务,10余个规格新型合金锻件产品在运20上获得批量装机应用,实现了主干材料的自主保障。

除了技术攻关外,如何突破国际知识产权制约,支撑国产大飞机的国际化运行也是一大难题。针对国外为严密保护7085等合金设置专利条款多、范围宽泛、封锁严密等问题,铝合金团队从研发伊始就高度重视模仿创新和自主创新,提出了全新的合金设计思路及组织性能调控方法。投入大量时间精雕细琢专利申请内容,厚厚的稿纸堆积成山,经过长达八年多的陈述和申辩,最终获得了中国、美国、加拿大、法国、德国、意大利、挪威、英国、西班牙、奥地利、日本和澳大利亚12个航空铝材主要生产国的授权。这成为我国第一个获得全球大范围授权的航空铝合金材料发明专利,推进了我国高性能铝合金由长期依赖跟踪研仿向自主创新的转变。

技术攻坚克难过程中,锤炼了一支凝聚力、战斗力、创造力强的队伍,持续支撑着中铝西南铝和东轻公司攻克了一系列高性能航空铝材的国产化任务,不断涌现出一大批高水平人才:国家百千万人才工程国家级人选2名、青年拔尖人才1名、首都科技创新领军人才1名、北京市科技新星2名、中国科协青年人才托举工程1名、北京市科协人才托举工程1名。壮丽事业的背后,也离不开团队不畏艰难、开拓创新、团结协作、“传帮带”的工作作风,正是这个由一个个平凡而又伟大的人汇聚成的团结集体,用他们的点点滴滴演绎了许许多多感人故事。

熊柏青,铝合金团队学术带头人。尽管已在有研集团担任领导数年,但他对科研工作的热情丝毫不减,不断思考关键科学或技术问题,新思路、新想法特别多,“早上6点与科研人员探讨新思路,晚上10点交流技术攻关问题。”对熊柏青教授来说是家常便饭。

张永安,国家重点实验室主任。坚守科研一线25年。在很多同事心目中,他就是名副其实的“科研劳模”,常常是实验室第一个到、最后一个走的人,尽管北京市区到怀柔有近1个小时的车程,但经常7点刚过就在办公室看到他的身影,时常带领团队人员探讨攻关难题至凌晨。

团队内这样的例子数不胜数。有的注重工作效率,为了保持清醒的头脑,即使感冒发烧也不吃药;有的家住在北京丰台区,1小时地铁+1小时班车是他上班的“标配”,为了争取更多的工作时间,习惯于两三天不回家;有的是2岁孩子的妈妈,项目攻坚关键阶段,每天早早出门,晚上经常是孩子睡着后才回家。

若干年来,团队成员似乎从来没有过完整的假期,“五一”“十一”放弃休假,参与技术攻关也是一件常有的事情。2020年“十一”假期前,大家都提前定好了外出旅游的行程,但当突然接到重要攻关任务的通知时,时间紧,任务重,所有人都主动放弃了休假机会,把已经订好的车票退掉,毫无怨言地投入到攻关工作中。

团队中共产党员占大多数,重点任务面前,党员攻坚在前,充分发挥了先锋模范作用。作为一个科研团队,始终站在国家和行业的高度思考问题,解决问题;时刻关注领域前沿问题,超前布局;聚焦国家战略需求,力争攻克“卡脖子”技术难题。站在新的起点上,我国铝合金材料领域迎来了新的发展时期,面对建设世界科技强国、制造业高质量发展的战略命题,铝合金团队将坚持以引领高端铝合金材料技术创新和支撑行业转型升级为使命担当,踏上新“铝”途,牢记新使命,阔步前行,迎接新挑战。(李锡武)

太空飞行“锗”

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2019年12月27日晚,我国研制的新一代最先进的通信卫星在文昌航天发射场发射成功。有研集团研制的高性能太阳电池衬底材料——锗是生产制造该卫星电池板的重要材料。事实上,自成立起,有研集团就开始了锗材料的研制工作,并与我国航空航天事业结下了深厚的渊源。

锗行天下 勇于担当

有研集团于1956年研制出中国第一颗金属锗,1958年拉制出冶金系统第一根锗单晶,之后陆续建立了从锗原料到高纯锗材料的全部工艺流程和全部锗产品标准及性能指标测试标准,研制成功不同电子器件要求的各种规格锗单晶,为我国电子工业的建立和发展作出了不可磨灭的历史贡献,金属锗也荣获了1978年全国科学大会奖。

坚韧转型 探索前进

上世纪70年代后,锗在半导体器件方面的应用开始退出历史舞台,到了上世纪80年代后期,只有不到十人仍在坚持锗材料的研制和生产。在那段艰难的时期,有研集团研发团队将锗单晶的研发方向转向红外光学领域,在国内率先研制成功满足红外光学应用的锗单晶。产品应用在某卫星地面标定设备上,并获得1997年国家科技进步二等奖。随着研发能力和产品质量的不断提升,有研集团红外锗在我国国防先进武器装备系统、探测系统等得到成功应用,产量不断提升。特别是2001年我国加入WTO后,更是走向了国际舞台,产品远销日本、美国、欧洲等,占世界市场份额的25%左右。有研集团成为世界红外锗产品的主要供应商。

再担重任 继续前行

太阳电池是卫星等航天器在太空工作时的主要能源,电池的寿命影响航天器的使用寿命,早期使用的太阳电池主要是硅电池,但转换效率偏低且受太空环境影响较大。到了上世纪90年代,国外开发了以锗为衬底的单结砷化镓太阳电池取代硅电池。随着技术的不断进步,目前已经制备成功转换效率高达31%的三结太阳电池,新发射的卫星等航天器超过90%都采用了这类锗基三结砷化镓太阳电池。

航天太阳电池的锗衬底材料技术指标要求远高于普通的锗单晶,其技术和产品只掌握在两家国外公司手中,一度对我国空间用太阳电池的研发和制备造成严重影响。

在这种情况下,作为国家队的有研集团下属有研国晶辉公司锗研发团队再次承担起历史的重任,全力攻克这种低位错锗单晶的研制难题。研发团队投入大量精力进行攻关研究,巧妙设计了双加热器组合的热场系统,合理调整热场温度梯度,并通过单晶工艺的优化,成功研制4英寸低位错锗单晶。采用该低位错锗单品制备出的三结太阳电池转换效率超过31%,在新一代卫星上得到应用。该低位错锗单晶的研制成功,打破了国外的垄断,为我国新一代航天器用空间电源用关键材料提供了有力支持和保障。

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完成4英寸低位错单晶研制后,研发团队继续前进,开展了更高要求的6英寸低位错单晶的研制和超高纯13N锗单晶的研制,并取得了良好的开端。国家的需求,是有研集团不断前进的号角。在党的二十大召开之时,有研人更能明白肩上的责任和重担,将在党的坚强领导下,坚守理想信念,不忘初心,牢记使命,继续做好锗材料,为我国经济社会建设和国家安全保障贡献力量。(冯德伸 王宇)

“君子结于一”——记有研粉材工程师朱学新

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24岁就职于有研集团,从事金属材料先进制备技术的研发与产业化工作,46岁成为北京康普锡威技术带头人,负责金属粉末雾化制备技术和装备的开发与产业化。一路至今,有研增材技术有限公司副总经理朱学新在他热爱的工作中深耕厚植,沉淀打磨。

《荀子·劝学》有言:“无冥冥之志者,无昭昭之明;无惛惛之事者,无赫赫之功……故君子结于一也。”没有精诚专一的志向,就不会有明辨是非的智慧;不能深耕苦干一番,也不会有显著的功绩。这句话是对朱学新最好的人生写照。

持冥冥志——兴致所在,潜精研思

1988年,20岁的朱学新背上行囊,离开了家乡大连,在昆明理工大学学习机器制造工艺及设备专业,主攻机床设计。本科毕业后,朱学新来到了有研集团,从事金属材料先进制备技术的研发与产业化工作。

凭借着对工作的悟性和韧性,朱学新在工作岗位上发光发热,先后担任国家有色金属复合材料工程技术研究中心半固态专题组负责人、封装专题组负责人、触媒组负责人等职位,发表论文30余篇,申请专利30余件,获国家科技进步二等奖1项、省部级科技奖10余项,曾主持或承担国家“863”等计划课题及产业项目20余项,并获国务院政府特殊津贴。

行惛惛事——深耕苦干,不惧风雨

朱学新从事设备设计,需要掌握多个专业的知识。他一边向同事和专家们请教,一边在书本中孜孜以求。

功夫不负有心人。2000至2016年间,朱学新与团队一道,攻克了高性能金属粉末气雾化制备关键技术,研发了制备高温高活性金属粉体的高效气雾化技术,建成了国内首条规模化的气雾化高温高活性金属粉末生产线,实现规模生产。应用该技术已开发出系列高性能金属粉末产品,在合成金刚石、新能源汽车、航空航天等方面获得广泛应用,填补了国内空白,产生了显著的经济效益。

高技术带来高效益,设备常处于满负荷生产状态。有一次,公司接了一笔大单,但不巧的是,气雾化制粉设备中的电轴因使用频率较高发生短路现象,需要送回厂家维修。眼看着订单交付在即,朱学新立马否定了返厂维修的方案。

可不返厂维修又该怎么办?公司里,大家都不了解这种电轴。朱学新想,既然没人会修,那就先把电轴拆开,了解里面的结构。这一拆再也不是儿时捧着座钟的“小打小闹”了,而是牵涉到企业利益的重要时刻。

拆开电轴后,朱学新发现,其他损坏的零件都有备件,只有一个零件是非通用的异形橡胶物体,市场上根本没有,而订做又需要十几天的时间。于是,朱学新和同事们决定做一个出来,他们买了橡胶棒,按照原件试着车出了一个相同的橡胶零件,电轴的维修组装得以较快完成,保证了生产的顺利进行。

“在面临困境的时候不走寻常路,是因为要以快速解决问题、恢复生产为目标,这是团队能打硬仗、打胜仗的原因。”为了打好这场仗,朱学新连续工作了40个小时,后期他甚至感觉不到困意,直到生产恢复后才放心地去休息,他说:“困难出现的时候,特别是最关键的时候,一定要坚持住。挺住了,可能就过了这一关;没挺住,可能就倒下了。要想有成果,就必须要持之以恒地坚持下去。”(刘书彤 穆艳如)

责任编辑:孟庆科

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