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皖沪携手,构建并不断完善“政产学研用金”合作机制,共促陶铝新材料产业在淮北市“落地生根、开枝散叶”——
打造有影响力的“长板”优势产业
来源: 安徽新闻网-安徽日报 2021-03-01 07:58:15 责编: 徐文娟
在位于淮北市的安徽相邦复合材料有限公司活塞生产线,工程师在测量产品尺寸。本报通讯员 陈文骁 摄

“无中生有”,让铝里“长”陶瓷,集铝、陶瓷两种材料优势于一身的新材料,“身轻如燕”却“力大无穷”。

陶铝新材料,技术源自上海交通大学,产业化落在淮北市。在省委、省政府高度重视和有关各方大力合作、支持下,淮北市不断推进与上海交通大学、均瑶集团等长三角区域高校、企业的合作,构建并不断完善政府、企业、高校、研究机构、用户、基金“六位一体”合作机制。自2013年在淮北市落地以来,陶铝新材料在基础研发、成果转化及产业发展方面已取得突破性进展,成为长三角一体化协同创新的重要领域,跻身我国在国际上“并跑领跑”的重要科技创新成果之列。

乘势而上,淮北市正积极打造在全国有重要影响力的陶铝新材料产业基地,长三角合作创新有望结出更多硕果。

从基础科学研究“最先一公里”入手,让原始创新产出更多成果

陶瓷比钢铁硬很多,但很脆,一摔就碎;铝是常用轻金属,但很软,一掰就弯。如何让二者优势互补、取长补短、合二为一?上海交大科学家运用具有自主知识产权、世界独一无二的“原位自生技术”,让铝里“长”出陶瓷。这种方法造出的陶铝新材料强度高、韧性好,其比强度和比刚度甚至超过了“太空金属”钛合金。

“陶铝新材料研究成果具有完全自主知识产权,打破了发达国家30多年的相关技术封锁,并树立了我国在该领域的独特优势。”安徽陶铝新材料研究院有限公司负责人告诉记者,该材料学术名全称为“熔体控制原位自生纳米陶瓷颗粒增强铝基复合材料”,是以上海交通大学王浩伟教授团队等为代表的五代材料人,历经30年研发成功的一种全新复合材料,具有高刚度、高强度、高抗疲劳、高阻尼、耐高温、低膨胀、低密度等诸多优异性能,在军工、航天、航空、民用等领域有着广泛应用空间。

基础科学研究是创新的“最先一公里”,如何让这项原始创新产出更多成果,发挥应有价值?

2013年初,淮北市政府赴上海招商,在了解并确认陶铝新材料确系一种领先的基础材料后,第一时间与上海交大校方及王浩伟科研团队接触洽谈,承接陶铝新材料落地淮北,实施科技成果转化及产业化发展。

双方很快达成合作意见,当年便合作成立安徽相邦复合材料有限公司,从事陶铝新材料的原材料生产及军品应用生产。2017年,双方在淮北成立上海交大安徽(淮北)陶铝新材料研究院,专司基础研发及课题研发;同时引入均瑶集团参股,与淮北市政府、上海交大、相邦公司等,四方共同出资,成立安徽陶铝新材料研究院有限公司,专门从事陶铝新材料应用推广及产业化发展。政产学研用金“六方合作”推进陶铝新材料发展,效果逐步显现。

“发展陶铝新材料产业,是淮北市积极破除煤炭产业单一形成的发展瓶颈,不断寻求替代产业,推动产业发展转型的积极行动和创新实践,正为淮北转型发展提供强劲动能。”淮北市陶铝办副主任周宇说。

从关键核心技术“断点卡点”入手,推进研发突破产品创新

陶铝航空发动机风扇叶片、陶铝地板支撑梁、陶铝内燃机活塞……2月7日,在安徽陶铝新材料研究院有限公司展厅,记者看到,陶铝新材料在军工、航空、航天、汽车等方面的技术研发及成果转化已经展开,有关各方深化合作合力推进产品研发创新。

“这个是C919大飞机陶铝地板支撑梁,陶铝型材在关键性能指标上均领先于国外最先进的美国铝锂合金,比铝锂合金减重7%—12%,较碳纤维减重5%—8%。”安徽陶铝新材料研究院有限公司负责人介绍,用陶铝新材料3D打印制造的航空发动机风扇叶片,相当于钛合金叶片空心率为60%的效果。目前正在重点攻关陶铝板材,陶铝大飞机蒙皮可使抗疲劳性能提高30%,年内将实现装机试飞。用于新一代载人运载火箭主承力大通梁、桁条、蒙皮和贮箱等航天主材研制,可实现大幅减重,增大载荷。

突破关键核心技术的“断点卡点”,是推进产品研发创新的关键。

为推进陶铝新材料技术创新、产品创新,我省将陶铝新材料列入全省力求率先突破项目之一。淮北市积极建设陶铝新材料安徽省技术创新中心,现已通过专家验收,并正在加快创建国家铝基材料及制品检验检测中心。依托上海交大安徽(淮北)陶铝研究院,先后建成院士工作站、博士后科研工作站、安徽省铝基复合材料工程研究中心等技术创新平台。淮北市建投集团投资15亿元,正在建设总建筑面积28万平方米,集科技研发、检验检测、大数据中心、科技孵化、人才公寓等功能为一体的淮北市科创中心。这里将成为陶铝新材料产业发展的重要科创基地。

研发创新不断突破。在航天领域,陶铝新材料已经用于天宫一号、天宫二号、量子卫星、气象卫星等关键部件,翱翔太空之上。在军工领域,陶铝新材料实现了部分产品的成功运用,并且突破了一项产品的“卡脖子”技术。在航空方面,采用陶铝新材料研制的多个C919大飞机的飞机部件将陆续实现装机试飞或装机试验。在民用领域,汽车活塞、汽车轻量化、高铁应用等方面,已实现较好的前期应用拓展。

从成果转化“最后一公里”入手,精准定位市场推动产业化

“陶铝活塞主要性能指标领先国际最先进活塞10%以上,打破高端活塞受制于人的局面,实现特种装备发动机活塞完全自主批量化生产。”陶铝新材料研究院科研人员介绍,装配陶铝活塞的内燃机,尾气烟度指标下降43%、排放减少31%、油耗下降2%—5%,大大提升经济社会效益。“若在发动机更多零部件上使用陶铝新材料,将推动我国发动机实现换道超车。”

成果转化是创新的“最后一公里”。为培育、发展陶铝新材料产业,我省批准建设“淮北市陶铝新材料和铝基高端金属材料重大新兴产业基地”。淮北市出台《支持陶铝新材料产业发展若干政策(试行)》等文件,设立了总规模20亿元的陶铝产业发展基金,在资金、项目落地、科技研发等方面给予全方位支持。积极推动与宝武集团、中国商飞、均瑶集团等国内知名央企、民企的合作,加快产业化发展步伐。

精准把握市场需求,通过不断的技术创新、工艺优化和设备改造,“材料研发—应用开发—产业化生产”一体化的陶铝新材料产业链在淮北市正逐渐形成,这些都为陶铝新材料大规模应用和推广提供了强力保障。

在淮北高新区龙湖工业园区,占地138亩的陶铝产业园一期已经建成投产,占地130亩的二期正顺利推进。工作人员告诉记者,陶铝产业园二期主要有安徽陶铝新动力科技有限公司(二期)、安徽相腾汽车科技有限公司,建有16条全自动活塞生产线和2条汽车轻量化零部件生产线,达产后可实现年产500万只陶铝高性能活塞、汽车零部件150万套。

极富发展前景的陶铝新材料产业在淮北市“落地生根”,不断“开枝散叶”。

“如今,在民用领域应用已打下良好基础的前提下,陶铝新材料在汽车轻量化、高铁、内燃机、海工装备等方面的应用将会不断深入拓展,大规模产业化发展的爆发式增长已经为期不远。”周宇说,期待陶铝新材料产业成为长三角乃至中国的“长板”优势产业,为经济高质量发展做出更大贡献。( 本报记者 吴量亮)

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