玄武岩變身新纖維開辟新賽道(公民眼·戰略性產業)_nba小九直播_小9直播体育官网_小九直播平台下载

玄武岩變身新纖維開辟新賽道(公民眼·戰略性產業)

来源:nba小九直播    发布时间:2024-10-27 11:59:02

  6月4日,嫦娥六號著陸器攜帶的五星紅旗在月球反面成功展開。這是中國初度在月球反面獨立動態展现國旗。這面國旗隻有11.3克,分量不及兩枚1元硬幣,卻是用一種石頭——玄武岩制成。

  “制造國旗用的玄武岩出自河北蔚縣,就是咱公司生產的石頭。”蔚縣新源玄武岩礦業有限公司負責人朱兆春難掩骄傲﹔

  “玄武岩制品研發生產多年,但一向鮮為人知,這次應用是最知名的一次。”吉林通鑫玄武岩科技股份有限公司副總經理秦廣玲倍感振奮。

  嫦娥六號月面國旗所用絲線是一種新式高功能资料,名叫玄武岩纖維。它是天然玄武岩石塊破坏后,經高溫熔融再拉絲构成的纖維,直徑僅為頭發絲的1/3。

  “玄武岩纖維具有分量輕、強度高、耐腐蝕、綠色低碳等特性,還能耐受零下269攝氏度至零上700攝氏度的溫度,更顯出它的獨特價值。”中國科學院院士、中國科學院原地質研讨所所長劉嘉麒說。

  新资料產業是戰略性、基礎性產業,也是高技術競爭的關鍵領域。2013年2月,國家發展变革委發布《戰略性新興產業重點產品和服務指導目錄》,將連續玄武岩纖維列入重點發展的高功能纖維资料。2023年12月,工業与信息化部發布《重點新资料首批次應用演示指導目錄(2024年版)》,玄武岩纖維布被列為關鍵戰略资料。

  黨的二十屆三中全會《決定》提出,完善推動新一代信息技術、人工智能、航空航天、新能源、新资料、高端裝備、生物醫藥、量子科技等戰略性產業發展方针和办理體系。

  石頭怎么拉成絲?作為新资料的玄武岩纖維,怎樣拓宽應用場景,開辟產業發展新賽道?近来,記者在河北、湖北、四川等地探訪。

  驅車行至河北蔚縣陳家窪鄉大岳家山,舉目望去,約一人高的柱狀岩塊層層疊疊,被日光燙上金邊,恰似大山披了身鱗甲。

  循著機器聲,走進蔚縣新源玄武岩礦業有限公司廠房。在這裡,原礦經過3点破碎工序后,進入三層樓高的碎石分選機,採用磁選、比重選等方法,選出合格石料,裝袋封箱。

  指著碎石分選機,朱兆春頗有幾分满意:這是我們自主研發的特種裝備,通過技術改造,已獲得4個實用新式專利。

  玄武岩礦床差異性大,要制成纖維,质料均質化是個難題。“即便在同一礦區,相隔幾十米,礦石所含化學元素的量也或许不同。”劉嘉麒說,隻有化學成分合適的玄武岩质料才干制出纖維。

  10多年來,朱兆春專注於這項技術攻關,尽力提高质料的均質化水平。碎石分選機就是效果之一。

  既研發設備,也嚴格檢測。新源公司對出廠礦石的氧化鈣、氧化鎂含量等20多項指標進行全面檢測。“有一項指標不合要求,都或许導致礦石無法拉絲。”朱兆春說。

  嫦娥六號月面國旗所运用的玄武岩石料,就產自新源公司。新源公司年加工約10萬噸玄武岩石料,能用於制造玄武岩纖維的僅佔1/10。這些石料的均匀價格為每噸600元,是鋪路石料價格的3倍。

  劉嘉麒坦言,受均質化要求等影響,现在能為下流玄武岩纖維制造企業穩定供應石料的廠家並不多。一些科研院所正對玄武岩纖維成纖機理及质料配方持續攻關,未來有望根據下流企業對產品耐腐蝕性、耐凹凸溫等不同功能需求,讓更多品類的玄武岩石料得到應用。

  從蔚縣南下1000多公裡,記者來到位於湖北襄陽的匯爾杰新资料科技股份有限公司,嫦娥六號月面國旗所用的玄武岩纖維,就誕生於此。

  步入廠房,熱氣襲人。熔窯裡,在1450攝氏度至1500攝氏度的高溫下,玄武岩石料化為熔岩。隨后,熔岩通過鉑銠合金漏板,在拉絲機的高速牽引下,构成數百條金褐色的絲線,傾瀉而下,纏繞成股。

  溫度操控是玄武岩拉絲工藝的一項技術難題。中國化學纖維工業協會玄武岩纖維分會會長張道林說,就像做“拔絲紅薯”,熬糖漿要把握好溫度,煮得過稀或過稠都無法“拔絲”,玄武岩纖維的拉絲過程亦是如此。

  經過長期的技術積累,匯爾杰公司生產的玄武岩纖維直徑僅5微米,每根纖維長度則可達萬米。

  嫦娥六號月面國旗由武漢紡織大學聯合匯爾杰公司等企業和單位一起研发。此前,嫦娥五號月面國旗採用芳綸為主的新式復合资料,相關技術已較為老练,為何嫦娥六號還要另辟蹊徑?

  “嫦娥六號在奔月、繞月及落月過程中,要經歷凹凸溫反復替换等考驗,玄武岩纖維的运用,是提高國旗材質功能的關鍵。同時,运用與月壤化學成分附近的玄武岩,也是月球資源原位运用的一種探究。”嫦娥六號月面國旗研发團隊成員、武漢紡織大學教授曹根陽說,月面國旗既要薄而軟,又要強而韌,這需求更細的玄武岩纖維。

  2020年,武漢紡織大學的月面國旗研发團隊與匯爾杰公司展開协作。彼時,業內能穩定拉出玄武岩纖維的直徑遍及在10微米以上。

  “拉出更細的絲,漏板孔直徑和孔數、窯體巨细、操控溫度等都要从头設計。”匯爾杰公司技術總監郭清介紹。

  研發關鍵時期,團隊科研人員將實驗室搬進了廠房,吃住都在企業,常常為一個技術細節討論到深夜……這樣的日子持續了一年多。

  漏板內腔結構是企業的中心技術,月面國旗研发團隊提出改進設計的意向,一時讓企業工作人員犯了難。

  上報公司办理層,办理層当即决定:“一切技術細節向團隊公開,隻要能織出上月球的五星紅旗!”

  “展開了!展開了!”電視屏幕上,當嫦娥六號月面國旗展開畫面出現的一刻,見証了科研人員多少個辛勞日夜的會議室裡,響起了熱烈掌聲。

  科技創新刻画發展優勢。匯爾杰公司有了更高端的產品——一般玄武岩纖維每噸1.5萬元,而5微米玄武岩纖維新產品,每噸售價達到六七萬元。

  “更細、更輕的絲,不僅能賣出高價,更將撬動新產品、新應用不斷涌現。”郭清說。

  管道強度提高50倍、汽車部件分量減輕20%……玄武岩纖維應用場景不斷拓宽

  摸起來,質感像純棉牛仔褲﹔點火燒,火舌“舔”了一下便快速熄滅。這款阻燃抗高溫玄武岩纖維面料,是武漢裕大華紡織服裝集團有限公司研發的新產品。

  玄武岩纖維具有優異的隔熱抗輻射功能,能夠抵挡月表惡劣環境。但它屬於無機纖維,外表非常润滑、脆性易碎,難以紡制超細絲、紡紗、織造,以及構筑高牢度的顏色。

  裕大華公司與武漢紡織大學协作,研讨玄武岩纖維怎么與粘膠纖維等相交融,打破了玄武岩細紗生產的多項關鍵技術。

  2023年10月,嫦娥六號月面國旗的樣件交给后,科研團隊開始為項目技術尋找產業落地的“土壤”,期望引導高功能纖維產業進一步發展。

  過去,玄武岩碎石被廣泛用作鋪路石。近年來,玄武岩纖維已在路面增強、修建結構加固等方面大展身手。但作為一種高功能纖維,它在產業應用上的潛力没有彻底發揮出來。

  本年3月,裕大華公司生產的一方1.5平方米樣布,擺在了武漢子和誠服飾有限公司會議室裡。子和誠公司董事長李玉蓮拿起樣布,對10余名設計師發問:“這塊布,能做什麼?”

  深耕職業裝行業20年,意識到玄武岩復合紗將撬動行業大市場,李玉蓮刻不容缓。“要快!”這幾乎成了她的口頭禪。

  經過一系列創新設計,以玄武岩纖維為首要资料,子和誠公司生產的近十款箱包和服裝產品已經定型,准備面向市場。

  超細玄武岩纖維拉絲、紡織和著色等技術的打破,為玄武岩纖維產業發展帶來更多幻想空間。

  無垠太空,航天器增強部件適應輻射、凹凸溫等環境﹔蔚藍海面,生態養殖蚝排助農增收,海洋網箱可抗12級台風﹔大漠戈壁,風力發電機葉片、光伏支架运用時間長、更经用﹔城市鄉村,修建復合筋、電纜保護層步入日常日子……玄武岩纖維的應用場景不斷拓宽。

  盡管玄武岩纖維產品種類繁复,但多而不強,不少企業仍扎堆在修建和交通運輸領域競爭,導致應用場景同質化,附加值不高。有些企業則力爭突圍,用新產品刻画新優勢。

  一款玄武岩纖維復合资料管道,分量比塑料管道輕一半,強度提高了50倍,有效期超過50年,本钱還能壓縮30%以上。這是源單新资料科技(廣安)有限責任公司研發的新產品。公司總經理張雪峰介紹,依托玄武岩纖維资料的韌性特點,連接收最高還能接受15度位移,大幅度的降低了后期維修本钱。產品從本年5月試生產,預計到年末產值將打破5000萬元。

  將玄武岩纖維應用於汽車產業,則是吉林通鑫玄武岩科技有限公司一向關注的賽道。通過校企协作等方法,用玄武岩纖維復合资料,通鑫公司成功研发出汽車板簧等產品。

  值嗎?“值!”秦廣玲答复爽性:國內超大規模市場消費需求旺盛、層次多樣,雖然前期投資巨大,但能為廣闊市場供給優質產品,帶動企業發展提質。

  本年4月,中國第一汽車集團有限公司發布一款新車型,在國內首先將玄武岩纖維規模化引进汽車產業。這款車的部分內飾部件採用了玄武岩纖維復合资料,正是由通鑫公司等企業與一汽聯合攻關實現的。新资料的應用,讓部件在坚持原有功能基礎上減重20%以上,還有低氣味的優點。

  “據業內專家预算,預計到2030年,汽車行業玄武岩纖維用量可達32萬噸,產值達84億元,能支撐下流零部件市場容量470億元以上。”秦廣玲說。

  科技創新和產業創新深层次地交融,我國玄武岩纖維專利申請量、產量在全球佔比均超六成

  玄武岩纖維產業發展,在我國起步不算早:本世紀初,我國建成第一座單體爐紡絲裝置,之后開始走向產業化,比國外晚了約20年。

  现在,我國已成為玄武岩纖維產量最大的國家。張道林介紹,2023年,我國玄武岩纖維產量約3萬噸,佔国际產量的75%左右,出口量達9000噸,自2016年起,出口量連年居国际前列。

  做大做強玄武岩纖維產業,四川首先出台產業發展規劃,印發支撑產業發展的系列指導性文件。现在,四川已开始构成從原絲、復合资料到應用產品的玄武岩纖維全產業鏈。

  達州市和廣安華蓥市,兩個地處山區的資源型城市,都把發展玄武岩纖維產業作為向“新”求變、蓄力未來的重要賽道。

  走進位於華蓥市的四川謙宜復合资料有限公司,智能化池窯拉絲生產線有條不紊地運轉,可年產3500噸玄武岩纖維。相較於傳統的坩堝法拉絲或組合爐拉絲,池窯拉絲的質量愈加穩定。

  四川帕沃可礦物纖維制品集團有限公司是謙宜公司的母公司,集團董事長劉毅烽用一個“熬”字,來總結8年的池窯拉絲技術探究經歷。

  2016年,帕沃可集團生產的玄武岩棉產品銷量大漲,營收可觀。一向看好玄武岩纖維產業發展远景,劉毅烽投入大筆費用研發攻關玄武岩纖維池窯拉絲技術。

  初度點火試驗,一上午就燒掉4塊鉑銠合金漏板,直接損失50多萬元。技術人員問:“還上新板嗎?”劉毅烽苦笑:“這就像鑽火洞,咱們腦袋都進去了,就別爱惜倆耳朵了!”

  2020年2月,廣安市树立四川玄武岩纖維新资料研讨院(創新中心),由廣安職業技術學院、廣安市科技局和帕沃可集團組成理事會,負責確定行業發展主攻方向、決策科研立項等。

  协作池窯拉絲生產,怎樣配比质料,實現纖維高模量?這是帕沃可集團提出的一個行業共性難題。歷時1年多研發,一款质料配方现在正進行中試。據此配方制造的玄武岩纖維,1平方厘米可接受1萬公斤以上的分量。

  “我們正對共性關鍵技術和裝備系統等48個科研項目進行攻關。”四川玄武岩纖維新资料研讨院(創新中心)副院長楊中甲說,研讨院與北京大學、清華大學、北京理工大學、北京航空航天大學、中國地質大學、中國科學院結成了科研戰略聯盟,並支撑重點企業與16所高校树立戰略协作關系。

  2021年7月,廈門富堡復合资料股份有限公司跨过近1700公裡,來到達州,树立了四川衡耀復合资料科技有限公司——從了解到玄武岩纖維這一新资料,到決定在達州建廠,中間隻隔了半年。

  達州招引他們的,不僅有當地豐富的玄武岩資源、完善的上游配套,更有堅實的智力支撑。

  倉庫內,一排排自行車車架整齊碼放。在廈門,富堡公司的主打產品是碳纖維自行車車架,而達州的這款新產品,加入了玄武岩纖維預浸料,一經推出便遭到海內外市場歡迎。

  “我們幫助企業研發預浸料,不僅讓車架有了更高功能,本钱還節約了20%。現在,研讨院和企業正對預浸料進行迭代升級。”達州市玄武岩纖維產業研讨院高級工程師康蘇芳說。

  企業出題,科研團隊破題。“研讨院的14名科研人員我都見過,他們常來企業問需求,幫助解決技術難題。”衡耀公司技術負責人李君志說。

  2023年,達州與四川省科學技術廳共建玄武岩纖維及復合资料四川省重點實驗室,進一步強化科研服務才能。

  有智力支撑,也有真金白銀。達州推出一系列方针,支撑玄武岩纖維產業發展:每年投入200萬元,支撑實施基礎研讨和應用基礎研讨严重項目﹔對严重科学技术基礎設施項目,按投資額的20%予以支撑﹔初度獲得高新技術企業認定的企業,給予50萬元一次性獎勵……到现在,達州市23家玄武岩纖維生產企業,共獲得各項支撑資金3825萬元。

  據統計,到2023年9月,全球玄武岩纖維專利數(含申請)1.3萬余件,我國8600余件,佔比66%﹔全球玄武岩纖維授權專利數逾1萬件,我國3800余件,佔比37%。

  創新攻關,沒有止境。位於上海的東華大學地外纖維實驗室裡,嫦娥五號帶回的月壤樣本,正在模擬月球無氧氣、微重力、低氣壓的環境中,進行纖維拉絲實驗。

  “月壤與玄武岩的化學成分类似,借鑒玄武岩纖維的制備技術,运用月壤拉制的纖維,有望成為未來月球基地的建設资料,滿足原位选材需求。”中國科學院院士、東華大學资料科學與工程學院院長朱美芳說。

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