在青島市即墨區(qū)，有這樣一家企業(yè)，它專注于一種看似毫不起眼的 “小顆粒” 材料，卻在全球高端制造領(lǐng)域掀起了一場技術(shù)革命。這家企業(yè)就是青島瓷興新材料有限公司，而它所攻克的材料，便是被譽(yù)為 “結(jié)構(gòu)陶瓷之王” 的氮化硅粉體。

被 “卡脖子” 的新材料

氮化硅，作為一種新型結(jié)構(gòu)陶瓷材料，具有高強(qiáng)度、低密度、耐高溫、耐腐蝕、自潤滑等一系列優(yōu)異特性，使其成為高鐵、智能電動(dòng)車電控芯片基板等高端應(yīng)用場景的理想選材。在新能源汽車飛速發(fā)展的當(dāng)下，氮化硅粉體更是作為關(guān)鍵材料，用于生產(chǎn)氮化硅基板，承擔(dān)著搭載汽車電控系統(tǒng)芯片的重任。然而，誰能想到，這樣一種關(guān)鍵材料的核心技術(shù)，曾經(jīng)長期被日本和德國的企業(yè)牢牢攥在手中，對我國相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展形成了嚴(yán)重的 “卡脖子” 局面。

多年來，國內(nèi)若想獲取高性能的氮化硅粉體，只能依賴進(jìn)口，不僅價(jià)格高昂，供貨周期也難以保障，嚴(yán)重限制了我國高端制造業(yè)的自主發(fā)展。更為棘手的是，傳統(tǒng)的硅粉氮化工藝存在著諸多弊端，單產(chǎn)周期長達(dá) 72 小時(shí)，能耗高、成本居高不下，而且生產(chǎn)出的粉體性能相較于進(jìn)口產(chǎn)品明顯落后。面對如此困境，國內(nèi)眾多企業(yè)和科研團(tuán)隊(duì)一直在努力尋求突破之道，青島瓷興新材料有限公司便是其中的佼佼者。

五年磨一劍，打破技術(shù)封鎖

青島瓷興新材料有限公司自成立之初，便將攻克氮化硅粉體技術(shù)難題視為己任。為了打破國外技術(shù)壟斷，瓷興公司與清華大學(xué)先進(jìn)陶瓷與精細(xì)工藝國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室展開深度合作，組建了一支由行業(yè)頂尖人才組成的強(qiáng)大研發(fā)團(tuán)隊(duì)。他們深知，要想在這一領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破，必須另辟蹊徑，對傳統(tǒng)工藝進(jìn)行顛覆式創(chuàng)新。

研發(fā)過程充滿了艱辛與挑戰(zhàn)。無數(shù)個(gè)日夜，研發(fā)團(tuán)隊(duì)泡在實(shí)驗(yàn)室里，反復(fù)進(jìn)行著各種試驗(yàn)。他們從反應(yīng)原理入手，對每一個(gè)工藝參數(shù)進(jìn)行細(xì)致的分析和調(diào)整。經(jīng)過無數(shù)次的嘗試與失敗，終于，瓷興團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)出了控溫活化燃燒合成技術(shù)。這一創(chuàng)新性技術(shù)堪稱 “神來之筆”，它將原本漫長的 72 小時(shí)反應(yīng)時(shí)間大幅縮短至僅 4 小時(shí)，能耗也隨之大幅降低。更為關(guān)鍵的是，運(yùn)用該技術(shù)生產(chǎn)出的氮化硅粉體，性能卓越，經(jīng)檢測，各項(xiàng)指標(biāo)均可媲美甚至超越進(jìn)口產(chǎn)品。

技術(shù)研發(fā)成功只是第一步，如何將實(shí)驗(yàn)室成果轉(zhuǎn)化為實(shí)際生產(chǎn)力，實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，成為擺在瓷興團(tuán)隊(duì)面前的又一道難題。中試階段，反應(yīng)釜規(guī)模的放大意味著整個(gè)工藝參數(shù)都需要重新全面調(diào)整，這不僅需要大量的資金投入，更需要對技術(shù)有著極為精準(zhǔn)的把控。幸運(yùn)的是，在各方的大力支持下，瓷興成功獲得了關(guān)鍵的資金支持，這筆資金如同 “及時(shí)雨”，助力企業(yè)成功開發(fā)出當(dāng)時(shí)全球最大的 3000 升單體合成裝備，并于 2018 年底順利實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。從實(shí)驗(yàn)室到生產(chǎn)線，這一路，瓷興團(tuán)隊(duì)整整走了五年，但這五年的堅(jiān)持與付出，在產(chǎn)品成功下線的那一刻，都化作了滿滿的成就感與自豪感。

全球前三，“小顆粒” 闖出新天地

瓷興的氮化硅粉體一經(jīng)推向市場，便憑借其出色的性能迅速吸引了全球目光。產(chǎn)品不僅在國內(nèi)市場獲得了廣泛認(rèn)可，更是成功打入國際市場，出口占比高達(dá) 70%。特別是在新能源汽車和高端軸承球等對材料性能要求極高的領(lǐng)域，瓷興的產(chǎn)能和品質(zhì)均處于行業(yè)前列，已然成為國內(nèi)氮化硅粉體生產(chǎn)領(lǐng)域當(dāng)之無愧的 “領(lǐng)頭羊”。

隨著技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步和市場的不斷拓展，瓷興并未停下前進(jìn)的腳步。2023 年，企業(yè)再次實(shí)現(xiàn)重大突破，成功建成年產(chǎn)千噸級的氮化硅粉體生產(chǎn)線，并研發(fā)出全球最大的 4000 升氮化硅合成設(shè)備，進(jìn)一步鞏固了其在全球氮化硅粉體產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)先地位。如今，在全球氮化硅粉體產(chǎn)業(yè)鏈中，瓷興已穩(wěn)坐第三把交椅，從曾經(jīng)的技術(shù)追趕者，華麗轉(zhuǎn)身為行業(yè)引領(lǐng)者。

值得一提的是，瓷興研發(fā)的高純度氮化硅粉體制備技術(shù)，已使其成為國內(nèi)唯一一家通過國際電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)鏈認(rèn)證的氮化硅粉體供應(yīng)商。其相關(guān)產(chǎn)品早已廣泛應(yīng)用于特斯拉、比亞迪等國際國內(nèi)知名新能源汽車品牌，為我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的材料保障。“我們開始做氮化硅粉體以后，不僅技術(shù)上達(dá)到了日本同樣的水平，而且價(jià)格只有日本的 1/3，倒逼日本企業(yè)把高端氮化硅粉體價(jià)格下調(diào)了近 40%。” 青島瓷興新材料有限公司董事長高裕昆曾自豪地表示。瓷興用實(shí)力證明了中國企業(yè)在新材料領(lǐng)域的創(chuàng)新能力和競爭力，讓中國 “智” 造在國際舞臺上大放異彩。

更多高端材料實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)替代

在高端新材料領(lǐng)域，諸多關(guān)鍵材料曾長期被國外壟斷，嚴(yán)重制約著我國相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。如今，越來越多的中國企業(yè)勇挑重?fù)?dān)，實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵技術(shù)突破，達(dá)成國產(chǎn)替代。

如揚(yáng)州晨化新材料股份有限公司自主研發(fā)的酚醛泡沫用硅油產(chǎn)品，作為一種表面活性劑，能有效增強(qiáng)酚醛泡沫塑料綜合性能。此前，該領(lǐng)域高端產(chǎn)品被國外企業(yè)牢牢把控，晨化股份的研發(fā)團(tuán)隊(duì)?wèi){借技術(shù)攻關(guān)，精確調(diào)整硅油親水親油原料比例，降低了酚醛泡沫親水性，同時(shí)改善了孔徑和強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品低酸性，提升生產(chǎn)效率與質(zhì)量，不僅成功實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)替代，還促使國外產(chǎn)品在國內(nèi)市場價(jià)格降低 30% 。

山東光軒新材料有限公司針對高性能樹脂被國外壟斷的現(xiàn)狀發(fā)力，目前正著力突破碳纖維自行車和頭盔領(lǐng)域用樹脂的技術(shù)難題。例如其研發(fā)的 “手機(jī)折疊屏專用樹脂”，極高的韌性可耐 20 萬次彎折，還能快速固化，大幅提升生產(chǎn)效率。今年，公司計(jì)劃針對高強(qiáng)高模碳纖維，開發(fā)配套的高強(qiáng)高模高韌樹脂產(chǎn)品，推動(dòng)國產(chǎn)高端碳纖維從 “能用” 邁向 “好用” 。

在先進(jìn)陶瓷材料方面，青島瓷興新材料有限公司通過燃燒合成法工藝生產(chǎn)的氮化硅粉體，性能指標(biāo)趕超國際同類型產(chǎn)品，預(yù)計(jì)實(shí)現(xiàn)年產(chǎn) 600 噸，打破了國外在該領(lǐng)域的長期壟斷，填補(bǔ)國內(nèi)空白。氮化硅陶瓷憑借 “四高” 特性 —— 高硬度、高耐磨性、高耐腐蝕性、耐高溫性，在手機(jī)、電動(dòng)汽車、航空航天等多領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用 。

這些新材料領(lǐng)域的國產(chǎn)替代成果，極大增強(qiáng)了我國產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈的自主性與安全性，推動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)向高端化邁進(jìn)，在國際競爭中占據(jù)更有利地位，為我國從制造大國向制造強(qiáng)國轉(zhuǎn)變筑牢根基 。