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《經濟日報》:中國建材:為新材料產業插上騰飛翅膀

來源:CNBM發布時間:

       《經濟日報》報道中國建材集團創新研發  華麗變身,從“世界水泥大王”變為水泥、新材料、工程服務“三足鼎立”業務格局,成為我國新材料產業的代表。

       “新材料產業”包括新材料及其相關產品和技術裝備。其研發水平及產業化規模已成為衡量一個國家經濟社會發展、科技進步和國防實力的重要標志。

       近年來,我國新材料產業取得長足進步。經濟日報記者日前走進新材料產業的代表企業——中國建材集團,探究我國新材料產業發展現狀。

       中國建材集團作為我國水泥行業的佼佼者,被大眾熟知。如今,他們看準未來發展方向,已經從“水泥大王”變身成為擁有水泥、新材料、國際工程服務三大板塊,形成“三足鼎立”產業格局的國家創新型試點企業。其中,高檔碳纖維、超薄電子玻璃、薄膜太陽能電池、鋰電池隔膜、高精工業陶瓷等新材料的研發和生產,正在不斷取得新突破。

碳纖維:21世紀的“黑色黃金”

       碳纖維是由有機纖維在高溫環境下碳化裂解形成碳主鏈結構、含碳量超過90%的無機纖維。因具有輕質及高強度等優異性能,它成為新一代增強纖維,被稱為21世紀的“黑色黃金”。

       早在上世紀50年代,為提高和改善飛機性能,美國空軍材料實驗室就開始了碳纖維復合材料的研發。而碳纖維工業化生產始于上世紀60年代初的日本,東麗株式會社一直是全球碳纖維龍頭企業。目前,全球碳纖維產能仍集中于日本和歐美等地區。由于事關國防建設和國家安全,碳纖維是國外長期技術封鎖的敏感材料。

       2007年,中國建材集團決定與江蘇連云港的神鷹新材料公司合作,共同開發碳纖維,并成立了中復神鷹公司。最初,他們的目標是生產T300級碳纖維,后來產品不斷升級。2017年9月份,中復神鷹“千噸級SYT55(T800)碳纖維新線項目”投產;2018年2月份,百噸級T1000碳纖維生產線實現投產且運行平穩。

       在中復神鷹公司的展廳里,記者看到了碳纖維的無所不能:自行車、電動車、小提琴、風電葉片、高壓氣瓶、無人機……中國建材集團正不斷努力開發著碳纖維在高端領域的應用。目前,他們所產碳芯導線已在國家電網特高壓和超高壓的新建線路上得到應用。此外,還陸續簽訂了來自哈薩克斯坦、印度、韓國、巴西等國家的訂單。

       如今,在電纜芯、建筑補強等市場領域,中復神鷹已經與日本東麗平分天下。

中國建材集團所屬中復神鷹所產碳芯導線已在國家電網特高壓線路上得到應用。圖為四川溪洛渡左岸——浙江金華±800千伏特高壓直流輸電工程金華換流站。該工程是世界上電壓等級最高的直流輸電工程之一。(新華社發)

超薄玻璃:最輕薄的大國重器

       超薄玻璃基板是液晶顯示器的關鍵組成部分。一直以來,我國平板顯示產業“缺芯少屏”的現狀令人擔憂,而造成這一局面的主要原因就是“缺芯少板”——少了液晶顯示器件的關鍵原材料液晶玻璃基板。因為長期以來,國內0.5毫米以下的玻璃基板全部依靠進口。

       面對中國強勁增長的玻璃基板市場,國外企業不斷發力,而玻璃基板本土化建設速度卻始終有限,發展大大滯后于本土面板生產線的建設,為產業持續、穩定發展帶來巨大隱憂。為改變這一局面,我國玻璃行業科研工作者鉚足了勁。

       中國建材集團旗下凱盛科技總經理、蚌埠玻璃工業設計研究院院長彭壽介紹,2015年3月28日,0.2毫米超薄玻璃基板成功實現穩定量產;2016年4月份,實現0.15毫米量產;2018年4月份,突破0.12毫米;近期可能還會拉出0.1毫米的柔性玻璃。

       彭壽說,生產中玻璃基板由超薄到極薄,首先要跨越的障礙是原料配方。把玻璃拉薄,需要加入一種特殊的金屬氧化物來提高溶液的延展性,但如果添加過多,產品就會變得易碎。“拉超薄玻璃,一要對原料的配方有很好的研究,二是對裝備的研究也非常重要。”彭壽介紹,要把玻璃溶液在錫槽里攤薄,其中的核心是要有逐級展薄技術,而這一環節需要依靠拉邊機。為此,蚌埠玻璃工業設計研究院自主研發了超微型拉邊機,并配套研發出退火窯、熔窯。

薄膜太陽能電池:把技術帶回家

在蚌埠建成的銅銦鎵硒薄膜電池智能化生產線,2017年10月成功下線中國第一片銅銦鎵硒薄膜太陽能模組。

       為發展薄膜太陽能電池,中國建材集團決定由中建材蚌埠玻璃工業設計研究院收購德國銅銦鎵硒太陽能電池公司Avancis。Avancis有一條“武裝到牙齒”的德國工業4.0銅銦鎵硒薄膜電池智能化生產線,具備年產100兆瓦的生產能力,是一條具有商業規模的生產線。同時,因為蚌埠院具有生產耐高溫玻璃的條件,兩者的結合將激發出銅銦鎵硒薄膜太陽能電池巨大的產能優勢。

       2015年10月份,成功全資收購Avancis公司相關工廠及技術的蚌埠玻璃工業設計研究院,成立了凱盛光伏材料有限公司,計劃總投資100億元,將全球領先的銅銦鎵硒薄膜太陽能電池生產技術在中國落地。目前,凱盛光伏已逐一攻克了世界級生產難題,正以國內外協同創新形成的核心技術優勢,全線打通中國薄膜太陽能光伏產業鏈,以“中國創造”的技術和品牌優勢參與全球新能源市場的競爭。

       凱盛光伏材料有限公司副總經理王昌華告訴記者,銅銦鎵硒薄膜太陽能電池需要上下兩層玻璃,其生產成本占總成本的30%,均由他們自主研發生產。由于相關生產工藝限制嚴苛,要求較高的應變點溫度特性,目前全世界僅有包括凱盛科技在內的幾家頂級企業能夠生產。

       彭壽告訴記者,未來3年至5年內,他們將在全球布局20GW薄膜太陽能電池產量。其中,銅銦鎵硒薄膜太陽能電池產量為15GW,碲化鎘為5GW,目標是成為中國乃至世界最大的薄膜太陽能電池供應商。

鋰電池隔膜:助跑新能源汽車

       一層隔膜兩重天。我國鋰電池發展在與美國、日本、韓國的“四國游戲”之中,內有核心專利、生產裝備缺乏之短板,外有技術壁壘,成為我國新能源產業持久發展的“痛點”。

       長久以來,電池四大核心材料中,正、負極材料,電解液均已實現了國產化,唯獨隔膜仍是短板。由于其主要材質為多孔質的高分子膜,對安全性、滲透性、孔隙度及厚度都提出了極為嚴苛的技術要求。對此,中國建材集團向前沿科技努力發起沖擊。

       2017年8月30日,中國建材集團“年產2.4億平方米鋰電池隔膜建設項目”在山東投產,中國建材所屬中材鋰膜有限公司首條生產線試生產正式啟動。這標志著中國建材集團成功實現了鋰電池材料中最后一個關鍵材料的國產化,也標志著中國建材集團的鋰電池隔膜研發、生產能力已居于世界領先地位。

       預計到2020年,我國純電動汽車和插電式混合動力汽車年生產能力將達200萬輛。據估算,我國未來每年需要的高品質車用動力電池隔膜材料需求量將達到數億平方米。鋰電池隔膜發展前景十分廣闊。

       如今,中材鋰膜三線建設已完成投產,四線貫通出膜,進入試生產階段。此前積累的經驗為新線投產奠定了基礎,擴建產能蹄疾步穩;不斷提升的A品率,保證了出廠產品質量,降低了生產成本,獲得了國內外客戶的認可,市場逐步打開;完備的品質保證體系確保產品交付“零投訴”,打造出優質的產品形象。

高精工業陶瓷:不再“卡脖子”

       氮化硅陶瓷是一種新型的先進陶瓷材料,與其他材料相比具有優異的性能——其硬度僅次于金剛石,重量僅為鋼的三分之一,同時具有耐高溫、抗腐蝕、透波等特殊性能,被譽為綜合性能最好的結構陶瓷材料。

       2017年9月15日,全國首條“年產100噸高性能氮化硅陶瓷生產線”在山東開工。這條氮化硅陶瓷生產線由中國建材集團所屬中材高新材料股份有限公司自主研發,具有完全自主知識產權,在國內居于領先水平。

       這一生產線投產后,主要生產的氮化硅陶瓷軸承球、電動汽車用氮化硅基片等,將主要應用于高端裝備、電動汽車、航天航空、風力發電、光伏太陽能等領域。這種氮化硅陶瓷材料也是軍工配套的關鍵材料,在航天航空軸承、新一代陶瓷透波材料等領域具有不可替代的地位。該項目建成后,也將成為軍民融合發展平臺,為我國新興產業和國防建設作出積極貢獻。

        與此同時,中材高新不斷加大科技投入,歷經5年艱苦攻關,成為國內首家實現熱等靜壓技術制備高端氮化硅材料工程化生產的企業,熱等靜壓陶瓷軸承球性能達到國際水平。這也是全球第3家可以生產熱等靜壓氮化硅陶瓷軸承球的公司。

       近幾年,隨著我國高端裝備、新能源、電動汽車等新型產業的快速發展,對高端熱等靜壓氮化硅陶瓷球的需求越來越大。而我國這種材料此前全部依賴進口,因價格高、交貨周期長等問題,嚴重制約了我國這些新興產業的發展。而“年產100噸高性能氮化硅陶瓷生產線”投產后,可以徹底解決目前高端熱等靜壓氮化硅陶瓷球“卡脖子”的問題。

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《經濟日報》:中國建材:為新材料產業插上騰飛翅膀

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