4月17日,科技日報記者走進青海圣諾光電科技有限公司(以下簡稱“青海圣諾光電”)生產車間,一場以材料為主角的“魔術”正在上演。看上去和普通面粉別無二致的氧化鋁原料,經過多道工序的淬煉,蛻變成高純度、均勻粒度的白色氧化鋁粉體。這些粉體可不簡單,可用來生產藍寶石襯底拋光液、特種陶瓷、熒光粉、研磨介質等。
近日,青海省科學技術廳公布該省2025年第一批科技計劃,青海圣諾光電研發團隊申報的一項氧化鋁拋光液制備技術研究及產業化項目成功入選。這家主攻鋰電、光電、先進陶瓷材料的研發、生產及銷售的國家級高新技術企業,通過多項自主研發,讓氧化鋁材料實現“繞指柔”“百煉鋼”,為我國新材料襯底拋光、透明陶瓷等戰略領域注入“高原芯”力量。
攻堅研磨球 “打下”成本賬
氧化鋁是一種無機非金屬材料,在藥物、化妝品、高精度陶瓷3D打印等方面用途廣泛。記者走進青海圣諾光電時,該公司副總經理張成榮展示了一罐保溫杯大小的塑料瓶。塑料瓶中,裝滿了直徑0.6至0.8毫米的白色研磨球。據其介紹,氧化鋁粉體細化時,需要通過球磨來提高性能,而高標準的研磨介質不可或缺。
“以前,我們向海外訂購氧化鋁球價格不菲,還吃過閉門羹。”張成榮回憶。彼時,青海圣諾光電毅然決定,既然它對產品影響如此之大,那還不如自己動手生產。
研磨球本身高耐磨、高硬度,研磨時還要“硬碰硬”,其生產工藝難度頗高。為此,西寧科技大市場當起了科技“紅娘”,促成青海圣諾光電與上海科學院合作開展“高耐磨高硬度氧化鋁研磨介質球研發”項目。隨后,上海材料研究所專家張培志帶領團隊,對提高氧化鋁坯球密度、改善并解決氧化鋁研磨球高磨耗問題等展開攻關,并對氧化鋁素坯球煅燒溫度進行研究,致力于提高氧化鋁研磨球產品合格率。
“如今,我們生產的研磨球性能可以比肩國外頂尖研磨球,產品性能穩定,能完全滿足企業自用。”張成榮說。
“聯合研發”“企業出題、高校和科研院所解題”等產學研協同創新方式,令青海圣諾光電持續高產。近年來,該公司陸續開發出透明陶瓷粉、鋰電池隔膜粉等多款新產品,市場銷售可觀。
今年1月,青海圣諾光電收到一家從事氮化鋁生產的客戶反映,稱其氮化鋁的一重要指標難以突破,希望青海圣諾光電能夠從原材料氧化鋁上協同攻關。
在智力支撐下,青海圣諾光電改變了原材料形貌,將類球型改為片狀,解決了客戶氮化鋁生產的難題。這一改變,給公司帶來了真金白銀的變化。過去,該客戶每年僅從青海圣諾光電購買二三十噸氧化鋁,但僅在今年上半年,雙方便已實現了200噸的合作。
研發拋光液 “拿下”核心技術
在青海圣諾光電生產車間,經過4道工序后,藍寶石襯底拋光液成型,并從這里走向全國。
此前,由于氧化鋁拋光液生產技術的缺乏,藍寶石襯底拋光液常年依賴進口。為實現技術自主,2019年起,青海圣諾光電走上了自主研發之路。
研發過程中,團隊曾執著于提高氧化鋁粉體硬度。“傳統意義上認為,溫度燒得越高,粉體就越硬。”張成榮說,團隊朝此方向展開了攻關,但攻關的結果是,雖然硬度指標的確越來越高,但使用過程中的拋光效果反而不好。
為此,團隊請清華大學專家“指點迷津”。“在拋光過程中,硬度提高,但韌性不足,粉體變脆后易碎,不僅拋不動,粉體的棱角還容易對襯底造成劃傷。”張成榮說。
順著這個方向,研發人員進一步去尋找韌性和硬度的平衡點。歷經上千次科學試驗和測試,最終,青海圣諾光電研發的藍寶石襯底拋光液在2021年實現進口替代,該企業也成為我國首個使用氧化鋁生產藍寶石襯底拋光液的企業。
目前,青海圣諾光電研發生產的藍寶石襯底拋光液在國內市場排名前三。該企業已發展成為國內最大的藍寶石用氧化鋁拋光液和透明陶瓷用高純氧化鋁粉供應商,并成為我國西北地區最大的精細氧化鋁生產基地。
(受訪單位供圖)
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