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新质生产力 | 央视《经济半小时》:挑战世界纪录的陶瓷弹簧

来源:央视财经、中材高新  发布时间:2023-12-28

2023年9月,习近平总书记在黑龙江考察调研期间,首次提出“新质生产力”这一概念,强调积极培育战略性新兴产业和未来产业,形成新质生产力,增强发展新动能。中国建材集团以“卡脖子”关键技术突破和新材料产业发展共性需求为基础,积极发挥国有资本投资公司作用,持续提升核心竞争力、增强核心功能,为探索“新质生产力”未来路径提供了鲜活样本。

央视财经《经济半小时》视频

12月8日,央视财经《经济半小时》特别报道,走进中国建材集团所属中材高新,围绕工业陶瓷的突破,聚焦新材料前沿产业的孵化与培育,以“国之大材”践行“国之大者”。

什么是陶瓷弹簧?

陶瓷弹簧是以先进陶瓷材料为原料,通过组分和结构的精巧控制,使陶瓷材料具备弹性,打破了陶瓷材料“脆”“硬”的固有印象,其压缩循环性能达到金属弹簧标准,同时具备耐高温、抗腐蚀、抗水氧等优异特性。

陶瓷弹簧与金属弹簧相比优势在哪里?

目前市场上出售的金属弹簧耐最高温度不超过700℃,且在该温度下无法长时间运行,陶瓷弹簧可以轻易突破该温度,耐高温可达1400℃以上,可应用在航空航天、新能源电池等高温、水氧以及腐蚀环境下,能够在极端环境中承担重任。

山东工陶院研发的陶瓷弹簧处于什么技术水平?

该项技术的突破使得中国成为全球第三个有能力生产陶瓷弹簧的国家,目前,山东工陶院李伶团队研发的陶瓷弹簧已经可经受千次压缩疲劳测试,在挑战陶瓷弹簧使用极限的道路上持续创新。


挑战世界纪录的陶瓷弹簧

陶瓷,不光有我们熟知的象征中国传统文化符号的瓷器,中材高新研制的陶瓷弹簧,让陶瓷具有弹性,目前已知的弹性压缩量纪录是20%,我们烧制的陶瓷弹簧将挑战25%的世界纪录。

防隔热陶瓷有什么特性?

防隔热陶瓷,也叫隔热瓦,主要是密度比较低、耐高温、隔热性能比较好,密度只有水的三分之一到四分之一,80%到90%的体积都是空气,导致整个材料的导热系数非常低,所以它有非常好的隔热效果。

防隔热陶瓷进行高温试验会有什么效果?

将陶瓷制品放在1000度的高温电炉中烘烤,3分钟后,烧得通红的两块陶瓷制品被铁钳夹到试验台,科研人员不戴隔热手套,直接用两根手指捏住陶瓷,并来回进行移动。

徒手拿捏近千摄氏度高温陶瓷制品,秘密就在于这块陶瓷制品是防隔热陶瓷,拿出来之后表面散热快,能够迅速下降至室内温度,但其内部仍然保持了非常高的温度,还是炙热的状态。

不惧高温的防隔热陶瓷

陶瓷弹簧、防隔热陶瓷,都是在精密制造,航空航天等尖端领域应用的关键陶瓷材料,这些陶瓷展现神奇之处就是利用了陶瓷最基本的结构特性,而这种特性也使得工业陶瓷在当今新兴产业中占有举足轻重的重要性。

什么是氮化硅陶瓷球?

氮化硅陶瓷球硬度仅次于金刚石,重量只有钢材的三分之一,具有高强度、电绝缘、无磁性、高精度、轻量化、自润滑、低摩擦系数、耐高温、耐磨损、耐腐蚀等特性,是目前综合性能最好的结构功能一体化陶瓷之一。

现在生产的陶瓷球规格有多少种?

可以生产出近70种不同大小规格的氮化硅陶瓷球,最大的产品直径是110毫米,而最小的产品直径只有1毫米。最小的1毫米产品和最大的110毫米产品之间,体积相差130多万倍,就好比我们地球和太阳的体积关系。

满足极限性能要求的氮化硅陶瓷球

制成的陶瓷轴承转速可达每分钟60万转,可耐1200摄氏度的高温,更奇特的是,它还具有自润滑的特性,也因此被公认是制造轴承及其零件最理想的材料。2015年,从事先进陶瓷研究30年的张伟儒带领团队突破氮化硅陶瓷球的生产技术,打破国外垄断,成为全球仅有的三家热等静压陶瓷轴承球生产者之一。在新能源汽车的发展浪潮之下,氮化硅陶瓷球供不应求。

氮化物陶瓷纤维有什么特性?

氮化物陶瓷纤维,具有高导热、电绝缘、耐高温等特质。高导热的氮化物陶瓷纤维直径大概15微米,用肉眼几乎看不到,我们的头发大概在60到90微米,相当于我们头发丝的十分之一。

氮化物陶瓷纤维的研发难点是什么?

陶瓷纤维的优势是拉伸强度很高,但摆脱不了陶瓷的脆性,抗折能力很差。所以,在整个生产过程中,任何的气氛,还有温度的波动,都会导致里面有很多的损伤。

比发丝还细的陶瓷纤维

山东工陶院的研发团队接力50年,经过无数次的断丝测试、拉伸验证,终于将玻璃纤维、碳纤维的制备优点集成在一起,于2022年6月生产出一款高拉伸、抗折能力强、高导热的陶瓷新产品——氮化物陶瓷纤维。

无论是从0到1的突破

还是从1到100的深耕

中材高新聚焦先进陶瓷和人工晶体两大赛道

面向世界科技前沿

努力通过科技创新实现自立自强

以“国之大材”

践行“国之大者”

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