解開三大實驗室里的“材料強國”密碼——實探中國有研有色金屬新材料科創(chuàng)園
日前,中國證券報記者走進(jìn)中國有研科技集團(tuán)有限公司有色金屬新材料科創(chuàng)園,近距離感受這里的“材料脈搏”。
園區(qū)內(nèi),三個國家級實驗室正以不同的方式詮釋著“材料強國”的戰(zhàn)略使命——從高鎂輕強鋁材料的突破,到動力電池安全的“問診把脈”,再到材料背后的疲勞壽命檢測,中國有研用科技密碼編織著新時代的“材料圖譜”。
重塑高強鋁合金材料格局
來到有色金屬結(jié)構(gòu)材料全國重點實驗室,記者見到了改變我國高強鋁合金材料格局的“高鎂輕強鋁”。
“這是我們原創(chuàng)研發(fā)的新一代高強鋁合金——高鎂輕強鋁,密度比傳統(tǒng)2xxx、7xxx材料降低5%-10%,兼具更佳的綜合性能匹配,能為航空航天飛行器等高端裝備帶來顯著的減重效果;同時,該材料大幅提高了鎂元素的用量,充分發(fā)揮了我國鎂資源優(yōu)勢?!敝袊醒锌萍嘉敝魅?、有色金屬結(jié)構(gòu)材料全國重點實驗室主任熊柏青介紹,高鎂輕強鋁是我國具有“原創(chuàng)技術(shù)”屬性的高強高韌鋁合金,現(xiàn)已完成國際國內(nèi)發(fā)明專利布局,標(biāo)志著我國的高強鋁合金材料實現(xiàn)了從“跟跑”到“并跑”,直至“領(lǐng)跑”的巨大跨越。
據(jù)了解,有色金屬結(jié)構(gòu)材料全國重點實驗室累計承擔(dān)國家項目400余項,研究開發(fā)的一系列鋁、銅、鎂、鈦先進(jìn)新材料,為我國高端裝備及重大工程發(fā)展提供了關(guān)鍵結(jié)構(gòu)材料和技術(shù)支撐;培養(yǎng)國家級、省部級人才近40名,2021年獲評中組部-中宣部-人社部-科技部聯(lián)合表彰的全國專業(yè)技術(shù)人才先進(jìn)集體。
熊柏青表示,未來實驗室將加速推進(jìn)“高鎂輕強鋁”在航空航天、交通運輸?shù)阮I(lǐng)域的驗證應(yīng)用,力爭在“十五五”全面推廣,助力我國從“材料大國”邁向“材料強國”。
為動力電池“問診把脈”
穿過走廊,來到國家動力電池創(chuàng)新中心,一套套測試倉有序排列。作為國家新能源汽車戰(zhàn)略的核心支撐平臺,這里正以嚴(yán)苛的測試標(biāo)準(zhǔn)為動力電池安全與性能“問診把脈”。
“這里擁有-40℃至85℃全溫域振動測試艙,能模擬高原、極寒等極端環(huán)境下多因素耦合工況下的電池性能?!惫ぷ魅藛T介紹,該中心不僅是產(chǎn)品測試評價平臺,同時也是動力電池協(xié)同攻關(guān)平臺、行業(yè)共性基礎(chǔ)工作組織平臺以及科技成果孵化與轉(zhuǎn)化平臺。
“我們創(chuàng)新的產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同機(jī)制,通過股權(quán)綁定產(chǎn)業(yè)鏈龍頭企業(yè),用聯(lián)盟關(guān)聯(lián)創(chuàng)新鏈優(yōu)勢單位,成功破解了動力電池技術(shù)攻關(guān)的‘孤島效應(yīng)’,這種‘公司+聯(lián)盟’的模式已被復(fù)制到其他國家制造業(yè)創(chuàng)新中心,成為我國制造業(yè)創(chuàng)新中心建設(shè)的樣板。”熊柏青表示。
據(jù)了解,國家動力電池創(chuàng)新中心的檢測試驗中心投資達(dá)3億元,已建成動力電池材料分析、電池及系統(tǒng)功能測試、安全可靠性測試、計算仿真等實驗室,取得CMA和CNAS資質(zhì),具備強制性檢測、歐盟范圍產(chǎn)品電池系統(tǒng)安全性測試、鋰離子電池航空運輸安全性檢測等資質(zhì)能力。
這座動力電池的“超級考場”生成的百萬組精密數(shù)據(jù),正促進(jìn)動力電池質(zhì)量水平的不斷提升,支撐新能源汽車產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
測試新材料“生存極限”
步入國家新材料測試評價平臺主中心,疲勞斷裂實驗室內(nèi)機(jī)械嗡鳴,一臺臺深灰色液壓伺服試驗機(jī)矩陣式排開。實驗室內(nèi),科研人員正專注操作設(shè)備,對金屬材料及構(gòu)件進(jìn)行周期性加載測試。數(shù)據(jù)屏上實時跳動的曲線與參數(shù),精準(zhǔn)記錄著材料在循環(huán)交變載荷下的性能數(shù)據(jù)。
“這里不僅承擔(dān)常規(guī)低周疲勞試驗,更能開展高溫持久蠕變、高應(yīng)變率斷裂等極端條件下的測試,其成果直接服務(wù)于大飛機(jī)結(jié)構(gòu)件等關(guān)鍵部件的安全評估?!惫ぷ魅藛T介紹。
作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“物質(zhì)基礎(chǔ)”,有色金屬結(jié)構(gòu)材料正面臨歷史性突破機(jī)遇。實驗室建立了有色金屬材料動態(tài)力學(xué)性能數(shù)據(jù)庫,涵蓋鋁合金、鎂合金、鈦合金、金屬基復(fù)合材料等多類材料,為行業(yè)提供標(biāo)準(zhǔn)化測試解決方案。
面對全球材料技術(shù)迭代加速的態(tài)勢,主中心構(gòu)建起“七城聯(lián)動”的創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò):中國有研旗下國合通測在北京、上海、青島、重慶等多地建設(shè)了總面積超過6萬平方米的綜合實驗室,擁有一大批先進(jìn)儀器設(shè)備,研發(fā)了13項關(guān)鍵共性技術(shù),形成化學(xué)分析、組織結(jié)構(gòu)分析、機(jī)械和物理性能測試、無損檢測、表面檢測、失效分析等全面的專業(yè)化服務(wù)體系,為我國大飛機(jī)制造、載人航天、集成電路、高速列車等國家重大工程和重點項目提供了堅實的質(zhì)量保障。
站在新材料的“極限生存”試驗場,主中心正著力打造全鏈條服務(wù)體系。
從航空航天到新能源汽車,中國有研的科技創(chuàng)新實踐,正在破解中國制造向高端躍遷的材料密碼。