稀土作為現代工業的“維生素”,由于其離子半徑較大,容易與其他元素,尤其是非金屬的氮族、氧族和鹵族元素結合,常作為添加劑調整材料內部的微觀結構,形成各種具有豐富的光、電、磁、熱、機械和聲學等功能的新型材料,在醫療、軍事、鑄造、汽車、照明等眾多領域都發揮著基石作用,驅動著全球科技產業的革新。
近日,中國粉體工業萬里行聚焦“兩個稀土基地(全國最大稀土新材料基地、全球領先稀土應用基地)”包頭調研先進材料產業鏈的過程中,走進了一家正持續開拓新興稀土陶瓷材料應用藍海的企業——內蒙古晶陶鋯業有限公司(以下簡稱“晶陶鋯業”)。作為一家由高校成果轉化而生的高新技術企業,晶陶鋯業依托產學研協同,正持續開拓稀土陶瓷材料多個前沿領域的產業化突破,助力中國稀土產業搶占應用新高地。
產學研協同模式,驅動稀土陶瓷成果轉化
晶陶鋯業是于2017年依托內蒙古科技大學的成果轉化孵化而生,自誕生之初就肩負著承接高校科研成果,推動實驗室技術向市場轉化的使命,因此,公司始終聚焦新型稀土陶瓷材料的研發與產業化,通過與內蒙古科技大學、上海交大包頭材料研究院組建"新型稀土陶瓷技術創新聯合體",并共建企業研發中心,形成了"產學研用"一體化運營模式。
在這種緊密的校企聯動下,晶陶鋯業有效匯聚了內蒙古科技大學的源頭創新力,并利用自身的產業化能力與市場敏銳度以及上海交大包頭材料研究院作為科技產業“連接器”、成果轉化“助推器”、初創企業“孵化器”及人才“哺育期”的平臺優勢,一方面規避了科研與市場的脫節問題,顯著縮短技術成果從實驗室通向市場的路徑,使研發更貼近實際應用場景,另一方面則能精準把握國際國內先進陶瓷材料的發展脈搏,強化中國稀土材料在高端應用中的持續創新性。
從高端航空到基礎農用,持續拓展稀土鋯酸鹽應用邊界
近年來,晶陶鋯業在持續推進科技成果產業化進程中,緊盯國際國內先進陶瓷材料市場的發展方向,已將多項教授團隊的研發成果推向市場,包括稀土穩定氧化鋯、稀土鋯酸鹽納米粉體、稀土陶瓷靶材、彩色稀土氧化鋯粉體等系列產品。此外,利用產學研一體化優勢,晶陶鋯業也仍在積極探索稀土功能材料的應用新藍海,如光熱雙控智慧農膜用稀土光功能材料。
1、科技成果轉化代表應用:熱障涂層材料
在航空發動機渦輪葉片、艦載燃氣輪機等高端裝備領域,熱端部件長期面臨1600℃以上極端熱場的嚴酷考驗,但現代航空發動機高壓渦輪普遍采用的鎳基高溫合金在1100℃的溫度下就會軟化變形,無法承受高速運動產生的應力,導致部件壽命銳減甚至失效。晶陶鋯業的科技成果轉化代表之一,利用鋯酸鑭、鋯酸釓和鋯酸鑭鈰等稀土鋯酸鹽噴涂形成的熱障涂層憑借優異的隔熱性能,可為熱端部件穿上了一層“防護衣”,使其在極端熱場中得以實現長時間工作。目前,該產品已成功應用于航空發動機渦輪葉片及民用艦載燃氣輪機熱端部件,并已建成了年產25噸新型稀土陶瓷熱障涂層材料示范生產線以及年產15噸等離子噴涂(PS)用新型稀土熱障涂層粉體,實現國產化替代和規模化穩定供應。
晶陶鋯業熱障涂層粉體及相關指標參數
2、探索稀土鋯酸鹽的應用新藍海:光熱雙控智慧農膜
行走在多元化研發前沿,晶陶鋯業正攜手內蒙古科技大學開拓稀土光功能材料嶄新的應用疆域,并將創新重點錨定在了現代農業的綠色發展上。公司所研發的特殊稀土配方可添加于農膜中,形成獨特的“光熱雙控智慧農膜”。這種智能農膜具備神奇的光調控本領:能選擇性吸收太陽光中對作物有害的紫外線和作物難以利用的黃綠光,并將其高效轉化為有利于農作物進行光合作用的藍紫光和黃橙光,最終大幅提升農作物的品質和產量。目前,這項創新技術已經在國內多家產業化農業企業中獲得驗證并開始規模化推廣應用,展現出非常可觀的市場前景。
小結
在包頭這個稀土高地,晶陶鋯業正以小步快跑的姿態,推動著稀土陶瓷材料從實驗室走向產業化,響應了中國稀土戰略材料的深度開發需求,而其對高精尖鋯酸鹽材料的精深耕耘與對智慧光功能材料等的戰略布局,生動展現了中國企業在稀土戰略資源深度開發和創新應用上的勃勃生機與無限潛能。
粉體工業萬里行
作者:粉體圈
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