建成全球*大4N級生產(chǎn)線 高純鉬粉技術壁壘如何突破？

如何讓日常生活中的電視等液晶顯示屏、半導體芯片、太陽能發(fā)電板等產(chǎn)品，既能實現(xiàn)物美價廉，又能供應充足？就離不開一種叫作“高純鉬粉”的應用了。

近日，2024年度“四川省科學技術獎勵大會”在成都舉行。由成都虹波實業(yè)股份有限公司主持，四川大學、虹波鉬業(yè)、鼎泰新材料共同完成的“高端濺射靶材用高純金屬鉬粉關鍵制備技術及應用”成果，榮獲2024年度四川省科學技術進步一等獎。

“在成都虹波的高純金屬鉬粉研究工作開展之前，世界上只有以日本和歐洲為代表的少數(shù)幾個發(fā)達國家具有制備高純鉬的能力。”項目*完成人任柴接受封面新聞記者專訪時表示，近年來，隨著我國電子和能源產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展，高純鉬需求量急劇增加。伴隨其作為關鍵基礎材料在高端制造業(yè)中的重要性與日俱增，通過系統(tǒng)性技術創(chuàng)新，我國高純鉬生產(chǎn)技術達到了世界先進水平，并在四川建成了全球*大規(guī)模的4N級鉬粉生產(chǎn)線。“這樣可以確保我國在電子、顯示、光伏等領域高純鉬這一關鍵基礎材料的自主技術可控和充分供應保障。”而作為“天府峨眉”計劃與“蓉漂”計劃引進人才，任柴和項目團隊受到了成都得天獨厚的引才留才、產(chǎn)業(yè)扶持和建圈強鏈系列政策支持，有力推動了該項目的技術開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化工作，才有了高純鉬粉關鍵制備技術的突破和本次獲獎結果。

突破高純鉬粉技術壁壘，實現(xiàn)全球*大4N級鉬粉生產(chǎn)線投產(chǎn)，從幾乎完全依賴進口到自主生產(chǎn)技術*全球，中國高純鉬粉產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了一場怎樣的逆襲之旅？

何為高純鉬粉？

鉬是一種稀有難熔金屬，具有高熔點、高電導率、低熱膨脹系數(shù)等優(yōu)異性能。而高純鉬粉由于其極高純度，進一步提升了這些特性。

高純鉬粉，是純度極高的金屬鉬粉末。“具體本項目中的高純鉬粉指純度達到4N級或者99.99%以上，即一萬份鉬粉中平均只含有小于一份的其他雜質。”任柴解釋道，這一純度水平相當于黃金中的“萬足金”標準，在有色金屬冶金領域代表了較高技術水平。從外觀上看，它是一種灰色的微細粉末。

由于高純特性，高純鉬粉成為電子、平面顯示、光伏和航空航天等高端領域的關鍵基礎材料之一。尤其是用于制造濺射靶材，通過物理氣相沉積形成各種電子薄膜，廣泛應用于半導體芯片、柔性顯示器、5G通信等高科技領域。“高純鉬粉一般會以粉末冶金的方式被加工成濺射靶材，之后通過物理氣相沉積等方式構成這些應用領域設備中的各類電子薄膜，并發(fā)揮作用。”任柴說。

將鉬提純到“4N級”（99.99%）難點在哪？

高純鉬提純的主要難點，體現(xiàn)在兩個方面：鉬體系深度除雜困難，以及我國鉬產(chǎn)業(yè)核心裝備技術水平落后。

任柴告訴封面新聞記者，針對這兩個難題，團隊分別圍繞著精細的化學反應控制及系統(tǒng)性深度除雜技術，以及高純鉬粉產(chǎn)業(yè)化關鍵裝備及自動化控制技術兩大方面開展了系統(tǒng)性技術創(chuàng)新。“我們開發(fā)了如在世界鉬冶金行業(yè)首創(chuàng)的多級離子交換除雜技術等多個行業(yè)*的突破性技術，解決了鉬純化和產(chǎn)業(yè)化難題，使得我國高純鉬生產(chǎn)技術達到了世界先進水平。”

傳統(tǒng)鉬冶金方法，存在三廢治理水平低和資源循環(huán)利用困難的全球性難題。如何讓冶金過程更加低碳清潔？團隊基于“循環(huán)利用”和“綜合回收”準則，通過系統(tǒng)性技術創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)鏈整體規(guī)劃設計，構建了綠色鉬冶金新模式。

“這一模式實現(xiàn)了全部水、氣、固體內部循環(huán)或下游資源化利用，達到了三廢完全利用的目標，從根本上解決了污染問題，使傳統(tǒng)冶金行業(yè)走上了環(huán)境友好的可持續(xù)發(fā)展賽道。”任柴直言，通過項目建設，成都虹波建成了全球*大規(guī)模4N級鉬粉生產(chǎn)線。這一成就確保了我國在電子、顯示、光伏等領域高純鉬這一關鍵基礎材料的自主技術可控和供應保障。

從落后走向并跑爭做世界*領跑者

從實驗室成果到產(chǎn)業(yè)化，并不容易。目前，由成都虹波公司生產(chǎn)的高純鉬粉，在市場占有率已達70%以上，實現(xiàn)了向國內全部鉬濺射靶材龍頭企業(yè)的穩(wěn)定供貨。

基于本技術的突破和示范產(chǎn)線以及示范生產(chǎn)基地的建設投產(chǎn)，高純鉬粉這一產(chǎn)品的成功有效拉動的整個公司近年的高速發(fā)展，進而也促進了公司規(guī)模的快速擴張，拉動了800多人的就業(yè)。“從基層工人到班組，到技術專業(yè)骨干，到平臺行政專員，以及基地管理人員，為社會上來自各個專業(yè)、具有各類技能的人員均創(chuàng)造了就業(yè)機會和工作崗位，促進了地區(qū)勞動保障和經(jīng)濟發(fā)展。”任柴說。

全球鉬濺射靶材市場正快速增長，從2020年的18.6億美元增長至2024年的32.8億美元。隨著中國技術的突破，這個曾經(jīng)被壟斷的市場正在重新洗牌。

“作為國家高新技術企業(yè)和*專精特新‘小巨人’企業(yè)，每年都會有大量資金進行研發(fā)投入，通過對現(xiàn)有生產(chǎn)工藝升級換代和對前沿新材料和工藝不斷創(chuàng)新兩方面來持續(xù)提升企業(yè)技術水平，為企業(yè)長期發(fā)展注入活力。”任柴告訴封面新聞記者，隨著我國工業(yè)4.0重大戰(zhàn)略的展開，電子、半導體和能源行業(yè)將進一步產(chǎn)業(yè)升級。鉬因其高溫性能、高電導率，低熱膨脹系數(shù)等獨特優(yōu)勢，將在眾多領域對現(xiàn)有材料體系形成替代。

高純鉬粉的故事，是中國高科技材料發(fā)展的一個縮影：從依賴進口到自主創(chuàng)新，從跟跑到并跑乃至領跑。“我們將基于本項目的技術基礎，進一步發(fā)展鉬冶金和純化技術，將我國的高純鉬技術及產(chǎn)業(yè)化能力推向5N級純度甚至更高水平，徹底實現(xiàn)從并跑向領跑的超越。”談及未來規(guī)劃，任柴充滿信心。

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