陽江合金材料實(shí)驗(yàn)室從材料革新到助力產(chǎn)業(yè)升級(jí)

陽江合金材料實(shí)驗(yàn)室從材料革新到助力產(chǎn)業(yè)升級(jí)--

專利技術(shù)"破壁" 合金產(chǎn)業(yè)"煥新"

　　在中國刀具產(chǎn)業(yè)版圖上，廣東陽江占據(jù)著舉足輕重的地位--刀剪產(chǎn)量占全國的75%，出口量占全國的85%。然而，這座"中國刀剪之都"繁榮的背后，卻隱藏著部分高端材料受制于人的難題。為了獲得國外高端材料而付出高昂成本，一直是陽江企業(yè)難以繞開的困境。

　　近年來，陽江合金材料實(shí)驗(yàn)室（材料科學(xué)與技術(shù)廣東實(shí)驗(yàn)室陽江分中心）以"破局者"的姿態(tài)嶄露頭角。這支由廣東省政府與陽江市政府共同支持的科研團(tuán)隊(duì)，不僅研發(fā)出性能超越進(jìn)口的國產(chǎn)高端合金材料，更通過專利轉(zhuǎn)化讓技術(shù)"走"進(jìn)了車間。近日，中國知識(shí)產(chǎn)權(quán)報(bào)記者走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，對話研發(fā)相關(guān)負(fù)責(zé)人朱耀彬博士，探尋專利從實(shí)驗(yàn)室走向市場的"通關(guān)密碼"。

　　從依賴進(jìn)口到自主可控

　　在陽江合金材料實(shí)驗(yàn)室的中試車間，一塊閃著銀灰色光澤的板材吸引了人們的目光。"這是我們自主研發(fā)的鈦鋼鈦復(fù)合板材，兩側(cè)表面是純鈦，芯部是高碳馬氏體不銹鋼。"朱耀彬演示道，"傳統(tǒng)鈦合金質(zhì)輕且極耐腐蝕，馬氏體不銹鋼硬度高，我們通過鈦鋼鈦軋制復(fù)合技術(shù)將兩者完美結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了'剛?cè)岵?jì)'。"在研發(fā)中，實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)新性地引入高熵合金作為"黏合劑"，將純鈦和馬氏體不銹鋼兩種材料的優(yōu)勢合二為一。"就像三明治結(jié)構(gòu)，中間的高熵合金很穩(wěn)定，讓鈦和鋼兩重異質(zhì)金屬'無縫銜接'。"朱耀彬表示。

　　在刀剪產(chǎn)業(yè)中，如何獲得高端材料至關(guān)重要。過去，國內(nèi)刀具企業(yè)在高端材料上受限于人，只能依賴高價(jià)進(jìn)口，給企業(yè)的生產(chǎn)成本和市場競爭帶來了巨大壓力。

　　這一困境激發(fā)了團(tuán)隊(duì)堅(jiān)持不懈地鉆研與探索，經(jīng)過多年的攻堅(jiān)克難，2023年終于迎來了這一技術(shù)上的重要突破。實(shí)驗(yàn)室研發(fā)出了高氮馬氏體不銹鋼材料--酷樂民（ChromiN？）。該材料具有高硬度、高韌性、高耐蝕的特點(diǎn)，被譽(yù)為"三好鋼"。用其制成的刀剪產(chǎn)品，按全球最嚴(yán)格的意大利食品安全標(biāo)準(zhǔn)測試，以及歐盟及國家標(biāo)準(zhǔn)檢測，結(jié)果均遠(yuǎn)優(yōu)于食品安全標(biāo)準(zhǔn)要求。

　　鈦鋼鈦復(fù)合板材、酷樂民系列高氮馬氏體不銹鋼只是該實(shí)驗(yàn)室攻克"卡脖子"技術(shù)的一個(gè)典型。近年來，實(shí)驗(yàn)室聚焦刀剪產(chǎn)業(yè)痛點(diǎn)，針對傳統(tǒng)刀具材料易銹、無法徹底抗菌性等問題，首創(chuàng)"通體含銀抗菌不銹鋼"技術(shù)。通過納米銀離子均勻分布，刀刃無需涂層即可實(shí)現(xiàn)長效抗菌，解決了傳統(tǒng)刀具"只能表面抗菌，刃部磨損無法持續(xù)抗菌"的難題。

　　與此同時(shí)，人工智能的引入則為材料研發(fā)按下"加速鍵"。實(shí)驗(yàn)室建立起材料成分-工藝-性能數(shù)據(jù)庫，通過機(jī)器學(xué)習(xí)預(yù)測最優(yōu)配比。"傳統(tǒng)'試錯(cuò)法'研發(fā)新型不銹鋼需要3年，現(xiàn)在縮短至8個(gè)月。"朱耀彬舉例說，團(tuán)隊(duì)研發(fā)的高鋁輕量化集裝箱鋼，密度較傳統(tǒng)材料降低5%，抗腐蝕性顯著提升，雖因成本因素暫未大規(guī)模推廣，卻為綠色物流儲(chǔ)備了關(guān)鍵技術(shù)。

　　從實(shí)驗(yàn)室到生產(chǎn)線

　　"我們的專利布局呈'金字塔'結(jié)構(gòu)：底層是基礎(chǔ)材料配方專利，中層是工藝控制技術(shù)專利，頂層是終端產(chǎn)品應(yīng)用專利。"朱耀彬介紹，實(shí)驗(yàn)室圍繞以上系列技術(shù)已累計(jì)提交專利申請10余件。

　　"材料研發(fā)的終點(diǎn)不應(yīng)是論文和專利證書，而應(yīng)是貨架上的產(chǎn)品。"朱耀彬指著一把泛著冷光的合金材料說。然而，專利轉(zhuǎn)化的"最后一公里"，往往布滿荊棘。實(shí)驗(yàn)室選擇了一條"雙向奔赴"的路徑：向上聯(lián)合高校攻堅(jiān)核心技術(shù)，如與北京科技大學(xué)合作；向下攜手企業(yè)打通量產(chǎn)通道，如與陽江十八子集團(tuán)合作。

　　為加速成果轉(zhuǎn)化，實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)新性地提出了"三階孵化"模式：第一階段由實(shí)驗(yàn)室投入基礎(chǔ)研發(fā)，第二階段與社會(huì)資本合資成立產(chǎn)業(yè)化公司，第三階段推動(dòng)產(chǎn)品在細(xì)分市場占據(jù)主導(dǎo)地位。實(shí)驗(yàn)室先后孵化陽江先進(jìn)材料科技發(fā)展有限公司和高端刀具產(chǎn)業(yè)化公司，前者專注材料供應(yīng)，后者深耕終端產(chǎn)品開發(fā)。

　　針對進(jìn)口粉末鋼市場上供應(yīng)坯料過厚導(dǎo)致的加工困難問題，實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)新軋制技術(shù)，采用自研的溫軋工藝，生產(chǎn)出了厚度小于2毫米的粉末鋼板。"過去企業(yè)需要將幾厘米到幾十厘米厚的進(jìn)口料切割成薄片使用，材料損耗率達(dá)30%?，F(xiàn)在我們可以直接提供2毫米厚的成品薄板，加工成本大大降低，我們供應(yīng)的材料，較市場上的進(jìn)口材料價(jià)格降低近50%。"朱耀彬展示的冰刀材料樣品薄如蟬翼，卻具備驚人的強(qiáng)度："這是又一款使用溫軋工藝加工的材料，屬于高碳馬氏體不銹鋼。"這款材料使用在競技性冰刀上，冰刀產(chǎn)品不僅被國家速滑隊(duì)選用，更出口至瑞典等國。

　　"我們不做'技術(shù)甩手掌柜'，而是派團(tuán)隊(duì)駐廠解決工藝難題。"朱耀彬的手機(jī)里存著數(shù)十個(gè)刀具企業(yè)負(fù)責(zé)人的聯(lián)系方式，通過專業(yè)的服務(wù)、技術(shù)的驅(qū)動(dòng)、產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)化將實(shí)驗(yàn)室的科技成果從"樣品"走向"商品"。如今，實(shí)驗(yàn)室已為相關(guān)產(chǎn)品注冊商標(biāo)--"酷樂民？（ChromiN？）"材料、"THiE？"刀具、"三好鋼"等品牌。

　　瞄準(zhǔn)綠色制造

　　在距實(shí)驗(yàn)室不遠(yuǎn)處的陽江港，滿載集裝箱的巨輪正緩緩駛向深海。這些鋼鐵巨獸的減重需求，讓朱耀彬看到了新材料更廣闊的舞臺(tái)。

　　值得一提的是，陽江合金材料實(shí)驗(yàn)室生產(chǎn)的材料均為鋼鐵廢料的再利用。我國每年產(chǎn)生約2.6億噸廢鋼，若全部循環(huán)利用，可減少1.6億噸碳排放。實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的廢鋼再生技術(shù)，通過智能分選和精煉工藝，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室的綠色低碳短流程技術(shù)，使廢鋼再生成高端合金的碳排放大大降低。

　　"材料創(chuàng)新的終極目標(biāo)是服務(wù)國家戰(zhàn)略需求。"朱耀彬指出，實(shí)驗(yàn)室正布局兩大方向：一是綠色循環(huán)，利用廢鋼再生技術(shù)降低產(chǎn)品的碳排放；二是突破高端合金的"卡脖子"技術(shù)，在更多領(lǐng)域推廣應(yīng)用。朱耀彬坦言："從'1到10'的產(chǎn)業(yè)化階段，成本控制比技術(shù)突破更難。"他列舉高氮馬氏體不銹鋼的案例：盡管性能優(yōu)異，但沒有顯著的價(jià)格優(yōu)勢，讓多數(shù)企業(yè)望而卻步。"我們計(jì)劃通過規(guī)?；a(chǎn)和工藝優(yōu)化，將三好鋼的成本再降20%，讓企業(yè)真正體會(huì)到技術(shù)進(jìn)步帶來的好處。"

　　在朱耀彬看來，實(shí)驗(yàn)室的使命不僅是產(chǎn)出論文和專利，更要讓技術(shù)"走出抽屜、走進(jìn)車間"，為中國制造注入硬核科技力量。（記者 陳景秋）

　　轉(zhuǎn)自：中國知識(shí)產(chǎn)權(quán)報(bào)

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