点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:千磨万击还坚劲——看国产纳米微晶玻璃如何造就
首页> 科技频道> 综合新闻 > 正文

千磨万击还坚劲——看国产纳米微晶玻璃如何造就

来源:科技日报2024-04-07 09:54

  鑫景特玻生产线上的纳米微晶玻璃。图片由鑫景特玻提供

  砸核桃、敲钉子、用沙子磨、用汽车轧……近期,某款华为手机经历极限测试后,屏幕仍完好无损的视频,在网络上火热传播。

  一块薄薄的手机屏幕,为何如此坚劲?关键是其盖板采用了国产纳米微晶玻璃。

  纳米微晶玻璃实现国产化,被业界认为“代表着我国特种玻璃领域的重大突破”。在这一领域率先打破国外垄断的,是一家来自西部的“小巨人”企业——重庆鑫景特种玻璃有限公司(以下简称“鑫景特玻”)。

  跨界转型,特种玻璃自己造

  玻璃作为众多行业的基石,在生产、生活中必不可少。随着高新技术的发展,具备各种特殊功能的特种玻璃应运而生。

  微晶玻璃便是特种玻璃家族中的一颗明珠。与普通玻璃的非晶体结构不同,微晶玻璃内部有着独特的晶体结构。当这些晶体小到纳米级别时,就成为纳米微晶玻璃。

  “巴掌大小的一块纳米微晶玻璃,内部充满了亿亿个高强度纳米晶体。”国内特种玻璃领域著名专家、海南大学材料与化工学院副院长姜宏告诉科技日报记者,“这种晶体的规则排列,赋予材料优越的物理和化学性质,可以有效阻断裂纹的扩散,使玻璃的强度、耐磨性等大大提升。”

  正因如此,以纳米微晶玻璃为代表的特种玻璃,不仅被用在高端手机上,在诸多新兴行业也有着“天量需求”,重要性不言而喻。

  然而,这一市场却长期被国外企业垄断。

  10多年前,在重庆运营着国际五星级酒店的民营企业家白一波,得知我国特种玻璃制造受制于人的境况后,萌生了从房地产向新材料转型的想法。

  此时,由姜宏牵头的航空玻璃、手机触摸屏两个特种玻璃国家级科研项目刚刚完成,成果亟待走出实验室、走向产业化。

  白一波几经打听找到了姜宏。双方一拍即合:“中国人一定能造出自己的高端特种玻璃!”

  2014年7月,鑫景特玻注册成立。作为公司创始人、董事长,白一波从此将全部心血和资源都倾注于特种玻璃的研发生产。

  边招人、边建设、边测试,一场追求“硬度”的极限探索开始了。

  尽管鑫景特玻手握姜宏的首创技术,但白一波很快发现,从实验室到工业量产,难度远远超出预想。高昂的研发费用、巨大的试产挑战,以及漫长的认证周期,如大山般横亘于他们面前。

  丢个水包,气泡终于消失了

  从2014年鑫景特玻工厂启动建设,到2018年生产线点火启动,4年过去了,投入多达4亿元,能否量产还是个未知数。

  “研发配方可以在实验室验证,但制作流程只能在生产线上研究、调整、验证。”作为鑫景特玻设备动力部部长,彭灿有着十几年玻璃企业生产和建厂经验,深知其中不易。

  特种玻璃对理化性能的要求极高,相关标准涉及上百个参数。每个参数都如精密齿轮,需要精准咬合。应力、气泡等亟待攻克的难点,考验着研发团队的智慧和耐心。

  “窑炉点火后不能熄,生产线要保持24小时运转。”回忆起当时的情景,彭灿直言“压力山大”——一批批原料投进去,出来的却总是充满气泡的残次玻璃,每天的耗损可以买台豪华轿车。这让他茶饭不思、夜不能寐。

  2019年尤为艰辛。技术研发不断烧钱,高薪聘请的生产部负责人频繁离职。一位经验丰富的老生产部部长,努力了一年,也不见起色,离开时无奈地说:“照这样下去,是造不出特种玻璃的!”

  在熊熊燃烧的窑炉和一堆堆残次玻璃旁,科研人员和生产部门的员工陷入了沉默。

  理论没问题、实验没问题、操作没问题,可为何玻璃中总是充满气泡?经过深入分析,他们发现,气泡是在玻璃液接触窑炉底部时产生的,要想减少气泡,必须给窑炉降温。但此前用吹风机降温效果有限,难以解决问题。

  面对困境,有人提出大胆的想法:“往窑里丢个水包降温,行不行?”

  这个方法很直接,但风险也很大,一旦处理不当,会直接导致窑炉受损、产线停产。

  “初生牛犊不怕虎”。研发和技术部门的“90后”们决定试一试。

  经过周密计算,黄昊等青年人和技术专家一道,每隔2个小时,把由钢板制成的水包(类似铁制水管)往窑炉伸进10毫米,给池壁降温,同时精细调控各种参数。

  半个多月后,玻璃中的气泡终于消失了!

  这一工艺创新,将特种玻璃量产合格率提升至80%,为大规模生产铺平了道路。随着工艺的不断改进,合格率又一步步提升至97%。

  独有技术,纳米微晶长出来

  2021年,我国第一块纳米微晶玻璃终于下线。

  姜宏介绍,纳米微晶玻璃的成功研制,关键在于鑫景特玻掌握了该领域的核心技术——把数量庞大的纳米微晶融入玻璃中。

  微晶玻璃生产工艺分为配料、熔化、成型、晶化等多个阶段,其中晶化是技术含量最高的一环。晶化过程需要将纳米级玻璃原子进行有序排列,形成“坚如磐石”的特殊结构。

  “经过这些年的实践,我们摸索出了独有的晶化技术,实现了玻璃中微晶结构和形态的精准调控。”已晋升为研发部部长的黄昊说,技术的核心是对温度的精准控制。

  为了攻下这一难关,他们先后进行了上万次的工艺调整和改进,其间经历了烧塌中试窑炉、拆掉新建产线等无数次挫折,最终开发出温度控制设备——隧道窑。该设备可将温度变化控制在1℃以内,确保玻璃中生长出足够数量的高强度纳米晶体。

  经过近10年的努力,鑫景特玻打破了国外巨头在特种玻璃领域的垄断局面。目前,该公司已申请国内外专利350多项,其中发明专利282项,生产工艺拥有完全自主知识产权,产品广泛应用于智能家电、航空、高铁、新能源汽车等领域,为我国高端制造业的发展提供了有力支撑。

  在鑫景特玻忙碌的生产车间里,记者看到,一块不足7英寸大小、厚度约0.5毫米的纳米微晶玻璃,要经过64克重的铁球,从0.4米到2.5米的不同高度落下砸击,没有丝毫损伤后才能通过出厂检测。

  “材料强则产业强,一块小玻璃也能创造一个大世界。”站在生产线旁,白一波向记者表示,“下一步,我们将乘着大力发展新质生产力的东风,坚持以国家战略需求为导向,不断创新突破,为社会创造更大的价值!”(记者 雍黎)

[ 责编:林佳欣 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 乌旦塔拉 美如童话

  • “良渚之光”中美交响乐团专场音乐会举行

独家策划

推荐阅读
世界气象组织(WMO)近日报告称,2024年的大气二氧化碳浓度创下历史最大增幅,达到有记录以来的最高水平。” 
2025-10-17 09:51
10月17日,《科学》发表了庾强团队的一项重要成果。
2025-10-17 09:46
据国家粮食和物资储备局最新发布的消息,今年夏粮旺季收购已于9月底结束,累计收购小麦10795万吨。
2025-10-17 09:42
监测显示,15日新疆、西藏、青海、甘肃、内蒙古等地出现7至8级大风,局地阵风10级;新疆、内蒙古中东部、黑龙江、吉林、辽宁等地最高气温下降6℃至10℃,局地12℃以上。
2025-10-17 09:41
10月14日,随着满深502-H3井钻头穿透8380米地层,这口历经岩层卡阻、垮塌风险与高含硫考验的超深井成功完钻,成为塔里木油田“十四五”期间第223口8000米级超深井。
2025-10-17 09:38
高分辨光谱成像芯片“玉衡”,实现了亚埃米级光谱分辨率、千万像素级空间分辨率的快照光谱成像。
2025-10-16 09:50
10月13日至15日,第十四届中国国际专利技术与产品交易会在大连举行。近日,天津市河东区大王庄街社区卫生服务中心完成了天津市国产九价HPV疫苗的首针接种,而这背后,离不开专利技术的支撑。
2025-10-16 10:06
10月的上海淀山湖波光粼粼,岸边的东方绿舟国防园已万事俱备,只待“2025年全国青少年智能无人系统应用大赛(IUSAC2025)”拉开帷幕。
2025-10-16 09:48
到2027年底,在全国范围内建成2800万个充电设施,提供超3亿千瓦的公共充电容量,满足超过8000万辆电动汽车充电需求,实现充电服务能力的翻倍增长。
2025-10-16 09:48
我国自主研发的新一代超高速实时示波器正式发布,其带宽突破90GHz、达到国际先进水平,这标志着全球电子通信产业迎来超高速信号“中国标尺”。
2025-10-16 09:44
在15日举行的中国环境与发展国际合作委员会2025年年会开幕式上,生态环境部部长、国合会中方执行副主席黄润秋表示,要以美丽中国先行区建设为牵引,深化美丽中国建设推进落实机制,分级分类推进美丽中国地方实践。
2025-10-16 10:02
“经过不懈努力,中国以占世界9%的耕地、6%的淡水资源,养育了世界近1/5的人口,这本身就是对世界粮食安全的巨大贡献。钱毅介绍,目前,我国已经建成粮食储运等5个国家级科技创新平台基地,26个部级粮食技术创新中心和重点实验室,以及百余个地方研发创新平台。
2025-10-15 10:49
外交部发言人林剑14日表示,中国机器人正展现出广阔应用前景,逐步从实验室走进工厂生产线和各国百姓家。林剑介绍,国际机器人联合会此前发布的《2025年世界机器人报告》显示,2024年中国在役工业机器人存量突破200万台,居全球首位。
2025-10-15 10:45
约两年前,谷歌旗下深度思维公司宣布,借深度学习技术发现220万种新型晶体材料。科学家期待借助AI,设计出可规模化生产、真正影响日常生活的先进材料,让AI在材料科学领域的价值真正落地。
2025-10-15 10:44
盼望北极熊出现,是中国第15次北冰洋科学考察队队员进入北极圈后的心愿。午后,按照防熊预案部署,考察队决定使用直升机对其驱离,以保证冰面作业人员安全,快速完成冰上作业任务。
2025-10-15 10:40
数据显示,截至去年底,已有超6000台无人配送车投入规模化应用,为100多个细分场景用户交付上亿件订单。随着智能技术与现代物流深度融合,在城乡经济循环中,无人配送车有了更多打开方式。
2025-10-15 10:20
不久前的国庆中秋假期,人形机器人俨然成为多地商场、工厂、医院甚至众多家庭的“明星”。这款名为Galbot的人形机器人来自银河通用,已正式“入职”该智慧工厂,承担自动质检、零部件分拣与搬运等复杂任务。
2025-10-14 09:57
近日,工业和信息化部、国家标准化管理委员会印发了《云计算综合标准化体系建设指南(2025版)》(以下简称《指南》)。
2025-10-14 09:56
最长主跨跨径、最高主塔塔高、最大锚碇基础、最大主缆规模、最多车道数量……狮子洋大桥集齐了双层悬索桥的多个世界第一。
2025-10-14 09:55
加载更多