
中國冶金報:突破“卡脖子”難題,太鋼“手撕鋼”首發兩類產品!

圖為超導材料和掩模版兩類產品的首發儀式現場 孟蕾蕾 攝
“發布!”5月12日上(shang)午,隨著太(tai)鋼(gang)集團總經理、黨委副書(shu)記李(li)華一聲令下(xia),太(tai)鋼(gang)“手(shou)撕鋼(gang)”產品(pin)超(chao)導材料和掩(yan)膜版兩(liang)類產品(pin)正(zheng)式首發(fa),標志(zhi)著太(tai)鋼(gang)突(tu)破“卡脖子”難(nan)題,推動“手(shou)撕鋼(gang)”及(ji)精密帶鋼(gang)研發(fa)生產水平邁上(shang)新臺階。
太鋼集團作為國內(nei)不銹(xiu)鋼的領(ling)軍企(qi)業,多年來(lai)深(shen)耕(geng)不銹(xiu)鋼精(jing)密(mi)帶材的產品(pin)和技術(shu)研發(fa),2018年成功生產出第一批厚度0.02毫米、寬(kuan)度600毫米(mi)的(de)(de)寬幅(fu)“手撕鋼”,成為全球唯(wei)一(yi)可批量生(sheng)產寬幅(fu)超(chao)薄不銹鋼精(jing)密(mi)箔材的(de)(de)企(qi)業。2020年,太鋼又成(cheng)功(gong)研發出0.015毫(hao)米超薄“手撕鋼”,創造了新的(de)世界紀錄。如今,太鋼精密(mi)帶鋼新品(pin)還在不(bu)斷(duan)推向市場,有(you)力支撐高(gao)端和新興(xing)領(ling)域的(de)轉型(xing)升級。
新品(pin)解析一:
高(gao)溫超導基材(cai)用精(jing)密箔材(cai)
高溫(wen)(wen)在(zai)(zai)科技(ji)飛速發(fa)展的(de)(de)(de)今天,超(chao)導(dao)(dao)(dao)技(ji)術(shu)一直是全(quan)(quan)球科研人員(yuan)關注的(de)(de)(de)焦點。超(chao)導(dao)(dao)(dao),顧名思義,就是一種特殊的(de)(de)(de)導(dao)(dao)(dao)電(dian)(dian)現象(xiang),當某些材料(liao)在(zai)(zai)特定溫(wen)(wen)度下,電(dian)(dian)阻(zu)突然降為(wei)零(ling),電(dian)(dian)流(liu)可以無損耗地流(liu)動。這(zhe)種神奇的(de)(de)(de)特性(xing),讓(rang)超(chao)導(dao)(dao)(dao)技(ji)術(shu)在(zai)(zai)能源傳輸(shu)、磁(ci)(ci)懸(xuan)浮交通、醫療成(cheng)像等(deng)領域有(you)著(zhu)巨大的(de)(de)(de)應用(yong)(yong)潛力。最近,我國在(zai)(zai)超(chao)導(dao)(dao)(dao)領域又(you)取得了(le)重大突破,鎳基材料(liao)在(zai)(zai)常壓(ya)下實(shi)現超(chao)導(dao)(dao)(dao),這(zhe)不僅為(wei)高溫(wen)(wen)超(chao)導(dao)(dao)(dao)機理的(de)(de)(de)研究提供了(le)全(quan)(quan)新方向,也(ye)為(wei)超(chao)導(dao)(dao)(dao)技(ji)術(shu)的(de)(de)(de)實(shi)用(yong)(yong)化鋪平了(le)道(dao)路。超(chao)導(dao)(dao)(dao)材料(liao)又(you)稱為(wei)超(chao)導(dao)(dao)(dao)體(ti)(ti),指在(zai)(zai)某一溫(wen)(wen)度以下,兼具絕對(dui)零(ling)電(dian)(dian)阻(zu)和完(wan)全(quan)(quan)抗磁(ci)(ci)性(xing)兩個獨(du)立(li)特性(xing)的(de)(de)(de)超(chao)級導(dao)(dao)(dao)體(ti)(ti)。超(chao)導(dao)(dao)(dao)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)阻(zu)為(wei)絕對(dui)的(de)(de)(de)零(ling),即電(dian)(dian)阻(zu)完(wan)全(quan)(quan)消失。超(chao)導(dao)(dao)(dao)體(ti)(ti)完(wan)全(quan)(quan)進入超(chao)導(dao)(dao)(dao)狀(zhuang)態之(zhi)后,會將(jiang)外磁(ci)(ci)場完(wan)全(quan)(quan)排出體(ti)(ti)外,即相當抗磁(ci)(ci)體(ti)(ti)積達到最大為(wei)100%,抗磁磁化率為-1。超導體因其特殊的物理(li)性質,在能(neng)源(yuan)電力、醫療(liao)健康、交(jiao)通運(yun)輸(shu)(shu)、基礎科(ke)研、精密測量(liang)和量(liang)子計(ji)算(suan)等多方(fang)面都(dou)有重(zhong)要的用途,主要應用于電子通信、交(jiao)通運(yun)輸(shu)(shu)、電力、能(neng)源(yuan)、高能(neng)物理(li)、醫療(liao)設備(bei)等領域(yu)。
超(chao)導(dao)技(ji)術的(de)發展(zhan),不僅僅是(shi)科學家們的(de)研(yan)究(jiu)成果(guo),更是(shi)人類科技(ji)進步(bu)的(de)重(zhong)要標志。這(zhe)些年(nian)來,超(chao)導(dao)基(ji)材市(shi)場整體(ti)呈現快速發展(zhan)態勢。我(wo)國(guo)在(zai)超(chao)導(dao)領域的(de)研(yan)究(jiu)起步(bu)相(xiang)對較晚,國(guo)內明顯短缺基(ji)礎材料,嚴重(zhong)影響行業(ye)發展(zhan)。
哈(ha)氏合金C276是鎳(nie)-鉬-鉻-鐵-鎢系(xi)鎳基(ji)合金,由于(yu)其具有(you)高(gao)(gao)(gao)強(qiang)度、高(gao)(gao)(gao)耐蝕等(deng)特性,成為第二代高(gao)(gao)(gao)溫(wen)超導基(ji)材(cai)首(shou)選。該材(cai)料(liao)屬于(yu)多層氧(yang)化物的載體,提供支撐和力學(xue)(xue)性能,要(yao)求高(gao)(gao)(gao)度表面平整(zheng),后續經過電化學(xue)(xue)拋光工藝可達(da)納米級;高(gao)(gao)(gao)溫(wen)力學(xue)(xue)性能要(yao)求熱膨脹系(xi)數與氧(yang)化物匹(pi)配(低溫(wen)絕對零(ling)度和高(gao)(gao)(gao)溫(wen)900攝氏度);無磁性體(ti)現在薄基帶,減小(xiao)體(ti)積和(he)重量占(zhan)比。
2023年,工信(xin)部工業(ye)強基(ji)項目“2023年度xxx超(chao)(chao)導長(chang)帶(dai)材料項(xiang)目”獲批立項(xiang),太鋼負責超(chao)(chao)導基材用(yong)箔材的開(kai)發(fa)(fa)。研發(fa)(fa)團隊設(she)(she)計(ji)開(kai)發(fa)(fa)了(le)多(duo)軋程+精準熱處理超(chao)(chao)薄特殊合金(jin)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)工(gong)藝流(liu)程,設(she)(she)計(ji)開(kai)發(fa)(fa)了(le)小(xiao)輥徑+多(duo)道次(ci)小(xiao)變形+大張(zhang)(zhang)力(li)的軋制工(gong)藝,根據材料特性設(she)(she)計(ji)開(kai)發(fa)(fa)了(le)專(zhuan)用(yong)軋輥,以及全流(liu)程多(duo)維度(du)張(zhang)(zhang)力(li)控制工(gong)藝,確保生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)順行和大卷重長(chang)米(mi)數(shu)。目前,國內市場占用(yong)率(lv)達到80%,2016年開始進軍國際市場。C276哈氏合金(jin)精密箔材(cai)(cai)量產,為(wei)國產高(gao)溫超導基(ji)材(cai)(cai)提供了材(cai)(cai)料保障,助力行業快速發(fa)展。
如(ru)今,太鋼(gang)在(zai)超(chao)(chao)導(dao)領域(yu)已經取得了顯著的進展,但科研(yan)人員們(men)并(bing)沒(mei)有停下腳(jiao)步(bu)。他們(men)仍在(zai)不斷探(tan)索,努力優化鎳(nie)基超(chao)(chao)導(dao)材料的性能(neng),提(ti)高超(chao)(chao)導(dao)溫度,降(jiang)低成本(ben)。相信在(zai)不久的將來(lai),鎳(nie)基超(chao)(chao)導(dao)材料將在(zai)更多(duo)領域(yu)得到應用,為我們(men)的生活(huo)帶來(lai)更多(duo)的便利和驚喜。
我(wo)(wo)國在鎳基超(chao)導領域的突(tu)破,讓我(wo)(wo)們看到了(le)未來科技發(fa)展(zhan)的無限可能(neng)。隨(sui)著研究的不斷(duan)深入,鎳基材料(liao)有望成為推動新(xin)一輪科技革命的核心力量。讓我(wo)(wo)們一起期(qi)待,在中國科學家的努(nu)力下,超(chao)導技術(shu)能(neng)夠更快地走進我(wo)(wo)們的生活,為人類(lei)創造更加美(mei)好的未來。
新品解(jie)析二(er):
掩(yan)膜版(ban)用精密箔材(cai)
掩膜版(mask)簡稱掩模(mo),是光(guang)(guang)刻(ke)工藝不(bu)可缺少的部(bu)件。掩模(mo)上承載有設計(ji)圖形(xing)(xing),光(guang)(guang)線透(tou)過它(ta),把設計(ji)圖形(xing)(xing)透(tou)射在光(guang)(guang)刻(ke)膠上。掩模(mo)的性能直接決定(ding)了光(guang)(guang)刻(ke)工藝的質量(liang)。
掩(yan)(yan)膜(mo)版(ban)又稱光(guang)罩(zhao)、光(guang)掩(yan)(yan)膜(mo),是光(guang)刻(ke)工藝(yi)中(zhong)的關(guan)鍵(jian)耗材,從應(ying)用角度看,主要分為半導體(ti)掩(yan)(yan)膜(mo)版(ban)和平(ping)板(ban)顯示掩(yan)(yan)膜(mo)版(ban)。隨(sui)著全球顯示產業進一(yi)步向中(zhong)國轉移,以及在高(gao)世代、高(gao)精度市(shi)場需求的帶動下(xia),2025年中國平板顯(xian)示掩膜版市場規(gui)模全球占比有望超過(guo)60%。盡管我國掩模版行(xing)業發展速度很快,但還(huan)是存在產業鏈斷(duan)層的情況,關鍵原(yuan)材料和設備仍(reng)被掣肘(zhou)。
掩膜版(ban)被(bei)形象地(di)比喻(yu)成“相機底片”。這片薄薄的材料可以根據要求刻畫出不同的鏤空圖案,在面板生產時,通過光照在襯底上留下它的“分身”,就像“拍照”一樣。作為母版的掩膜版是決定面板精細化程度的關鍵。掩模版是高度標準化的產品,目前我國掩模版標準化工作還處于起步階段。由于半導體掩模版具有較高的進入門檻,國內半導體掩模版主要生產商僅包括中芯國際光罩廠、迪思微、中微掩模、龍圖光罩、清溢光電、路維光電、中國臺灣光罩等。隨著新型顯示技術的快速發展,掩膜版的需求也隨之增加。2022年中國(guo)平板(ban)顯示(shi)掩膜版市場(chang)規模全(quan)球(qiu)占比達到58%,預計(ji)2025年將超(chao)過(guo)60%。我國巨大的(de)市場需求為國內(nei)掩(yan)膜版廠商(shang)提供了肥沃(wo)的(de)成長土(tu)壤。隨著我國產業(ye)的(de)發展壯大,為掩(yan)模版標準(zhun)填補空白創造(zao)了條件。
FMM是一種超(chao)薄(bo)鐵鎳合金制成的精(jing)細金屬掩膜(mo)版,材料(liao)具有高(gao)純(chun)度(du)、高(gao)精(jing)度(du)、高(gao)平整度(du)、高(gao)表面的顯(xian)著特(te)性。密布千萬(wan)顆微(wei)米級(ji)小孔,其主要作用(yong)為定(ding)義顯(xian)示屏(ping)幕(mu)像素密度(du)和大小,通(tong)過精(jing)準定(ding)位(wei)遮(zhe)擋區域,可(ke)實(shi)現(xian)將(jiang)不同RGB材料蒸鍍至基板上,是(shi)OLED顯(xian)示屏幕生產過程中的關鍵模具,被(bei)稱為OLED顯示行業的(de)光刻(ke)機。
FMM使用環境特(te)殊(shu)(高溫(wen)),厚(hou)度要求(qiu)苛刻(<30μm),孔形(xing)尺寸及位置的精度要(yao)求高,不允許(xu)出現折傷(shang)、凸(tu)起、凹陷等外觀不良,產品技術門檻高。
在產業上游,包括蒸鍍(du)設備、清洗設備等關鍵裝(zhuang)備國產化率不到16%;4J36箔材(cai)、光(guang)學輔助(zhu)材(cai)料等當前(qian)被日本壟斷,是產業鏈中關(guan)鍵“卡脖子”環節。FMM對OLED顯示品質至關重要,是(shi)阻礙產(chan)業的(de)發(fa)展的(de)瓶頸。
在產業中(zhong)游,DNP對FMM產品(pin)實現壟斷占比95%以上,國內起步晚,基本完成產線建設(she),但4J36箔(bo)材缺乏。在產(chan)業下游(you),OLED全球投資(zi)集中(zhong)于韓國(guo)和(he)中(zhong)國(guo),其(qi)中(zhong)國(guo)內約占55%以上,規模(mo)接近6000億(yi)元。由于FMM基本被壟(long)斷,日本18-20um厚度高端FMM僅向三星/LG供(gong)給,導(dao)致國(guo)內(nei)顯示屏技(ji)術與三星有代差。
2022年(nian)工信部工業強基項目“高精(jing)度金屬掩膜版(FMM)及超薄因瓦合(he)金箔(bo)材、清洗(xi)設備開發(fa)及產(chan)業(ye)化(hua)項目”獲(huo)批立項,太(tai)鋼負責箔(bo)材的開發(fa)。太(tai)鋼成功突破鋼質超純凈(jing)控制(zhi)技(ji)術(shu)(shu)、箔(bo)材超平控制(zhi)技(ji)術(shu)(shu)、箔(bo)材生產(chan)過程潔凈(jing)化(hua)技(ji)術(shu)(shu)。因瓦合(he)金箔(bo)材量產(chan)為國(guo)產(chan)掩模(mo)版提供了材料保障,為行業(ye)安全健(jian)康發(fa)展提供了支持。
2020年5月12日,習近平總書記到中國寶武太(tai)鋼(gang)集團(tuan)不(bu)銹鋼(gang)精密帶鋼(gang)有(you)限(xian)公(gong)司考察調研(yan),發表重要講(jiang)話,作出重要指示。5年來,太鋼牢記總書記殷(yin)切囑托,深化改革(ge)創新(xin),不斷勇攀高峰,高質(zhi)量發展邁出(chu)新(xin)步伐,取得新(xin)成果。2021年以來,太(tai)鋼(gang)累計實現國際國內首發(fa)產(chan)品(pin)47項,其中不銹鋼產品(pin)29項,為(wei)攻(gong)克“卡脖子”產(chan)品和(he)關鍵核心技術,支撐高端(duan)(duan)(duan)制造業(ye)發(fa)展做出了重要貢獻。未來,太(tai)鋼(gang)精(jing)帶仍將(jiang)牢記總(zong)書記囑托,遵(zun)循(xun)中國寶(bao)武(wu)和(he)太(tai)鋼(gang)集(ji)團科技創(chuang)新(xin)發(fa)展戰略,以(yi)科技創(chuang)新(xin)引領產(chan)品和(he)技術研發(fa)攻(gong)關,再接再厲、勇攀高峰,做強做優做大“手撕鋼(gang)”品牌,為(wei)各(ge)行業(ye)提供高端(duan)(duan)(duan)精(jing)密(mi)箔材材料解決方案,為(wei)建設一(yi)流(liu)的(de)高端(duan)(duan)(duan)特種合金精(jing)密(mi)箔材科研生產(chan)基地不懈努力。
?公司形象片