用空氣中的氮元素完全取代貴重的稀有金屬鎳，從而進(jìn)行合金化！這種被世界材料科學(xué)界公認(rèn)為前沿領(lǐng)域材料的高氮合金研發(fā)項(xiàng)目，正在長(zhǎng)吉產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展示范區(qū)落位建設(shè)。吉林常春高氮合金研發(fā)中心項(xiàng)目持續(xù)發(fā)力，項(xiàng)目?jī)?yōu)勢(shì)明顯，在常壓下即可生產(chǎn)氮含量高達(dá)0.9%的高氮合金，產(chǎn)品性能與增壓冶金高氮合金材料相同。項(xiàng)目建成后，在成果轉(zhuǎn)化基礎(chǔ)上，將打造一個(gè)年產(chǎn)10萬(wàn)噸高氮合金產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)鏈集群，以12萬(wàn)元人民幣/噸的價(jià)格代替進(jìn)口材料，可形成120億產(chǎn)業(yè)規(guī)模，利稅近15億元人民幣。

    常壓下即可生產(chǎn)      技術(shù)填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白獲國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利

    很長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)，鎳和不銹鋼曾是不可分離的共同體，鎳在不銹鋼中的主要作用，在于它改變了鋼的晶體結(jié)構(gòu)，從而改善諸如可塑性、可焊接性和韌性等不銹鋼的屬性。

    “作為一種貴金屬，國(guó)際金融市場(chǎng)鎳最高曾炒到了36萬(wàn)元每噸，奧氏體不銹鋼里面要加10%至12%的鎳，這就意味著，加10%的鎳就要3.6萬(wàn)元。”吉林常春高氮合金研發(fā)中心有限公司首席執(zhí)行官季長(zhǎng)濤說(shuō)，我國(guó)是不銹鋼消費(fèi)的大國(guó)，嚴(yán)重依賴(lài)鎳資源，可探明鎳儲(chǔ)量670多萬(wàn)噸，比較貧乏。從環(huán)境保護(hù)方面而言，鎳的生產(chǎn)工藝流程很長(zhǎng)，焙燒的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生二氧化硫，電解又會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境危害。

    基于以上種種，學(xué)者們對(duì)于鎳的取代物研究一直孜孜不倦，人們找到了空氣中的氮，氮是一種環(huán)境友好型材料，也是合金化材料中代替鎳最好的。找到了替代物，人們又轉(zhuǎn)而研究如何將氮加入到鋼中？“上個(gè)世紀(jì)80年代，增壓冶金法通過(guò)加壓將氮注入到鋼里，這是一個(gè)突破，在很多領(lǐng)域應(yīng)用。”季長(zhǎng)濤介紹。

    但加壓冶煉工藝在不同程度上，都存在設(shè)備復(fù)雜、工藝控制困難和生產(chǎn)成本高等問(wèn)題，目前只有美國(guó)等少數(shù)幾個(gè)國(guó)家采用高壓冶金技術(shù)生產(chǎn)氮含量超過(guò)0.80%的高氮合金，由于生產(chǎn)成本高，售價(jià)居高不下。季長(zhǎng)濤表示：“由于受到工藝裝備的限制，國(guó)內(nèi)高氮合金材料的研究及應(yīng)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于國(guó)外研究發(fā)展水平，尚無(wú)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高氮合金材料及產(chǎn)品。”
 

    而落戶(hù)于長(zhǎng)吉產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展示范區(qū)的“吉林常春高氮合金研發(fā)中心項(xiàng)目”，則顯示了其優(yōu)越性，首席發(fā)明人季長(zhǎng)濤解釋?zhuān)?xiàng)目采用的技術(shù)方法突破了高壓冶金的技術(shù)瓶頸，“在空氣狀態(tài)下即常壓狀態(tài)下，無(wú)需高壓即可生產(chǎn)氮含量高達(dá)0.9%的高氮合金，產(chǎn)品性能與增壓冶金高氮合金材料相同。”

    他進(jìn)一步表示，這項(xiàng)技術(shù)也大幅度地降低了生產(chǎn)成本，排除了安全隱患，可大規(guī)模實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。相比增壓冶金，可以直接生產(chǎn)各種高氮合金鑄件，由此極大地拓寬了高氮合金的應(yīng)用領(lǐng)域，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，并獲得了國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利，在設(shè)備、安全性、規(guī)模生產(chǎn)上占據(jù)了相當(dāng)優(yōu)勢(shì)！

    年底一期建設(shè)完成    節(jié)省資源和能源的環(huán)境友好材料

    從季長(zhǎng)濤的介紹中記者了解到，高氮合金材料屬世界材料科學(xué)前沿領(lǐng)域，世界上各發(fā)達(dá)國(guó)家近幾年加大力度競(jìng)相研發(fā)。由于氮元素資源豐富、廉價(jià)、生產(chǎn)工藝環(huán)保、節(jié)省資源和能源，高氮合金被譽(yù)為環(huán)境友好材料、被世界材料科學(xué)界公認(rèn)為前沿領(lǐng)域材料。

    氮元素完全取代鎳進(jìn)行合金化，一方面可以節(jié)省鎳資源，另一方面可以從根本上減少鎳合金在生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)環(huán)境造成的嚴(yán)重危害。因此，“吉林常春高氮合金研發(fā)中心項(xiàng)目”具有節(jié)省資源、降低能耗、減少排放、生產(chǎn)環(huán)保的特征。其研發(fā)方向和技術(shù)符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)化政策。

    吉林省科技廳組織的專(zhuān)家組認(rèn)為：“該項(xiàng)目”屬于“國(guó)際首創(chuàng)技術(shù)，產(chǎn)品達(dá)到或部分超過(guò)國(guó)際頂尖產(chǎn)品（美國(guó)Carpenter、德國(guó)Krupp公司）的水平”。同時(shí)，項(xiàng)目材料的研發(fā)已獲得國(guó)家自然科學(xué)基金的支持。

    落戶(hù)于長(zhǎng)吉產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展示范區(qū)的“吉林常春高氮合金研發(fā)中心項(xiàng)目”崢嶸已現(xiàn)，項(xiàng)目總投資12億元，分為兩期建設(shè)：一期為研發(fā)中心，總投資2億元，整體規(guī)劃占地5萬(wàn)平方米，總建筑面積2.75萬(wàn)平方米（建有2萬(wàn)平方米廠(chǎng)房、5300平方米科研辦公樓等設(shè)施）；二期為產(chǎn)業(yè)孵化基地，投資10億元，占地15萬(wàn)平方米。今年年底，一期建設(shè)完成。

    季長(zhǎng)濤深有感觸的表示：“每一次重大技術(shù)的進(jìn)步都和材料息息相關(guān)，在強(qiáng)調(diào)升級(jí)換代、創(chuàng)新進(jìn)步的時(shí)代，我們有責(zé)任也有義務(wù)在自己的領(lǐng)域內(nèi)努力前行。”他表示，在長(zhǎng)春高新區(qū)北區(qū)落戶(hù)的高氮鋼研發(fā)中心，硬性投資是1.5億，“我想在這兒，做一個(gè)真正意義上的企業(yè)研發(fā)機(jī)構(gòu)，研究高氮合金材料的生產(chǎn)、 產(chǎn)品化、應(yīng)用領(lǐng)域、材料標(biāo)準(zhǔn)制定等，我們也可以自己生產(chǎn)，有兩萬(wàn)噸的年生產(chǎn)能力，也有20個(gè)億。”

    拓寬應(yīng)用范圍    為產(chǎn)品升級(jí)換代提升創(chuàng)新能力

    據(jù)季長(zhǎng)濤介紹，“吉林常春高氮合金研發(fā)中心項(xiàng)目”研發(fā)的高氮合金材料，不局限節(jié)鎳帶來(lái)的好處，更重要的是材料綜合性能指標(biāo)的提高，拓寬了耐蝕合金材料的應(yīng)用范圍，在許多重要的領(lǐng)域?yàn)楫a(chǎn)品升級(jí)換代，制造業(yè)創(chuàng)新能力的提升，起支撐性作用，應(yīng)用領(lǐng)域廣闊。

    季長(zhǎng)濤說(shuō)，氮合金化后顯著提高材料的強(qiáng)度、韌性、無(wú)磁性、抗蝕性，相對(duì)于傳統(tǒng)不銹鋼在海水中耐蝕能力較弱的情況，高氮鋼突顯了超強(qiáng)的抗海洋環(huán)境腐蝕性能，氮元素具有強(qiáng)烈穩(wěn)定奧氏體的作用，即使是大變形情況下依然具有無(wú)磁性。
 

    “高氮合金材料可以應(yīng)用于海洋工程設(shè)備設(shè)施中重要的部件，包括平臺(tái)結(jié)構(gòu)件、耐海水腐蝕高強(qiáng)度鋼絲繩、海底油氣管線(xiàn)、海水淡化裝置、跨海大橋構(gòu)件、高強(qiáng)度耐蝕緊固件、閥體、泵體等。”季長(zhǎng)濤說(shuō)，而該類(lèi)零部件目前常用材料為鈦合金和鎳基合金，單價(jià)為15.0-35.0萬(wàn)元/噸，全球的年需求量為280.0-300.0萬(wàn)噸，應(yīng)用這個(gè)項(xiàng)目的材料后，預(yù)期售價(jià)為15.0萬(wàn)元/噸，以年產(chǎn)30萬(wàn)噸計(jì)，預(yù)計(jì)年產(chǎn)值450億元。

    除此之外，高氮合金材料還可以應(yīng)用在艦船推進(jìn)器用螺旋槳、明輪等；石化設(shè)備零部件；汽車(chē)渦輪增壓器殼體、渦輪、排氣歧管等方面。“也可以用在骨科用內(nèi)植入材料，包括膝關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)、骨釘、骨板等。”季長(zhǎng)濤說(shuō)，在醫(yī)療領(lǐng)域，植入器械的表面是與人體直接接觸的，高氮合金材料具有優(yōu)異的生物相容性，強(qiáng)度也非常高，適合于人體膝關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)等受力部位。

    未來(lái)5-10年    打造出產(chǎn)值超千億的產(chǎn)業(yè)集群

    “這個(gè)項(xiàng)目需要落地的溫土，長(zhǎng)吉產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展示范區(qū)（長(zhǎng)春高新區(qū)）都具備，兩者契合得非常好。長(zhǎng)吉產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展示范區(qū)（長(zhǎng)春高新區(qū)）區(qū)位重要，擁有各類(lèi)技術(shù)人才，具有優(yōu)異的創(chuàng)新能力，已吸引了大批項(xiàng)目成功落位，未來(lái)發(fā)展前景遠(yuǎn)大。”季長(zhǎng)濤表示。

    長(zhǎng)春高新區(qū)科技局副局長(zhǎng)鄭俊峰談及這個(gè)項(xiàng)目時(shí)也表示，吉林常春高氮合金研發(fā)中心項(xiàng)目屬于新材料領(lǐng)域，技術(shù)先進(jìn)。長(zhǎng)吉產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展示范區(qū)（長(zhǎng)春高新區(qū)）目前重點(diǎn)發(fā)展的領(lǐng)域之一，就是新材料領(lǐng)域、新能源領(lǐng)域，這個(gè)項(xiàng)目的落位，無(wú)疑會(huì)帶來(lái)新的力量，而長(zhǎng)春高新區(qū)本身?yè)碛械目萍技夹g(shù)、區(qū)位等優(yōu)勢(shì)，也會(huì)給項(xiàng)目的成長(zhǎng)提供沃土。

    據(jù)悉，“吉林常春高氮合金研發(fā)中心項(xiàng)目”充分利用高氮合金這一先進(jìn)材料的卓越性能，強(qiáng)化我國(guó)材料工業(yè)基礎(chǔ)，提升參與國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。不但填補(bǔ)在此材料領(lǐng)域國(guó)內(nèi)空白，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，還可快速構(gòu)建一個(gè)新型的、符合對(duì)國(guó)家經(jīng)濟(jì)、國(guó)防起到關(guān)鍵支撐作用的綠色、環(huán)保、高性?xún)r(jià)比、資源節(jié)約型高品質(zhì)特殊性能合金產(chǎn)業(yè)。

    本項(xiàng)目建成后，在成果轉(zhuǎn)化基礎(chǔ)上，將打造一個(gè)年產(chǎn)10萬(wàn)噸高氮合金產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)鏈集群，以12萬(wàn)元人民幣/噸的價(jià)格代替進(jìn)口材料（高氮合金材料進(jìn)口價(jià)格平均16萬(wàn)元人民幣/噸），可形成120億產(chǎn)業(yè)規(guī)模，利稅近15億元人民幣。

    未來(lái)5-10年，依托高氮合金研發(fā)中心為技術(shù)平臺(tái)，研制不同應(yīng)用的高氮合金系列產(chǎn)品并進(jìn)行產(chǎn)業(yè)孵化，帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈周邊創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)型企業(yè)發(fā)展，最終在長(zhǎng)吉產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展示范區(qū)形成相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈集群，吸引相關(guān)領(lǐng)域知名廠(chǎng)商投資并合作建廠(chǎng)，將打造出產(chǎn)值超千億的國(guó)內(nèi)獨(dú)具特色的高氮合金系列產(chǎn)業(yè)集群，在長(zhǎng)吉地區(qū)乃至吉林省范圍內(nèi)形成新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，對(duì)吉林省經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與發(fā)展發(fā)揮重要作用。

責(zé)任編輯：李玲珊

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