
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)(shang)午,隨著太鋼(gang)(gang)集團總(zong)經(jing)理、黨委副書記李華一聲令下,太鋼(gang)(gang)“手撕鋼(gang)(gang)”產(chan)品(pin)超導材(cai)料和掩(yan)膜版兩類產(chan)品(pin)正式首發(fa),標志著太鋼(gang)(gang)突破“卡(ka)脖子”難題,推(tui)動“手撕鋼(gang)(gang)”及(ji)精(jing)密(mi)帶鋼(gang)(gang)研發(fa)生(sheng)產(chan)水平邁上(shang)(shang)新臺階。
太鋼集團(tuan)作為國內(nei)不(bu)銹(xiu)鋼的(de)領(ling)軍企業(ye),多(duo)年來深耕不(bu)銹(xiu)鋼精密帶材的(de)產品和技(ji)術(shu)研發(fa),2018年成功生產出第一批厚度(du)0.02毫米、寬度600毫(hao)米(mi)的寬幅“手撕鋼”,成為全球唯一可批(pi)量生(sheng)產寬幅超薄不銹鋼精密箔材的企業。2020年,太鋼又(you)成功研發出0.015毫米超(chao)薄“手撕(si)鋼(gang)(gang)”,創造了(le)新的(de)世界紀錄。如今,太鋼(gang)(gang)精密帶(dai)鋼(gang)(gang)新品還在不斷推向(xiang)市場,有(you)力支撐高端和新興領(ling)域的(de)轉型升級。
新品解析(xi)一(yi):
高溫超導基材(cai)用精密箔材(cai)
高溫在(zai)科(ke)技(ji)飛速發(fa)展(zhan)的(de)(de)今天,超(chao)(chao)(chao)導(dao)(dao)(dao)技(ji)術(shu)(shu)(shu)一直(zhi)是全(quan)球科(ke)研人員(yuan)關注的(de)(de)焦點。超(chao)(chao)(chao)導(dao)(dao)(dao),顧名思義,就是一種特(te)(te)(te)殊的(de)(de)導(dao)(dao)(dao)電(dian)現(xian)象,當(dang)某(mou)些(xie)材料在(zai)特(te)(te)(te)定溫度下(xia)(xia),電(dian)阻突(tu)然(ran)降為零,電(dian)流可以(yi)無損耗地流動(dong)。這種神奇的(de)(de)特(te)(te)(te)性,讓超(chao)(chao)(chao)導(dao)(dao)(dao)技(ji)術(shu)(shu)(shu)在(zai)能源傳輸、磁(ci)懸(xuan)浮交通、醫療成像(xiang)等(deng)領域有著巨大的(de)(de)應(ying)用潛(qian)力。最近,我國在(zai)超(chao)(chao)(chao)導(dao)(dao)(dao)領域又(you)取得了重(zhong)大突(tu)破,鎳基材料在(zai)常壓下(xia)(xia)實(shi)現(xian)超(chao)(chao)(chao)導(dao)(dao)(dao),這不僅為高溫超(chao)(chao)(chao)導(dao)(dao)(dao)機理的(de)(de)研究(jiu)提供了全(quan)新方向,也(ye)為超(chao)(chao)(chao)導(dao)(dao)(dao)技(ji)術(shu)(shu)(shu)的(de)(de)實(shi)用化鋪平(ping)了道路(lu)。超(chao)(chao)(chao)導(dao)(dao)(dao)材料又(you)稱(cheng)為超(chao)(chao)(chao)導(dao)(dao)(dao)體(ti)(ti),指在(zai)某(mou)一溫度以(yi)下(xia)(xia),兼(jian)具絕對零電(dian)阻和完(wan)(wan)全(quan)抗(kang)磁(ci)性兩個獨立特(te)(te)(te)性的(de)(de)超(chao)(chao)(chao)級導(dao)(dao)(dao)體(ti)(ti)。超(chao)(chao)(chao)導(dao)(dao)(dao)體(ti)(ti)的(de)(de)電(dian)阻為絕對的(de)(de)零,即(ji)電(dian)阻完(wan)(wan)全(quan)消失。超(chao)(chao)(chao)導(dao)(dao)(dao)體(ti)(ti)完(wan)(wan)全(quan)進入(ru)超(chao)(chao)(chao)導(dao)(dao)(dao)狀(zhuang)態之后,會將外磁(ci)場完(wan)(wan)全(quan)排出體(ti)(ti)外,即(ji)相當(dang)抗(kang)磁(ci)體(ti)(ti)積達到(dao)最大為100%,抗磁磁化率(lv)為-1。超導體因其(qi)特殊的(de)物理(li)性(xing)質,在能(neng)源電(dian)(dian)(dian)力、醫療(liao)健(jian)康、交(jiao)通運輸、基礎科(ke)研、精密(mi)測量和量子(zi)計算(suan)等多(duo)方面都有(you)重要的(de)用途,主要應用于電(dian)(dian)(dian)子(zi)通信、交(jiao)通運輸、電(dian)(dian)(dian)力、能(neng)源、高能(neng)物理(li)、醫療(liao)設(she)備等領域。
超導技(ji)術(shu)的(de)發展,不僅(jin)僅(jin)是科(ke)學家們的(de)研(yan)究(jiu)成(cheng)果,更(geng)是人類科(ke)技(ji)進步(bu)的(de)重要標(biao)志。這(zhe)些年來(lai),超導基材市場(chang)整體呈現快速發展態勢。我國在超導領域的(de)研(yan)究(jiu)起步(bu)相對較晚,國內明(ming)顯短缺(que)基礎材料,嚴重影響(xiang)行業(ye)發展。
哈氏合金(jin)C276是鎳-鉬-鉻-鐵-鎢系鎳基(ji)合金(jin),由于(yu)其具(ju)有高(gao)強度(du)(du)、高(gao)耐蝕等特性,成(cheng)為第二(er)代高(gao)溫超(chao)導(dao)基(ji)材首選。該(gai)材料屬(shu)于(yu)多(duo)層氧化(hua)物的載體,提供支撐和力學(xue)性能,要求(qiu)高(gao)度(du)(du)表面平整(zheng),后續經過電化(hua)學(xue)拋光工藝可達納米級;高(gao)溫力學(xue)性能要求(qiu)熱膨脹(zhang)系數與氧化(hua)物匹配(低溫絕(jue)對零度(du)(du)和高(gao)溫900攝(she)氏度(du));無(wu)磁(ci)性體(ti)現在薄基帶,減小(xiao)體(ti)積和重量占(zhan)比。
2023年,工信部(bu)工業強基項目“2023年度xxx超(chao)導長帶材料項(xiang)目”獲(huo)批立項(xiang),太鋼(gang)負(fu)責(ze)超(chao)導基材用箔材的開(kai)(kai)發(fa)(fa)。研發(fa)(fa)團隊設計(ji)開(kai)(kai)發(fa)(fa)了多軋(ya)程+精準熱處理超(chao)薄特殊合金生產(chan)工藝流(liu)程,設計(ji)開(kai)(kai)發(fa)(fa)了小(xiao)輥(gun)徑+多道(dao)次小(xiao)變形+大張(zhang)力的軋(ya)制工藝,根據材料特性設計(ji)開(kai)(kai)發(fa)(fa)了專用軋(ya)輥(gun),以及全流(liu)程多維度(du)張(zhang)力控制工藝,確(que)保生產(chan)順行和大卷(juan)重(zhong)長米數。目前,國內市場占(zhan)用率達到(dao)80%,2016年開(kai)始進軍國際市(shi)場(chang)。C276哈氏合金(jin)精密箔材(cai)量產,為(wei)國(guo)產高溫超導基材(cai)提供了材(cai)料保(bao)障,助力行業快速發展。
如今(jin),太鋼(gang)在(zai)超(chao)導(dao)領(ling)域已(yi)經取得了顯著的(de)進(jin)展,但(dan)科(ke)研(yan)人員(yuan)們并(bing)沒有(you)停下腳步。他們仍在(zai)不(bu)斷探索,努力優化鎳基(ji)超(chao)導(dao)材料的(de)性(xing)能,提高超(chao)導(dao)溫度,降(jiang)低成本。相信在(zai)不(bu)久的(de)將(jiang)來,鎳基(ji)超(chao)導(dao)材料將(jiang)在(zai)更(geng)多領(ling)域得到應用,為我們的(de)生活帶來更(geng)多的(de)便利和驚喜(xi)。
我(wo)(wo)國(guo)在鎳基超導(dao)領域(yu)的(de)突(tu)破,讓(rang)我(wo)(wo)們(men)看到了未來(lai)科技發展的(de)無(wu)限(xian)可能。隨著(zhu)研究的(de)不(bu)斷深(shen)入,鎳基材料有望成為(wei)推動新(xin)一輪科技革命的(de)核心力量(liang)。讓(rang)我(wo)(wo)們(men)一起(qi)期待,在中(zhong)國(guo)科學家(jia)的(de)努力下,超導(dao)技術能夠更(geng)快地走進我(wo)(wo)們(men)的(de)生活,為(wei)人類(lei)創(chuang)造更(geng)加美(mei)好的(de)未來(lai)。
新(xin)品解析二(er):
掩膜版用(yong)精密箔材
掩膜版(mask)簡稱掩(yan)模(mo)(mo),是光(guang)刻(ke)工(gong)藝(yi)不(bu)可缺少的部件。掩(yan)模(mo)(mo)上承載有(you)設計(ji)圖形,光(guang)線透(tou)過(guo)它,把設計(ji)圖形透(tou)射在光(guang)刻(ke)膠上。掩(yan)模(mo)(mo)的性能直接決定(ding)了(le)光(guang)刻(ke)工(gong)藝(yi)的質(zhi)量。
掩膜(mo)(mo)版又稱(cheng)光(guang)罩、光(guang)掩膜(mo)(mo),是(shi)光(guang)刻工藝中的關鍵耗材(cai),從應用角度(du)看,主要分(fen)為半導體(ti)掩膜(mo)(mo)版和平板顯示掩膜(mo)(mo)版。隨(sui)著全球顯示產業進(jin)一步向(xiang)中國轉移,以及在高(gao)世(shi)代、高(gao)精度(du)市場(chang)需求的帶動(dong)下,2025年中國平板(ban)顯示(shi)掩膜版市場規模全球(qiu)占比有(you)望(wang)超過60%。盡管我(wo)國掩(yan)模版行業發展速度很(hen)快,但還是存在產業鏈(lian)斷層的情況(kuang),關鍵原材(cai)料和設備仍被掣肘。
掩膜版(ban)被形象地比喻成“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(nian)中國(guo)平板顯示掩膜版市場規模全球(qiu)占比達到(dao)58%,預計2025年(nian)將超過(guo)60%。我國巨大(da)的市場需(xu)求為(wei)國內掩膜版(ban)廠商(shang)提供了肥(fei)沃(wo)的成長土壤。隨著我國產業的發展壯(zhuang)大(da),為(wei)掩模版(ban)標(biao)準填補(bu)空白創造了條(tiao)件。
FMM是(shi)一(yi)種超(chao)薄鐵鎳合金(jin)制(zhi)成的(de)精(jing)細金(jin)屬掩膜版,材料具(ju)有高(gao)(gao)純(chun)度、高(gao)(gao)精(jing)度、高(gao)(gao)平整度、高(gao)(gao)表面(mian)的(de)顯著特性。密(mi)布千萬顆微米級小孔,其主要作用為定(ding)義顯示屏(ping)幕像素密(mi)度和大小,通過(guo)精(jing)準定(ding)位遮擋(dang)區域,可實現將不同RGB材料(liao)蒸鍍至基板(ban)上,是OLED顯示屏幕生產過程中的關鍵模具,被稱為OLED顯示行(xing)業的光刻機。
FMM使用(yong)環境特(te)殊(高溫),厚度要求苛刻(<30μm),孔形尺(chi)寸及位置的(de)精度要(yao)求高,不(bu)允(yun)許(xu)出現折傷、凸起(qi)、凹(ao)陷等(deng)外觀不(bu)良,產(chan)品(pin)技術(shu)門(men)檻高。
在產業上游(you),包括蒸鍍(du)設備、清洗設備等關鍵裝備國(guo)產化(hua)率(lv)不(bu)到16%;4J36箔材、光學輔助材料等當前被(bei)日本壟斷,是產業鏈中(zhong)關鍵“卡脖(bo)子”環節(jie)。FMM對OLED顯示品(pin)質(zhi)至關重要,是阻礙產業的發展的瓶(ping)頸。
在產(chan)業中游,DNP對FMM產品實現壟(long)斷占比95%以上,國內起(qi)步晚,基本完成產線建設(she),但4J36箔材缺乏。在產業下游,OLED全球投資(zi)集中(zhong)于(yu)韓國和(he)中(zhong)國,其中(zhong)國內約占55%以上,規(gui)模接近6000億元。由于FMM基本被壟斷,日本18-20um厚(hou)度高端FMM僅向三星/LG供給,導(dao)致(zhi)國內顯示屏技(ji)術(shu)與三星有代差。
2022年工信部工業強基(ji)項目“高精度金屬(shu)掩(yan)膜版(FMM)及超薄因瓦合金箔(bo)(bo)材、清洗設備開發(fa)及產業化項目”獲(huo)批(pi)立項,太鋼負(fu)責箔(bo)(bo)材的開發(fa)。太鋼成(cheng)功突(tu)破鋼質超純凈(jing)控(kong)(kong)制技術(shu)、箔(bo)(bo)材超平控(kong)(kong)制技術(shu)、箔(bo)(bo)材生產過程潔凈(jing)化技術(shu)。因瓦合金箔(bo)(bo)材量產為國產掩模版(ban)提(ti)供了(le)材料保障,為行業安全(quan)健(jian)康發(fa)展(zhan)提(ti)供了(le)支持(chi)。
2020年5月12日,習近平(ping)總書記到(dao)中國寶武太鋼集團不銹(xiu)鋼精密帶鋼有限公司(si)考察調(diao)研,發表重(zhong)要(yao)講話,作出重(zhong)要(yao)指(zhi)示。5年來,太鋼牢(lao)記總(zong)書記殷切囑托,深化改革創新,不斷(duan)勇攀高(gao)峰,高(gao)質量發展(zhan)邁出新步伐,取得新成果。2021年(nian)以來(lai),太(tai)鋼累計實現國(guo)際國(guo)內首發產品47項,其中不銹鋼(gang)產品(pin)29項,為攻(gong)克“卡(ka)脖(bo)子”產(chan)品和(he)(he)關鍵核(he)心技術,支(zhi)撐高(gao)端制造業發(fa)展做出了重(zhong)要貢獻。未來,太鋼(gang)精帶仍(reng)將牢記(ji)總(zong)書記(ji)囑(zhu)托,遵(zun)循中國寶武和(he)(he)太鋼(gang)集(ji)團科(ke)技創(chuang)新發(fa)展戰略(lve),以科(ke)技創(chuang)新引(yin)領產(chan)品和(he)(he)技術研(yan)發(fa)攻(gong)關,再(zai)接再(zai)厲、勇(yong)攀(pan)高(gao)峰,做強做優做大“手撕鋼(gang)”品牌(pai),為各行(xing)業提供高(gao)端精密箔材(cai)材(cai)料解決方(fang)案,為建(jian)設一流的(de)高(gao)端特(te)種合金精密箔材(cai)科(ke)研(yan)生產(chan)基地不懈(xie)努(nu)力。