眼前的白色設備2.4米長、1.6米寬、2米高,一個(ge) “大塊頭”,卻做得了“繡花功”——這是全國首台四維X射線顯微鏡,由位於(yu) 江蘇省蘇州市的長三角先進材料研究院研發製造,能在微米尺度下將材料內(nei) 部孔洞、裂紋等缺陷看得清清楚楚,還能模擬超高溫、低溫、腐蝕等複雜工況,在實際應用場景中全麵評價(jia) 材料性能。
這台顯微鏡有多重要?
“隨著我國製造業(ye) 發展,越來越多的材料,都需要有極端使用條件下的‘健康證明’,才能‘上崗’工作。而為(wei) 材料做‘體(ti) 檢’,隻有專(zhuan) 業(ye) 設備才能做到。”長三角先進材料研究院係統工程師楊尚京介紹,在極端環境下為(wei) 材料做檢測,技術挑戰極大,即使是進口設備也無法完全滿足需求。
2020年11月,長三角先進材料研究院組建項目團隊,致力於(yu) 設計X射線顯微鏡。團隊一方麵從(cong) 江蘇、浙江、安徽等地采購探測器、防護棚屋等部件,培育高端分析表征儀(yi) 器產(chan) 業(ye) 鏈;另一方麵鏈接長三角創新資源,與(yu) 上海光源、上海交通大學、南京工業(ye) 大學等搭建創新鏈,進行協同攻關(guan) 。
零部件采購回來後的整機集成,特別是精度提升,是最難的一環。X射線是不可見光,要實現精準成像,相當於(yu) 要在黑暗中命中“靶心”。判斷是否命中,就要看X射線是否穿過標樣打到探測器上。而標樣的理想直徑僅(jin) 為(wei) 1微米,不及一根頭發絲(si) 的1/60。
“上海團隊有成像技術經驗,我們(men) 發揮設計與(yu) 材料研發優(you) 勢,創新工藝製作標定材料,又經過3個(ge) 月的反複嚐試,逐步將精度提高到目標值。”楊尚京介紹,團隊2021年8月製造出首台四維X射線顯微鏡原理樣機,2022年12月售出首台,目前公司年銷售額超2000萬(wan) 元。
作為(wei) 一頭連接科技、一頭連接產(chan) 業(ye) 的新型研發機構,長三角先進材料研究院正是加強科技創新和產(chan) 業(ye) 創新深度融合的生動縮影。
“長三角是全國材料領域的聚集地,不僅(jin) 特鋼、碳纖維等供應端場景豐(feng) 富,而且船舶、汽車等應用端體(ti) 量龐大。在江蘇,新材料集群是全省重點培育的16個(ge) 先進製造業(ye) 集群之一,2023年實現營收1.6萬(wan) 億(yi) 元。”江蘇省工業(ye) 和信息化廳副廳長黃萍介紹。
隨著長三角一體(ti) 化發展戰略深入實施,長三角先進材料研究院不斷鏈接創新鏈、賦能產(chan) 業(ye) 鏈:不僅(jin) 攻關(guan) 重大裝備,支撐科學技術發展;也麵向企業(ye) 發展實際,由企業(ye) 出資、研究院出人才出技術,共建聯合實驗室,並對接產(chan) 業(ye) 鏈上下遊企業(ye) 與(yu) 高校院所,滿足企業(ye) 與(yu) 行業(ye) 發展需求。
今年3月,浙江一家不鏽鋼龍頭企業(ye) 找到研究院,提出共建聯合實驗室,破解熔煉高強鋼這一技術難題。
長三角先進材料研究院的一間實驗室裏,真空感應熔煉爐內(nei) 溫度高達1570攝氏度,高強鋼板材正在其中進行中試實驗。“‘從(cong) 0到1’的原始創新基本完成,下一步就是在企業(ye) 進行‘從(cong) 1到10再到100’的量產(chan) 。”長三角先進材料研究院副院長孫明月說,截至目前,該院已對接服務材料及重大工程裝備領域企業(ye) 超200家,挖掘製造加工、性能評價(jia) 、實際應用等需求60項,落地合作超40項,為(wei) 長三角新產(chan) 業(ye) 新業(ye) 態新模式的發展提供技術支撐。
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