换上洁净服,套上鞋套,全方位除尘……7月19日,记者走进中原关键金属实验室17吨超高纯镓、铟、硒材料中试生产线项目无尘车间,一台台高真空提纯设备映入眼帘,研究人员正在进行生产后的调试。
“我们完成了7N镓、7N铟的中试线项目建设和产品成分纯度(7N)验证,批量产出的高纯镓、高纯铟产品纯度已经达到了8N。这项突破‘卡脖子’的科技成果终于跨越‘达尔文死海’,可以‘落地生金’了!”该项目研究小组副组长李海军骄傲地说。
“达尔文死海”是科技成果转化中的一种现象,用来形容技术研发与市场生产脱节。从技术发明到应用再到产业化,需要长时间反复验证和大量资金投入,这是科研机构和企业都不愿触碰的中间地带,犹如鱼虾水草都无法生存的“死海”,阻挡着科技转化为生产力的脚步。
中试,就是帮助科技成果跨越“达尔文死海”的关键环节。
近年来,三门峡以科技创新引领产业创新,提升现代化中试能力,大力推动更多原创性和颠覆性科技成果从科研院校走进企业、从实验室走向生产线,让源头创新顺利走向产业化,为培育重大原创科技成果、提高科技成果本地转化率提供了有力支撑。
李海军所在的中试生产线项目,是中原关键金属实验室于2023年在三门峡市城乡一体化示范区设立的高纯材料研究项目。该项目总投资800万元,占地面积2000平方米,主要建设超高纯(7N)金属镓(10吨/年)、超高纯(7N)金属铟(5吨/年)、高纯(6N)单质硒(2吨/年)中试生产线,达标达产后可实现年生产高纯金属材料17吨的规模。
据介绍,镓、铟、硒是战略性新兴产业和国防科技工业中不可或缺的关键性功能材料,也是我国资源相对丰富,具有比较优势的品种。但是,镓、铟、硒在提纯过程中需采用不同工艺去除对应不同的杂质,因技术难度大,高纯镓、铟、硒等超高纯稀散金属的制备技术已成为发展当代高科技新材料的重要门槛之一。因此,高纯镓、铟、硒提纯属于高精尖技术产业,产品附加值高,市场竞争力强。
“我们利用定向结晶器、真空中频炉、真空悬浮炉、真空精馏系统、区域熔炼装置等设备,通过成熟的高真空熔炼提纯、高真空蒸馏提纯、真空悬浮提纯、区域熔炼提纯等多种技术相结合的提纯工艺,将纯度2至4N的金属原料提纯为7N超高纯金属材料。”李海军介绍,经过提纯的镓、铟、硒主要应用于磷化铟、砷化镓等化合物半导体、太阳能电池P型硅片、ITO等靶材合成、红外探测材料以及医药、化工等领域高端产品制造。
“前期,我们投入镓原料100公斤、铟原料100公斤,分别产出三批次高纯镓合计84.4公斤、高纯铟合计70.5公斤,直收率达84.4%、70.5%,送检三批次产品样品,经全元素检测分析,所有杂质元素含量全部低于检出限。”李海军说,“这表明所产出的产品完全具备了产业化条件。当前,我们正在积极对接合作企业实现氧化镓产业化。”
展望未来,李海军表示,团队将继续承担高纯锑、铋、碲、锗和钨等五个元素的提纯工艺技术研究及其设备研发等工作,让更多科技成果“落地生金”。
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