日前，記者從中科院上海硅酸鹽研究所獲悉，該所歷經(jīng)10年，將有“夢(mèng)想型”熱交換材料之稱的碳化硅陶瓷熱交換管推向了產(chǎn)業(yè)化，到2016年產(chǎn)能可達(dá)300噸以上。或許，這將給冶金、化工、制藥等離不開(kāi)“熱交換”的行業(yè)帶來(lái)一場(chǎng)設(shè)備革命。

       艱苦研發(fā)，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白

       一根根其貌不揚(yáng)的黑色細(xì)管組合而成的碳化硅熱交換設(shè)備，看起來(lái)實(shí)在不夠起眼。可這些碳化硅陶瓷管卻是熱交換領(lǐng)域的“夢(mèng)想型”材料：具有非常優(yōu)秀的導(dǎo)熱性能，可以承受1400℃的超高溫，可以耐氟化氫腐蝕，還具有非常高的力學(xué)強(qiáng)度。在惡劣的工作條件下，其換熱效率和使用壽命分別是現(xiàn)有熱交換材料的270倍和3-10倍，這在熱交換材料中絕無(wú)僅有。

       2004年，上硅所黃政仁研究員帶團(tuán)隊(duì)完成了國(guó)家一項(xiàng)關(guān)于碳化硅的重大研發(fā)項(xiàng)目后，就開(kāi)始思考如何將這一材料真正在工業(yè)領(lǐng)域中派上用場(chǎng)——當(dāng)時(shí)世界上只有一家美國(guó)公司開(kāi)始少量生產(chǎn)碳化硅熱交換管，且只能成套設(shè)備購(gòu)買(mǎi)，價(jià)格十分高昂。

       把碳化硅原材料制成熱交換器中的圓形細(xì)管，聽(tīng)上去似乎并不復(fù)雜，但圓管每“長(zhǎng)高”、“長(zhǎng)薄”一些，其制作難度就成幾何級(jí)數(shù)增加。2006年，碳化硅熱交換管項(xiàng)目得到了國(guó)家“863計(jì)劃”的資金支持，步入發(fā)展快車(chē)道。2009年，上硅所成功制出1米長(zhǎng)的碳化硅管，但熱交換器大都采用3米的材料。為了攻克這道2米的“鴻溝”，黃政仁團(tuán)隊(duì)不斷調(diào)試原材料配方，優(yōu)化生產(chǎn)工藝，設(shè)計(jì)、改裝、研制了適合工業(yè)自動(dòng)化連續(xù)生產(chǎn)的成型、燒結(jié)和檢測(cè)等裝備幾十臺(tái)(套)，項(xiàng)目總計(jì)投入近億元，終于在今年3月研制成功，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)這一領(lǐng)域的空白。

       兩年之約，合作需有戰(zhàn)略眼光

       要將實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的成果搬上生產(chǎn)線，市場(chǎng)資本的注入是不可或缺、卻又是容易讓好產(chǎn)品“胎死腹中”的一環(huán)。中科院上海硅酸鹽所在碳化硅陶瓷熱交換管這一項(xiàng)目的運(yùn)作，或許值得借鑒。

       由于項(xiàng)目良好的市場(chǎng)前景和技術(shù)優(yōu)勢(shì)的壟斷性，前幾年來(lái)找上硅所商談投資合作的企業(yè)絡(luò)繹不絕，但黃政仁團(tuán)隊(duì)始終堅(jiān)持合作者“一定要有戰(zhàn)略眼光”。2011年，黃政仁與從平頂山遠(yuǎn)道而來(lái)的平煤(集團(tuán))易成新材料有限公司一拍即合，雙方定下了“兩年之約”：如果項(xiàng)目研發(fā)順利，2年后合作成立公司將產(chǎn)品推向市場(chǎng)。2013年，中科易成成立，中科院上海硅酸鹽所以知識(shí)產(chǎn)權(quán)入股擁有44%的股權(quán)，平煤(集團(tuán))易成新材料有限公司擁有股權(quán)46%，雙方的高管和技術(shù)人員各現(xiàn)金入股5%，共同承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)與收益。此外，作為國(guó)內(nèi)最大的碳化硅原材料生產(chǎn)商，產(chǎn)品的原材料也由乙方提供。值得一提的是，合作雙方先確立了公司的各項(xiàng)章程，再正式成立公司，確保公司成立后的規(guī)范發(fā)展。

       “到2020年，國(guó)內(nèi)高端熱交換材料的市場(chǎng)需求將超過(guò)300億元，我們的目標(biāo)是獲得5到8年的壟斷利潤(rùn)。”黃政仁透露，到2016年，中科易成的碳化硅管產(chǎn)能將達(dá)到300噸，并以每年200噸的速度遞增。

       送貨上門(mén)，主動(dòng)走進(jìn)國(guó)內(nèi)企業(yè)

       中科易成工廠今年4月投產(chǎn)，已有不少客戶紛至沓來(lái)，其中絕大部分都是外國(guó)企業(yè)。讓黃政仁團(tuán)隊(duì)感到自豪卻又有些惋惜的是，產(chǎn)品大規(guī)模進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)的速度，可能比進(jìn)入國(guó)內(nèi)市場(chǎng)還要快一些。

       與外國(guó)企業(yè)的產(chǎn)品相比，硅酸鹽所研制出的碳化硅管致密度更高、外形更直更圓，讓不少外國(guó)參觀者十分驚訝，在價(jià)格上也有不小的優(yōu)勢(shì)。由于不少國(guó)外熱交換設(shè)備企業(yè)早已采用碳化硅管，所以面對(duì)更“價(jià)廉物美”的產(chǎn)品，國(guó)際市場(chǎng)很快就接受了。

       但對(duì)于革新意識(shí)較為薄弱的國(guó)內(nèi)企業(yè)，想要他們接受碳化硅陶瓷熱交換管這一新興事物，還需要一個(gè)從試用到批量使用的過(guò)程。面對(duì)這一情況，中科易成選擇主動(dòng)送貨上門(mén)，將碳化硅產(chǎn)品提供給國(guó)內(nèi)的熱交換設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)和最終用戶免費(fèi)試用，以此獲得企業(yè)對(duì)新產(chǎn)品的信任。

       目前，國(guó)內(nèi)已有幾家大型的制藥、化工廠商開(kāi)始試用由碳化硅陶瓷制作的熱交換設(shè)備。黃政仁擔(dān)憂的是：假如國(guó)內(nèi)中高端熱交換設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)不抓緊機(jī)會(huì)轉(zhuǎn)型使用碳化硅熱交換材料，恐怕我國(guó)未來(lái)的中高端熱交換設(shè)備又將被進(jìn)口產(chǎn)品占據(jù)，碳化硅熱交換管又將面臨出口轉(zhuǎn)內(nèi)銷(xiāo)的尷尬局面。為此，團(tuán)隊(duì)已經(jīng)建立了碳化硅熱交換管的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，正在申報(bào)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。