淄博先进陶瓷:淬炼“瓷”心 弄潮蓝海

摘要 在淄博这片陶瓷文化积淀深厚的土地上,一场关于材料的革命正在悄然发生。从1944年鼎丰窑业生产的第一块耐火砖,到如今应用于新能源汽车、半导体等尖端领域的氮化硅陶瓷,淄博先进陶瓷产业走过了80多年不平凡的历程。

中材高新材料股份有限公司的陶瓷轴承
硅元最新款的系列陶瓷新材料
1951年9月,“公私合营博山鼎丰窑业工厂”正式成立。

在淄博这片陶瓷文化积淀深厚的土地上,一场关于材料的革命正在悄然发生。从1944年鼎丰窑业生产的第一块耐火砖,到如今应用于新能源汽车、半导体等尖端领域的氮化硅陶瓷,淄博先进陶瓷产业走过了80多年不平凡的历程。

这座被誉为“陶瓷名城”和“新材料名都”的城市,正以其独特的产业韧性,在无机非金属材料领域书写着从跟跑到领跑的时代篇章。从为国防军工提供关键材料,到打破国外技术垄断,再到培育出多个单项冠军企业,淄博先进陶瓷的奋斗史,就是一部中国新材料产业自力更生、创新突破的发展史。

奠基立业:耐火材料到军工陶瓷的跃迁之路

淄博先进陶瓷产业的起源可以追溯到1944年。当时,一家名为鼎丰的窑业企业在博山创办,专门生产适配冶炼行业的高温耐火材料,开创了淄博工业陶瓷的先河。与周边生产日用陶瓷和美术陶瓷的企业不同,这家企业因其产品特性,在中国近代工业史上被归为工业陶瓷门类,成为淄博地区先进陶瓷材料的开端。

1951年,该厂实行公私合营,其后历经社会主义改造,多家私营小厂陆续并入,最终更名为淄博工业陶瓷厂,发展成为延续至今的区域老牌陶瓷及耐火材料生产企业。

20世纪50年代,随着国家在淄博大量布局重工业企业,以耐火材料为主的先进陶瓷产业持续发展。山东理工大学材料科学与工程学院院长杜庆洋教授介绍:“先进陶瓷材料主要分为两大类:一类是先进结构陶瓷材料,包括耐高温陶瓷、耐磨陶瓷、超硬陶瓷等;另一类是先进功能陶瓷材料,包括电子陶瓷、半导体陶瓷、生物陶瓷等。”这一分类体系为淄博陶瓷产业的后续发展指明了方向。

1958年,为适应国家建设需要,淄博市陶瓷工业局成立了昆仑硅酸盐研究所(1965年更名为淄博市硅酸盐研究所)。这个没有国家经费支持的研究机构,凭借科研人员自力更生砌筑的小型馒头窑,烧制出化验钢铁中硫碳含量用的瓷燃烧舟和人工降雨喷头,既满足了当时大炼钢铁的需求,也为研究所赚取了发展的“第一桶金”。山东硅元新型材料股份有限公司副总经理、正高级工程师杨东亮回忆:“当时的国际安全形势不容乐观,国家基于安全需要,在全国布点陶瓷新材料研发。”

1965年,淄博市硅酸盐研究所迎来重大突破,成功研制出用于玻璃纤维拉丝的C-2铬刚玉代白金坩埚和M-5微晶铬刚玉耐磨陶瓷系列产品,达到了当时国内最好水平。这些产品不仅打破了国外技术垄断,更为国家节省了大量宝贵的外汇。山东硅苑新材料科技股份有限公司副总经理樊震坤介绍:“我们在工业陶瓷方面做了很多研究,开发了纯钢玉、铬刚玉、构刚玉等材料,应用于电路基板、薄膜电路、纺织尺、绝缘尺等多个领域。”

1966年,面对重要工业材料氧化锆陶瓷前端材料二氧化锆的突然断供,淄博先进陶瓷产业的发展遭遇严峻挑战。淄博瓷厂不等不靠,立即组织攻关小组开展技术攻关。淄博市委原书记、时任技术员的杜祥荣带领7人团队外出学习,承担起陶瓷原料研制与生产的重任。

在淄博瓷厂六车间,一块“军事重地,请勿入内”的牌子背后,杜祥荣和他的团队默默进行了长达10年的工程陶瓷研究工作。杜祥荣特别提到:“我国第一艘核潜艇的水声换能器使用的就是压电陶瓷,这项技术解决了水下通信的关键难题,而淄博瓷厂就是这种压电陶瓷的研制单位。”这些军工产品的成功研制,不仅为国家国防建设作出了重要贡献,也为淄博积累了宝贵的陶瓷新材料研发经验。

转型突破:军工配套与民用拓展“两翼齐飞”

1970年9月,建筑材料科学研究院一室、陶瓷原材料室和热工室的部分人员组建“陶瓷一队”,从北京搬迁至淄博。1971年10月正式成立山东工业陶瓷研究所。面对荒凉的大窑坑和一穷二白的困难局面,这些科研人员没有退缩,而是咬紧牙关、自力更生,开启了白手起家的创业历程。

1974年,山东工陶所从淄博瓷厂搬迁至张店区柳泉路西三巷,继续开展国家建材总局下达的科研任务。1975年11月,研究所取得首个重大科研成果——“多孔陶瓷制品及热浇注工艺制造多孔陶瓷管”通过部级技术鉴定,标志着淄博在多孔陶瓷领域取得突破性进展。

改革开放的春风吹拂淄博大地,部分先进陶瓷材料企业开始迈出国门,通过自主创新和引进国外先进技术,不断提升科研生产水平。1985年,山东工陶所“堇青石刚玉质陶瓷辊棒”项目正式立项,研究成功的刚玉氧化铝隧道窑用陶瓷辊棒在淄博掀起生产高潮。与此同时,蜂窝状多孔陶瓷支撑体、高压陶管、氮化硼纤维等多项研究相继开展,填补了国内多项技术空白。

淄博工陶新材料集团有限公司董事长张同剑回忆:“2005年左右,液晶显示屏开始逐步取代传统玻壳电视,但价格居高不下,主要是因为被国外企业垄断。我们研发的陶瓷溢流砖成功打破了这一局面。”一块4.2米长的陶瓷溢流砖,进口价格高达2000多万元,而淄博工陶的产品只需1000多万元,不仅大幅降低了成本,更使我国摆脱了国产液晶玻璃基板完全依赖进口的局面,淄博工陶也成为我国“先进无机非金属材料”领域的单项冠军企业。

在军工转民用方面,由淄博瓷厂六车间发展而来的淄博宇海电子陶瓷有限公司表现尤为突出。“作为国内最早生产压电陶瓷的厂家之一,其产品不仅应用于人造卫星、运载火箭等国防项目,还广泛应用于深井探测、医疗器械、民用航海等数十个民用领域。”淄博宇海电子陶瓷有限公司总经理孙兆海介绍说。2016年,宇海被认定为国家高新技术企业,成为国内水声压电陶瓷材料和元件标准的起草单位。

1999年,山东工陶院和山东省硅酸盐研究设计院相继改制为企业,标志着淄博先进陶瓷产业全面转向市场化运作。山东工陶院率先进行企业转制改革,由科研事业单位转型为科技型企业;同年,山东省硅酸盐研究设计院改制为山东硅苑新材料科技股份有限公司。这次体制改革虽然经历了阵痛,但为后续产业扩张奠定了坚实基础,使淄博先进陶瓷企业能够更好地适应市场经济环境,实现快速发展。

创新领跑:自主创新与转型升级迎来爆发式增长

进入21世纪,淄博先进陶瓷产业迎来爆发式增长。2008年,淄博华创精细陶瓷有限公司研发出世界第一把景泰蓝陶瓷刀,将中国传统工艺与现代新材料技术完美结合。公司副总经理罗传志介绍:“陶瓷刀国家标准我们制定了10年,是历时最久的国家标准之一。我们希望在新材料应用领域持续拓展,比如光伏行业、半导体行业。”

中材高新氮化物陶瓷有限公司的崛起更具代表性。随着新能源汽车、第三代半导体产业的爆发,其氮化硅陶瓷产品订单激增。中国建筑材料科学研究总院陶瓷材料首席专家、中材高新材料股份有限公司原董事长张伟儒解释:“氮化硅陶瓷是先进陶瓷材料中综合性能最好的,被誉为‘皇冠上的明珠’。在新能源汽车电机中,传统钢轴承会因为电压提高导致漏电,而氮化硅陶瓷轴承完美解决了这一问题。”张伟儒团队经过近40年研发,终于实现高性能氮化硅陶瓷材料的国产化,使我国在该领域的技术水平跻身世界前列。

在创新平台建设方面,山东理工大学工程陶瓷研究院发挥了重要作用。该研究院依托山东工陶院组建,是校企合作开展工程陶瓷领域前沿研究的重要平台。杜庆洋教授介绍:“我们承担了山东省科技重大创新项目,研究陶瓷材料3D打印技术;还参与了国家科技部重点研发计划;2024年又与企业联合获批高导热氮化硅基板生产示范项目。”这些科研项目为淄博陶瓷产业提供了重要的技术和人才支撑。

政策支持也为产业发展注入强劲动力。2021年,我市出台《关于促进新材料产业加快发展的若干政策》,设立新材料产业发展专项资金,成立新材料产业专班,建立新材料产业重点项目库,推动产业集聚化、高端化发展。截至2024年,全市新材料规上企业达802家,基本形成先进高分子材料、无机非金属新材料和特色金属新材料三大产业方向链群。在无机非金属材料领域,形成了以先进陶瓷、高温新材料、功能玻璃和玻璃纤维为主导的产业体系,多项产品技术处于全国领先地位。

山东工陶院的创新发展尤为亮眼。该院孵化了微晶氧化铝陶瓷、熔融石英陶瓷、特高压电瓷、陶瓷膜及装备、氮化硅陶瓷等产业,20余种产品填补国内空白,打破国外垄断。其研发的氮化物陶瓷纤维比头发丝还要纤细,破解了我国关键原材料长期受制于欧美的困局;在曾被国外垄断的陶瓷膜领域实现技术突破;经过10年攻关,将气凝胶材料广泛应用于高端制造和民用领域;还在国内首创开发出牙科专用陶瓷3D打印机,申报多项专利。

淄博先进陶瓷产业的转型升级,正是这座城市整体发展的缩影。作为全国唯一涵盖独立工矿区、老工业基地、资源枯竭城市三种类型的城市,淄博曾经面临产业结构重、发展层次低、环境质量差等多重挑战。近年来,通过瞄准智能化、高端化方向改造提升传统产业,大力培育新材料等新兴产业,创新已成为推动淄博经济发展的新增长点。2020年起,中国(淄博)新材料技术论坛与“中国(淄博)新材料产业国际博览会”并行举办,整合高校院所、企业、资本、智库资源,构建起产业交流合作的新平台。

从鼎丰窑业的第一块耐火砖,到中材氮化物的陶瓷轴承球;从军工配套的压电陶瓷,到民用领域的液晶玻璃基板;从跟跑模仿到自主创新,淄博先进陶瓷产业走过了80多年风雨历程。如今,深植于淄博工业沃土的“新材料之花”已绚丽绽放,见证着这座老工业城市向“新材料名都”的华丽转身。站在新的历史起点上,淄博正以更坚定的创新步伐,在中国先进陶瓷产业的发展版图上续写新的辉煌篇章。 

编辑:王蓓蓓

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