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广东省新材料研究所所长代明江:深耕表面工程技术,不断创新勇攀高峰

发布时间:2019-07-22      作者:编辑部  
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这是一门既古老又现代的科学!”聊起材料表面工程技术,广东省新材料研究所(下简称“新材料所”)所长代明江兴致勃勃,神采飞扬,话语中满是激情;深爱着材料表面事业,更深爱着自己工作了30年的新材料所,这种深厚的情感在整个采访中溢于言表。他动情地讲述了新材料所多年来在表面技术领域深耕细作、勇攀高峰的故事,分享了团队在科技转化应用方面的丰富经验,更期待新材料所在粤港澳大湾区建设以及世界新一轮科技革命和产业变革中的新发展和新贡献。下面就让我们从代所长的讲述中,走进新材料所这片材料表面工程技术的研究沃土。

 

专注材料表面技术攻关 精耕细作数十载

 

    材料表面工程技术是通过对产品或材料表面进行涂敷或表面改性,赋予材料表面以减摩、耐磨、耐热、耐蚀、隔热、抗氧化、抗疲劳、防辐射或声光电磁热等特殊功能。“简单来说,就是为材料穿上一层‘铠甲’。”代明江笑着用简单通俗的语言向大家解释这门自己专注了大半辈子的事业。从一无所有,经过几十年的艰苦奋斗,材料表面工程技术已成为多项国家重大工程及战略性新型产业必不可少的基础技术之一,广泛应用于航空航天、海洋工程、能源、石油化工、钢铁、装备制造、工模具等多个领域。

 

    现代材料表面工程技术的研究开发正是广东省新材料研究所的“拿手好戏”。新材料所是广东省科学院的骨干研究所之一,其前身成立于1971年的广州有色金属研究院新材料研究室。建所40多年来,新材料所先后承担和主持了国家973863、国家科技支撑、国际科技合作、国家重点研发计划、两机专项以及广东省重大重点项目,取得多项科研成果,并形成了一系列具有自主知识产权的关键技术和产品。

 

    在代明江看来,数十年如一日专注于表面工程领域的精耕细作是新材料所的独特优势,新材料所走过的峥嵘岁月,是一部上下同心、攻坚克难、勇攀高峰的奋斗史。

 

    亮眼的成绩背后,是科研人员在实验室无数个日夜的艰苦耕耘。特别在每年的5月份之后,由于广州气温升高,用电负荷大,设备运行不稳定,为保证涂层的质量,科研人员经常在电力稳定的中午和晚上加班,而通宵达旦则是家常便饭。有位科研人员笑言:“超负荷的科研攻关不仅挑战着我们的意志,也考验着我们的体能;我们既要搞研发,还要当设备修理工,去抢修攻关过程很多意想不到的突发状况,比如机器人电缆断了、水电缆断了,甚至出现‘烧枪’,但当台架测试得到好结果的时候,我们就都很受鼓舞,感觉一切付出都值得了!”

 

    攻坚克难勤耕耘,守得云开见月明。新材料所如今在热喷涂、真空镀膜、激光制造以及表面分析检测技术等多个领域硕果累累,在国内外有相当的影响力,成为国内现代材料表面工程技术研究开发、成果转化和人才培养的重要基地。

 

直面“卡脖子”问题 实现科研成果精准对接

 

    新材料所坚持以需求为导向的技术攻关,并且特别注重科技成果的转化和应用,早在1992年,就成立了广州市天河区金棠表面工程技术有限公司,专门从事表面工程技术的应用推广。经过多年的探索,构建了技术研发、工程化验证和应用推广融合发展的创新体系,锻造了一支以周克崧院士为领军人物的既强于科技攻关又长于市场运作的人才队伍。目前新材料所技术成果的转化和应用主要有三大形式:通过新材料所产业公司自我转化、和企业合作成立产业公司实现转化以及为满足国家重大需求而做出的无偿的公益性转化。

 

    “这些年来,我们的成果没有锁在抽屉里,我们把成果播撒在祖国大地上。”代明江自豪地说。他认为,随着社会对知识产权的尊重和保护以及科研诚信制度的进一步完善,将极大提升科技成果的转化率。

 

    新材料所的研发团队勇于创新,更敢于挑战电子级半导体材料国产化率低这一“卡脖子”的技术问题。据了解,作为集成电路制造最为关键的主要材料,高端的电子级多晶硅在2017年以前几乎100%依靠进口。通过多次实地走访调研,研发人员了解到,国内生产的多晶硅之所以纯度提不上去,生产环节中还原炉污染是其中的关键。“而这一块,正是表面技术可以切入的用武之地,”代明江解释,“通过分析多晶硅生产企业的实际需求,我们认为可以通过冷喷涂技术改进还原炉防护涂层工艺,由此减少炉腔等材料对多晶硅生产过程中造成的污染,从而提高多晶硅的纯度和稳定性。”随后,研究所组建了以领军人才黄仁忠教授牵头的冷喷涂开发团队,联合一家全球多晶硅生产龙头企业共同开展相关工艺的研究以及技术开发,最终在1年之内开发出了多晶硅的反应炉以及部件上覆盖防护涂层。这一技术的成功开发意义重大:一方面切实帮助企业解决了卡脖子的关键技术问题,促进企业在产品上快速升级换代,另一方面则促进了电子级多晶硅的发展,缩短了我国在半导体核心材料方面与先进国家之间的差距。2018年,新材料所更上一层楼,通过知识产权作价、以冷喷涂技术入股的方式与社会资本合作,在江苏徐州创办了一家高科技企业。

 

投身粤港澳大湾区建设 助力三地科创协同

 

    今年2月,中共中央、国务院印发了《粤港澳大湾区发展规划纲要》(下简称“《规划纲要》”),对粤港澳大湾区的战略定位、发展目标、空间布局等方面作了全面规划,吹响了建设大湾区的集结号。潮起大湾区,作为新材料研究领域的骨干力量,新材料所团队上下早已鼓足干劲,以饱满的工作热情投身到大湾区建设的浪潮中。

 

    《规划纲要》的发布开启了粤港澳三地科创协同的新篇章。如何发挥三地优势互补作用,促进创新链、产业链、服务链、资金链的交织融通,这成为大湾区打造具有全球影响力的国际科技创新中心的关键。对于如何增强与港澳两地的科研交流,助力大湾区科创发展,新材料所有着清晰的思路,不少设想更早已跳出案头,在一步一步有序推进下,逐步实现。

 

    “依托现有的国家和省部级科技创新平台,研究所已与港澳创新资源开展了科技合作,并通过项目攻关、技术服务等形式,积极融入粤港澳科技合作及大湾区建设。”代明江欣喜地告诉记者,研究所与香港科汇工业机械有限公司开展精密工模具表面耐磨减摩涂层技术的开发及应用,并与香港多所高校紧密联系,开展各种各样的项目合作,其中包括与香港城市大学朱剑豪教授团队开展了电致变色节能玻璃关键材料开发与制备技术研究;与香港城市大学吕坚教授团队开展了表面纳米化改性提高激光增材制造钛合金植入体疲劳性能;与香港城市大学深圳研究院开展了3D打印陶瓷前驱体的局部陶瓷化等。目前,这些项目都取得了较好的进展和成果。

 

    与港澳合作建设科技创新平台,这也将是研究所在粤港澳大湾区建设如火如荼的大背景下重点探索的方向。代明江梳理了具体切入的四大着力点:一是加强与港澳重点高校、科研机构和代表企业的合作、交流、互访,如与香港城市大学、香港生产力促进局、香港理工大学、澳门科技大学等建立紧密联系,以项目合作为基础,扩大双方人员交流、加强双方人才培养等;二是尝试建立离岸的先进联合实验室、研究中心/基地等;三是联合申报项目、成果转化、技术开发、平台建设等;四是加强宣传,借助各类平台和渠道,提高仪器设备尤其是大科学装置等创新资源的开放共享,协同推进港澳科技合作建设。

 

    “我们还要充分利用大湾区内的国家和省级重大科技平台,积极参与粤港澳大湾区珠三角九市的创新发展,努致力将科技成果转化到全国各地,不仅服务广东、更服务国家科技创新和经济发展。”

 

战略布局立足未来 抓住机遇勇对挑战

 

    当前,科技发展的方式、手段、路径在不断地变化,以新一代信息技术、新能源、智能制造等为代表的新兴产业快速发展,对新材料提出了更高的要求。而中美贸易战的持续升温,更为行业发展带来了巨大的挑战。“中美贸易战对我们的研发、生产带来了巨大的考验,因为我们研发用的很多原料都依赖进口,”代明江说,“这倒逼着我们要去开拓新的研发领域,积极投入到一些相关材料、装备的自主研发探索,力争实现突破,自给自足,打破进口依赖。”

 

    谈到新材料所将如何适应行业新形势,布局未来发展时,代明江从发展定位、发展道路、人才战略、平台建设四方面分享了新材料所的战略规划。

 

    “在未来的发展中,新材料所将坚持注重应用基础研究与原始性创新的发展定位,坚持在材料表面工程领域持续深耕,用不断的创新赢得竞争。”代明江强调,新材料所将进一步巩固表面工程技术在航空航天、先进制造等传统领域的优势地位,解决关键技术中的基础科学问题,突破一批产业共性关键技术。同时,也将拓展、探索上下游产业技术的发展,培育一批新的技术,攻克一批关键核心技术。“我们将通过政策引导、条件保障建设、人才引进和资源优化等一系列机制体制,均衡发展各学科领域和技术方向,促使表面工程技术在向更大范围、更广领域、更深程度、更高层次上得到创新发展。

 

    “新材料所也将坚持人才强所战略,坚持实施知识型、技能型、创新型人才计划,不断完善和创新人才管理方法,引进与培养高层次人才。”据代明江介绍,自2015年广东省科学院重组以来,在新材料所以独立法人单位运行的近4年的时间里内,所内的科研人员已从最初的80多人,发展到现在的150多人。一大批海外青年高层次人才归国,这为研究所的创新发展和成果转化注入了新的活力。未来3~5年,研究所还将进一步扩大研究力量,大力引进高层次人才,将研究队伍扩展到300人。

 

    进一步开放合作、加强平台建设,这也是新材料所未来重点着力的方向。第一是广泛开展对外交流合作,进一步完善和拓展与国内外,尤其是粤港澳地区优势团体建立的国际科技合作平台;第二是继续加强与企业的交流与合作,建立院士工作站、联合实验室、研发中心等合作平台。扎实推进国家工程实验室和其他基础条件创新平台的建设,充分融入国家科技创新平台的改革和发展体系;第三是融入国家科技产业创新中心、珠三角国家自主创新示范区发展,扩大技术辐射范围并形成区域效应;第四是与全国范围内高校、企业联合建立产业技术创新联盟,促进相关行业发展。

 

    “总的来说,新材料所未来将进一步推进和落实研究所‘十三五’发展规划和‘一一四’发展规划,聚焦广东经济发展方式转变、产业转型升级和生态文明建设需求,在广东省科学院总体指导思想统领下,充分发挥在新材料特别是现代材料表面工程领域的优势,为广东省以至国家重大工程、重点行业提供关键核心技术支撑,加快提升新材料产业国际竞争力,带动广东省高新技术产业实现跨越式发展。”展望未来,代明江与新材料所团队上下充满信心。

 

 

本文刊登于《科技与金融》20197月刊,如需转载请与编辑部联系。

转载时请注明文章来源“科技与金融杂志”。

 

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