科技日报记者 张蕴
4月17日,科技日报记者走进青海圣诺光电科技有限公司(以下简称“青海圣诺光电”)生产车间,一场以材料为主角的“魔术”正在上演。看上去和普通面粉别无二致的氧化铝原料,经过多道工序的淬炼,蜕变成高纯度、均匀粒度的白色氧化铝粉体。这些粉体可不简单,可用来生产蓝宝石衬底抛光液、特种陶瓷、荧光粉、研磨介质等。
近日,青海省科学技术厅公布该省2025年第一批科技计划,青海圣诺光电研发团队申报的一项氧化铝抛光液制备技术研究及产业化项目成功入选。这家主攻锂电、光电、先进陶瓷材料的研发、生产及销售的国家级高新技术企业,通过多项自主研发,让氧化铝材料实现“绕指柔”“百炼钢”,为我国新材料衬底抛光、透明陶瓷等战略领域注入“高原芯”力量。
攻坚研磨球 “打下”成本账
氧化铝是一种无机非金属材料,在药物、化妆品、高精度陶瓷3D打印等方面用途广泛。记者走进青海圣诺光电时,该公司副总经理张成荣展示了一罐保温杯大小的塑料瓶。塑料瓶中,装满了直径0.6至0.8毫米的白色研磨球。据其介绍,氧化铝粉体细化时,需要通过球磨来提高性能,而高标准的研磨介质不可或缺。
“以前,我们向海外订购氧化铝球价格不菲,还吃过闭门羹。”张成荣回忆。彼时,青海圣诺光电毅然决定,既然它对产品影响如此之大,那还不如自己动手生产。
研磨球本身高耐磨、高硬度,研磨时还要“硬碰硬”,其生产工艺难度颇高。为此,西宁科技大市场当起了科技“红娘”,促成青海圣诺光电与上海科学院合作开展“高耐磨高硬度氧化铝研磨介质球研发”项目。随后,上海材料研究所专家张培志带领团队,对提高氧化铝坯球密度、改善并解决氧化铝研磨球高磨耗问题等展开攻关,并对氧化铝素坯球煅烧温度进行研究,致力于提高氧化铝研磨球产品合格率。
“如今,我们生产的研磨球性能可以比肩国外顶尖研磨球,产品性能稳定,能完全满足企业自用。”张成荣说。
“联合研发”“企业出题、高校和科研院所解题”等产学研协同创新方式,令青海圣诺光电持续高产。近年来,该公司陆续开发出透明陶瓷粉、锂电池隔膜粉等多款新产品,市场销售可观。
今年1月,青海圣诺光电收到一家从事氮化铝生产的客户反映,称其氮化铝的一重要指标难以突破,希望青海圣诺光电能够从原材料氧化铝上协同攻关。
在智力支撑下,青海圣诺光电改变了原材料形貌,将类球型改为片状,解决了客户氮化铝生产的难题。这一改变,给公司带来了真金白银的变化。过去,该客户每年仅从青海圣诺光电购买二三十吨氧化铝,但仅在今年上半年,双方便已实现了200吨的合作。
研发抛光液 “拿下”核心技术
在青海圣诺光电生产车间,经过4道工序后,蓝宝石衬底抛光液成型,并从这里走向全国。
此前,由于氧化铝抛光液生产技术的缺乏,蓝宝石衬底抛光液常年依赖进口。为实现技术自主,2019年起,青海圣诺光电走上了自主研发之路。
研发过程中,团队曾执着于提高氧化铝粉体硬度。“传统意义上认为,温度烧得越高,粉体就越硬。”张成荣说,团队朝此方向展开了攻关,但攻关的结果是,虽然硬度指标的确越来越高,但使用过程中的抛光效果反而不好。
为此,团队请清华大学专家“指点迷津”。“在抛光过程中,硬度提高,但韧性不足,粉体变脆后易碎,不仅抛不动,粉体的棱角还容易对衬底造成划伤。”张成荣说。
顺着这个方向,研发人员进一步去寻找韧性和硬度的平衡点。历经上千次科学试验和测试,最终,青海圣诺光电研发的蓝宝石衬底抛光液在2021年实现进口替代,该企业也成为我国首个使用氧化铝生产蓝宝石衬底抛光液的企业。
目前,青海圣诺光电研发生产的蓝宝石衬底抛光液在国内市场排名前三。该企业已发展成为国内最大的蓝宝石用氧化铝抛光液和透明陶瓷用高纯氧化铝粉供应商,并成为我国西北地区最大的精细氧化铝生产基地。
(受访单位供图)