加速科技成果转化丨韧瓷破界:一块陶瓷的产业化远征

2026-08-10 22:10:42 来源: 科技日报 点击数:

科技日报记者 朱虹

车间里,机床轰鸣,一块不起眼的陶瓷构件在高速切削下稳稳运转,寿命从原来的两分钟拉长到数十分钟——这是浙江一家装备制造企业生产线上正在发生的变化。改变这一切的,是来自三千公里外哈尔滨实验室里的一项材料突破。

“对方找遍了全国,没人能解决这个脆性难题,最后认准了我们。”近日,记者跟随中央媒体青年编辑记者增强“四力”教育实践活动采访黑龙江瓷创新材料有限公司董事长、哈尔滨工业大学材料学院教授刘强时,他说起这段往事,眼里还闪着兴奋的光。在哈工大先研院技术经理人的牵线下,他带着自研的高韧陶瓷试样南下浙江,几轮测试下来,对方工程师连连惊叹:“换了这块陶瓷,使用寿命都翻了倍。”

一块陶瓷,为何有这么大的能量?

浙里寻“瓷”:一块陶瓷撬动一条生产线

故事要从一次跨省对接说起。

浙江这家装备制造企业常年被一个问题困扰——生产线上的关键陶瓷耗材寿命太短,频繁停机换件,整条产线效率上不去。企业试过市面上各种材料,传统陶瓷太脆、不够耐磨。

“他们那个工况特别苛刻,高速摩擦加上冷热交变,普通陶瓷上去几下就断裂了。”刘强回忆,先研院的技术经理人在长三角走访时捕捉到这个痛点,当即把瓷创新的高韧陶瓷技术推了过去。

试样寄过去,测试一轮比一轮扎实,使用寿命直接提高了数倍,对方当场就拍板,长期订货。刘强说,这项从实验室里走出来的技术,第一次真正在产业一线扎下根。

采访间隙,刘强公文包里摸出一个白色样品盒,轻轻掀开盖子,一根细如发丝的陶瓷测头静静躺在绒布衬垫上。“这个尖端直径只有0.05毫米,比头发丝还细,不到十毫克重。”他用指尖捏起测头,对着窗外的光线举起来,“这是给哈尔滨一家精密检测企业做的,马上就要送过去做批量试用。以前这种超细测头全靠进口,普通陶瓷做到这么细一碰就断,我们靠高韧性做出来了。”

盒子里还码放着几枚圆润的陶瓷轴承滚珠、一把闪着哑光光泽的陶瓷立铣刀。这些形态各异的物件,用的都是同一套底层材料技术。

刘强2009年就开始啃特种陶瓷这块“硬骨头”,早期研究服务于航空航天领域。传统陶瓷最大的毛病就是“脆”——硬倒是硬,但一摔就裂、一热震就碎,很多极端工况用不了。团队另辟蹊径,在氮化硅体系里反复摸索,搞出了一套自增韧工艺,把陶瓷的韧性提了上去,同时保留了陶瓷耐磨、耐腐蚀、耐高温的天然优势。

更难得的是,整套工艺从头到尾用的都是国产设备、国产原料,不用依赖国外昂贵的高压烧结装备。成本降了一大截。刘强指着那把立铣刀说,“进口的陶瓷立铣刀,一把卖1500—3000元,我们做出来的性能有优势,出货价才500多元。”

这可不是普通的工业耗材。航空发动机机匣加工,用传统刀具要好个月才能干完一台,稍有不慎几千万的工件就报废了;换上高韧陶瓷刀具,周期能压缩到一个月,效率翻几倍。在高价值的高温合金加工领域,陶瓷刀具具有加工效率高,使用寿命长的优势,过去高端市场全被国外企业攥在手里,瓷创是国内唯一能稳定批量供货的本土企业。

高速陶瓷轴承滚珠又是另一个大战场。“现在的新能源汽车、低空飞行器、高速机床主轴,转速常常达到上万转,传统钢轴承扛不住,这个绝缘、耐磨、耐高温,正好解决这个痛点。”一台人形机器人的关节里,就要用两千多颗滚动体,下游需求量大。

从航空发动机到新能源汽车,从人形机器人到深海探测,这块陶瓷能去的地方越来越多。它不是某一个单品,而是一套平台型的底层材料技术,哪里有极限工况,哪里就有它的用武之地。

可谁能想到,几年前这项技术还只是实验室里的几包粉体、几份实验报告。从论文到产品,从实验室到生产线,这中间隔着的,不只是技术本身。

全链托举:先研院陪跑每一道坎

2023年哈工大先进技术研究院成立,瓷创才算真正“起跑”。

“之前公司虽然注册了,但就是个空架子,我们一帮搞科研的,哪懂跑市场、办企业啊。”刘强说得很实在。在先研院里,他找到了缺的每一块拼图。

最先补上的是市场这一课。技术经理人成了团队的“外勤部队”,常年泡在长三角、珠三角的产业集群里,一家家企业走访,带着试样、带着技术方案上门推介。浙江那笔订单,就是经理人一趟趟跑出来的。“他们既懂技术又懂产业,能把企业那边的痛点翻译成我们听得懂的研发指标,也能把我们的材料参数讲成企业关心的成本、效率。”刘强说,经理人就像一座桥,两头连着实验室和生产线。

市场有了,量产又成了拦路虎。

实验室做小样没问题,可要稳定批量生产,就得有中试场地、有成套设备。一台精密加工机床几百万,一条小型产线下来上千万,初创企业根本扛不住。先研院在哈尔滨新区给企业安排了300多平方米的免费中试场地,粉体合成、成型、烧结、检测,一套小型完整产线配齐了。

工艺定型、订单稳定了,成熟产线就搬到旁边的产业园里规模化生产,中试基地腾出来继续开发新品,陶瓷轴承球、AI散热件制造模具、卫星结构件……一个接一个在这里完成“孵化”。

光有场地设备还不够,办企业是个系统工程。知识产权布局、各级科技政策申报,先研院有专人一条龙代办,团队不用分心跑手续。投融资对接也不用愁,平台对接了全国一百多家头部投资机构,资源随时敞开。

园区里的生态,也让企业少走了很多弯路。瓷创做陶瓷毛坯,园区里的加工企业负责精密加工。同为先研院孵化的星网动力做商业航天,直接就订购了瓷创的陶瓷结构件。

2025年第四季度,瓷创正式批量交货,当年产值就突破了一千万元,今年目标还要再翻一番。

破界之道:一块陶瓷照见的转化密码

一块陶瓷的产业化故事,背后是一整套体制机制在支撑。

“我们成立不到两年,先研院已经培育了64家在培企业,新孵化了48家教师创业公司。其中24家已经进入黑龙江省重点产业园区,占了一半,预计三年整体产值能冲五十亿。”哈工大先进技术研究院院长王丛菲说。

先研院有“加减乘融”一整套改革打法。也就是,科研人员的股权激励、收益分配做加法,让大家有干劲;创业审批、办事流程做减法,不让繁文缛节耽误事;场地、设备、金融、市场这些产业配套做乘法,资源一整合,效应就放大了。

先研院还推出了“首席科学家+总工程师+总经理”的创业三人组模式。科学家管技术攻关,总工程师衔接中试放大,总经理跑市场运营,各司其职。“很多老师创业失败,不是技术不行,是既当科学家又当总经理,精力顾不过来,市场也摸不准。”王丛菲说,这套架构正好补上了高校创业者的短板。刘强的团队就是典型。他专心啃材料技术,产业化、市场化的事有专人盯,效率自然高。

钱的问题也解决了。先研院每个月都带着项目去长三角、大湾区、京津冀路演,对接了中金、国投、深创投130多家头部资本,入驻企业累计融资到账近五个亿,七成来自省外。“以前都说投资不过山海关,现在我们用实际行动打破了这个说法。”王丛菲说。

一块陶瓷的突围,给东北的科技成果转化留下了实实在在的启示——得换个思路做转化,不能再拿着技术到处找买家,得先去产业一线摸清楚真实痛点,围绕需求反向定制研发;中试这个坎必须迈过去,校地联手建公共中试基地,让好技术不会死在半路上;专业的人干专业的事,科研人员安心搞创新,市场、融资交给懂行的人去做。

“十五五”期间,先研院要打造百亿级的科创开放高地。一块陶瓷的故事只是开始,更多硬核技术正在走出实验室、走向生产线,为东北全面振兴注入源源不断的科创动能。 

责任编辑:冷媚
网友评论
最热评论
没有更多评论了

抱歉,您使用的浏览器版本过低或开启了浏览器兼容模式,这会影响您正常浏览本网页

您可以进行以下操作:

1.将浏览器切换回极速模式

2.点击下面图标升级或更换您的浏览器

3.暂不升级,继续浏览

继续浏览