在鄭州計量先進技術(shù)研究院的國家煙道流量計量標(biāo)準(zhǔn)裝置 受訪者供圖
國家市場監(jiān)督管理總局技術(shù)創(chuàng)新中心是國家市場監(jiān)管科技創(chuàng)新體系的重要組成部分,是落實國家各項科技發(fā)展政策的高地。近日,河南省申報的國家市場監(jiān)管技術(shù)創(chuàng)新中心(超硬材料及制品)、國家市場監(jiān)管技術(shù)創(chuàng)新中心(碳計量)成功獲批建設(shè)。國家級技術(shù)創(chuàng)新中心實力如何?記者進行了深入探訪。
這里開創(chuàng)超硬之源
技術(shù)創(chuàng)新中心名稱:國家市場監(jiān)管技術(shù)創(chuàng)新中心(超硬材料及制品)
依托單位:鄭州磨料磨具磨削研究所有限公司
“天地之中,超硬之源?!痹谶@里,陳列著我國第一臺具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的六面頂人造金剛石裝備。從汽車行業(yè)、制冷行業(yè)到電子行業(yè)、LED行業(yè),這里自主研發(fā)的超硬材料砂輪、金剛石修整滾輪、超硬材料磨盤等磨料磨具產(chǎn)品應(yīng)有盡有。在高性能工具全國重點實驗室,更是展示著各種應(yīng)用于航空航天、集成電路、新能源、海陸交通等領(lǐng)域的加工用系列高性能工具。
10月17日,記者走進鄭州磨料磨具磨削研究所有限公司(以下簡稱“鄭州三磨所”),深入了解國內(nèi)超硬材料及制品的發(fā)展歷程,明確超硬材料及制品前沿科技的最新研究方向。
打破國外技術(shù)壟斷
超硬材料被譽為“材料之王”,主要包括金剛石和立方氮化硼兩種基本材料及其復(fù)合材料。其中,金剛石因其寬帶隙、高載流子遷移率、高擊穿場強等優(yōu)異特性,被譽為“終極半導(dǎo)體”。在普通人眼中,金剛石是可以打磨成裝飾用的鉆石,但在工業(yè)界,以人造金剛石為代表的超硬材料是支撐我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的先進基礎(chǔ)材料,廣泛應(yīng)用于國防軍工、航空航天、半導(dǎo)體芯片等領(lǐng)域。
鄭州三磨所作為我國磨料磨具行業(yè)唯一的綜合性研究機構(gòu),長期致力于超硬材料及制品的研發(fā)與生產(chǎn)。鄭州三磨所成功研制出我國第一顆人造金剛石、第一顆立方氮化硼、第一顆人造金剛石聚晶、第一顆立方氮化硼聚晶,創(chuàng)造了多個國內(nèi)第一,打破多項國外技術(shù)壟斷,實現(xiàn)了技術(shù)自主可控。
鄭州三磨所國家質(zhì)檢中心副主任肖騰介紹,鄭州三磨所先后獲得了40項國家、?。ú浚┘壙萍吉勴棧ㄆ渲邪?項國家獎),主持或參與制定修訂了125項國家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),擁有200項授權(quán)專利,其中發(fā)明專利184項。
著重三方向研發(fā)
國家市場監(jiān)管技術(shù)創(chuàng)新中心(超硬材料及制品)由鄭州三磨所牽頭,聯(lián)合鄭州大學(xué)、河南省產(chǎn)品質(zhì)量檢驗技術(shù)研究院共同申請組建。這是河南首批榮獲國家市場監(jiān)管總局批準(zhǔn)建設(shè)的技術(shù)創(chuàng)新中心,標(biāo)志著超硬材料產(chǎn)業(yè)市場監(jiān)管科研能力建設(shè)實現(xiàn)新突破。
“只有測得出,才能造得出;只有測得準(zhǔn),才能造得精?!蔽覈a(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)能力的許多短板與“測不了、測不全、測不準(zhǔn)”密切相關(guān)。破解產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)薄弱問題需要更先進的計量測試技術(shù)、更強的計量能力和更高的測量水平。
肖騰表示,未來五年,該創(chuàng)新中心將圍繞超硬材料及制品領(lǐng)域市場監(jiān)管和質(zhì)量基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)技術(shù)需求,聚焦產(chǎn)業(yè)計量測試技術(shù)創(chuàng)新,搶占標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)高地,助力產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)突破,促進重大基礎(chǔ)研究成果產(chǎn)業(yè)化,形成超硬材料及制品產(chǎn)業(yè)計量測試及標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)人才高地、技術(shù)高地和創(chuàng)新高地。
肖騰介紹,該創(chuàng)新中心將重點從計量技術(shù)、測試技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)三個方向開展攻關(guān)研究。
計量技術(shù)上,主要開展超硬材料、超硬材料制品精密工具領(lǐng)域關(guān)鍵參數(shù)計量校準(zhǔn)技術(shù)研究,以及超硬材料制品高端消費和功能化應(yīng)用關(guān)鍵參數(shù)量值溯源傳遞技術(shù)研究。
測試技術(shù)上,主要針對電子、光伏等先進制造領(lǐng)域用超硬材料關(guān)鍵控制參數(shù)不能測、測不準(zhǔn)等難題開展研究,以及針對金剛石在消費領(lǐng)域、半導(dǎo)體功率器件領(lǐng)域、熱沉材料領(lǐng)域、光學(xué)窗口領(lǐng)域、高頻聲學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用時的關(guān)鍵參數(shù)測試技術(shù)研究。
標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)上,主要針對培育鉆石品質(zhì)評價、質(zhì)量分級及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)研制技術(shù)研究,以及金剛石熱沉片、光學(xué)片相關(guān)測試技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研制技術(shù)開展研究。
“中心將實現(xiàn)超硬材料及制品核心應(yīng)用領(lǐng)域全覆蓋,打通超硬材料及制品產(chǎn)業(yè)鏈,推動整個產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展?!毙をv說。
這里“碳”索計量技術(shù)前沿
技術(shù)創(chuàng)新中心名稱:國家市場監(jiān)管技術(shù)創(chuàng)新中心(碳計量)
依托單位:鄭州計量先進技術(shù)研究院
這里能夠?qū)崟r地反映出鄭州市全域7568平方千米的碳排放量及分布;這里可以使用煙道流量計量標(biāo)準(zhǔn)裝置模擬不同的煙氣條件進行校準(zhǔn),實現(xiàn)煙道流量準(zhǔn)確度提升一個數(shù)量級,測量能力位居世界第一;這里還建立了全國唯一、世界唯二的基于小區(qū)域反演和差分吸收激光雷達的無組織排放計量系統(tǒng)……
建設(shè)初衷為更好發(fā)展碳計量技術(shù)
鄭州計量先進技術(shù)研究院(以下簡稱“鄭州計量院”)由鄭州市人民政府和中國計量科學(xué)研究院于2019年共建成立,是“河南省重大新型研發(fā)機構(gòu)”。目前鄭州計量院的主要職能是落地頂尖國際水平的研究成果,繼續(xù)研發(fā)并生產(chǎn)國內(nèi)空白的高端精密儀器裝置,并將已經(jīng)研發(fā)出的高端裝置替代進口裝置,帶動鄭州高科技經(jīng)濟,繼而向全國推廣應(yīng)用。
“建設(shè)國家市場監(jiān)管技術(shù)創(chuàng)新中心(碳計量)的初衷是為了更好地發(fā)展碳計量技術(shù),希望該創(chuàng)新中心在技術(shù)創(chuàng)新、成果轉(zhuǎn)化和人才培養(yǎng)三個方面發(fā)力,更好將工作推進下去?!编嵵萦嬃吭焊痹洪L張亮介紹。
據(jù)了解,該中心依托鄭州計量院,圍繞碳排放/碳匯監(jiān)測、反演、高端設(shè)備研發(fā)等領(lǐng)域,已獲得眾多具有國際領(lǐng)先水平的技術(shù)創(chuàng)新成果,可在企業(yè)的排放端碳測量、城市/區(qū)域碳排放監(jiān)測和計量等多個層面,通過計量標(biāo)準(zhǔn)的建立和國際比對,實現(xiàn)碳數(shù)據(jù)的國際互認(rèn),助力建設(shè)國家碳計量體系。
張亮表示,中心將聚焦國家“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)和產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新發(fā)展的重大需求,以提升我國碳計量能力為目標(biāo),圍繞精準(zhǔn)可溯源的企業(yè)碳排放量計量技術(shù)、不同尺度區(qū)域?qū)崪y反演碳排放清單技術(shù)、高端碳測量儀器裝備研發(fā)等領(lǐng)域開展研究。
高端儀器裝備市場需求達數(shù)億元
國家市場監(jiān)管技術(shù)創(chuàng)新中心(碳計量)還將致力于攻克碳測量相關(guān)高端儀器裝備的技術(shù)難題。據(jù)了解,鄭州計量院已建立國內(nèi)頂尖的光腔衰蕩光譜法碳測量裝置多套,其CO2和CH4不確定度測量已達國際先進水平;已建立國內(nèi)頂尖的差分吸收激光雷達系統(tǒng),能夠?qū)崿F(xiàn)大氣污染物和溫室氣體測量,激光雷達的波長范圍可覆蓋到3μm,排放量測量不確定度小于30%;已建立多套國內(nèi)頂尖的煙道排放量計量裝置。
張亮表示,目前煙道排放量的計量裝置已實現(xiàn)產(chǎn)品化,光腔衰蕩光譜、差分吸收激光雷達測量等技術(shù)的高端設(shè)備研發(fā)工作也接近產(chǎn)品化階段。這些高端碳監(jiān)測設(shè)備將結(jié)束我國碳大氣觀測和碳源監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)長期依賴歐美產(chǎn)品的現(xiàn)狀,打破國外在該領(lǐng)域的壟斷,全面提升我國在碳測量儀器儀表行業(yè)的話語權(quán),增強我國碳測量儀器產(chǎn)品的競爭力。
據(jù)悉,在雙碳目標(biāo)的實現(xiàn)過程中,我國碳測量儀器市場潛力巨大,其中僅光腔衰蕩溫室氣體濃度監(jiān)測設(shè)備年度市場需求就達數(shù)億元,中心系列高端碳測量儀器的量產(chǎn)將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益,該技術(shù)創(chuàng)新中心力爭打造百億規(guī)模高端儀器儀表企業(yè)。
“今年相關(guān)精密測量儀器裝備的交易額已達四五千萬元,預(yù)計明年還將進一步擴展,所以中心在五年內(nèi)形成高端儀器裝備產(chǎn)業(yè)鏈基本配置的目標(biāo)并不難實現(xiàn)。”張亮說。