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高斯達:東北「老」工業基地開「新」芽

新材料決定著一國製造業發展的後勁。特別是前沿材料的突破,將引領新產業發展,開拓新興市場。

當前新一輪科技革命與產業變革蓄勢待發,世界主要國家爭相尋找創新的突破口,搶佔未來發展先機,新材料領域就是其中之一。

新材料決定著一國製造業發展的後勁。特別是前沿材料的突破,將引領新產業發展,開拓新興市場。

2016年,為了加快推進新材料產業發展,推進位造強國戰略,國務院成立國家新材料產業發展領導小組。緊接著,2017年開春,工信部、發改委、科技部、財政部聯合印發《新材料產業發展指南》提出,推進材料先行、產用結合,以滿足傳統產業轉型升級、戰略性新興產業發展和重大技術裝備急需為主攻方向,並將先進基礎材料、關鍵戰略材料等作為發展方向。

「納米技術將在21世紀成為推動新的產業革命的關鍵技術,而納米材料作為新材料的代表,勢必會引發製造業的根本變革,這是人類發展史上的一件大事。」

說這句話的是四平市高斯達納米材料設備有限公司(以下簡稱「高斯達」)董事長王志平。

與納米「結緣」

王志平的家族一直崇尚「技術立命」。

自民國開始,王志平的太爺就是當地遠近聞名的大工匠,創辦了一家手工業企業,生意做得十分興隆。但遺憾的是,太爺在有生之年沒有讓後輩參與到工廠的運營和管理當中,隨著他的突然離世,企業就此凋零。解放前,王志平的爺爺在當地一家工廠做技術工人,表現出很深的專業造詣。新成立后,王志平的家人投身到國有企業建設當中。令人引以為傲的是,四平市曾經評選出3個八級工匠,王志平家族就佔了其中的兩個席位。他的父親曾是當地鼓風機廠的技術科長,退休后,走上創業的道路,著手成立了四平市高斯達鼓風機廠。王志平自小就品學兼優,高中畢業后考上大學,先後就讀于吉林工學院機械系、哈爾濱工業大學材料系,取得碩士學歷。畢業以後,他被分配到國有企業工作,年紀輕輕就成功申報了省級發明專利。當時,王志平的母親患有一種罕見的疾病,花了很多錢用於治病,家裡生活非常困難。就是在這樣的情形之下,王志平辭去國企的工作,與父親共同創業,從此一發不可收拾。

1994年,吉林大學超微材料重點實驗室找到王志平的父親,要求廠里製作一款風機設備,專門用在一款超微粉製取設備上,當時,超微粉屬於學術前沿的成果,並沒有市場化。這樣的設備國內是沒有的,去國外買又太昂貴,實驗室老師找遍了吉林省所有國有企業,都沒能解決風機的問題。他們來到王志平父親創辦的民營企業,也只是抱著試試的態度。但是,沒用多長時間,父子倆就把這款專門用於超微粉製造的風機設備製造出來了。當時,國際上還沒有納米的概念,吉林大學科研人員就把這種粉末稱為超微粉。直到1999年,美國科學家提出納米的概念,超微粉才正式改名為納米粉。

王志平從此便與納米材料結緣。

直到2000年,他和父親共同創辦了四平高斯達納米材料設備有限公司。憑著發達的頭腦,高深的技術才能,以及堅韌不拔的科研韌勁,王志平和他的父親先後研發出包括SNH-Ⅶ型電弧法金屬納米粉製取設備、SNB-Ⅶ型電爆法金屬納米粉製取設備在內的多款納米製取設備。

自成立伊始,公司就立足於納米科技最前沿,研發生產納米材料、金屬納米製取設備,以及與納米材料相關的應用產品,獲得了三十餘項國家專利,承擔了國家火炬項目、國家技術創新項目、國家「863」引導項目等。2004年,公司獲得國家發改委振興東北老工業基地高技術產業化示範工程項目,總投資1億元,建成年產20台金屬納米粉製取設備、25噸金屬納米粉、年產6000㎡強韌納米結構金屬陶瓷塗層的規模。

如今的高斯達是納米技術產業協會理事長單位,創建了國內領先的集研發、生產、銷售和服務於一體的納米產品生產基地。2016年,公司資產規模達數億元,在四平當地除了國企和房地產企業之外,上繳稅收最多的就是高斯達。

納米材料用於傳統工業

2011年,科學院大連物理化學研究所航天催化與新材料研究室張濤團隊在國際上首次報道了單原子催化劑的製備與性能,同時提出了「單原子催化」的概念,現已成為催化領域新的前沿與熱點之一,併入選了美國化學會2016年「十大科研成果」。

在此理論基礎上,王志平通過大量實驗,成功將單原子的納米材料應用於催化劑當中。

納米技術是用單個原子、分子製造物質的科學技術,研究結構尺寸在1至100納米範圍內材料的性質和應用。而合成氨作為重要的化工原料,主要用於製備化肥、硝酸、銨鹽、純鹼等,在國民經濟中佔有重要地位。同時,合成氨又是一個噸位較大、能耗較高、效益低的產業。因此,改進合成氨工藝和催化劑將對能耗降低、經濟效益提高有巨大的影響。

為加快產業結構調整,制止盲目投資和低水平重複建設,促進合成氨行業健康發展。2012年工信部特制定了《合成氨行業准入條件》,鼓勵現有企業開展以原材料調整、產品結構調整、節能、環保和安全為目的的技術改造。

可以說,傳統的大多數催化劑不僅催化效率低,而且催化劑的製備造成生產原料的浪費、降低了經濟效益、對環境有一定的污染。而納米材料因其顆粒小,表面原子多,特別是化學活性、催化性及成材后的延展性和抗壓強度均優於普通材料。納米催化劑可以加速或延緩化學反應時間、增強選擇性、提高反應速率和效率、降低反應溫度等。

於是,高斯達經過反覆實驗,推出了鐵基納米合成氨催化劑。該產品低溫活性高、穩定性好,生產過程中不用氫還原;同時,在節能降耗和提高合成氨產量方面有明顯作用,經河南駿化發展股份有限公司產品使用單位測定:「使用高斯達納米合成氨催化劑比使用傳統催化劑的反應轉化率提高10-15%,選擇性提高5-10%。」

將納米材料用於改進和提升催化劑產品,是王志平在新材料領域做出的第一個創新性應用。

「強勢」進駐軍工領域

2017年1月,知名軍事網站一條消息吸引了筆者的注意,作為美國尖端軍事武器之一的尾翼穩定脫殼穿甲彈,採用了最新的鎢鉻鐵粉末冶金合金,其合金的納米硬度達到了21吉帕,而這種合金的製作過程是美國的最高機密。

其實早在15年前,即2002年7月,王志平和他的合作夥伴就已經向總裝備部上報了「納米W-Ni-Fe穿甲彈研製」項目,可以說,相關技術領先美國十餘年。也正是由於這個原因,王志平創辦的高斯達公司被國外某些機構和人員「盯梢」,受到了國務院領導高度重視。

在國務院指派下,省級保密局、市級安全局對此事做出深入調查后,作出指示:「高斯達的納米粉體及製備技術已經達到國際先進水平,屬於國內領先水平。所以,近年來受到國外有關機構人員的關注,後者試圖聯繫索購該公司的產品。由於該企業積極採取安全防範措施,有效地保護了尖端科學技術機密的安全。」

雖然項目因此擱置了幾年時間,王志平這個名字卻在軍工領域「一炮而紅」。「很多軍事專家或許不知道四平在哪兒,但卻知道四平有個高斯達。」對此,王志平頗為自豪。

多年以來,高斯達已與多家軍工科研單位合作,為它們提供了大量的國防軍工用金屬及合金納米粉體、軍工配套的納米材料應用部件。為了全面進駐軍工與國防領域,2016年,高斯達成功獲得了武器裝備科研生產許可證。

在軍工領域,納米粉材料應用廣泛,例如Al、Mg等金屬納米粉,是導彈、火箭助燃劑必備的高性能材料。Ti金屬納米粉是高性能的防腐材料,尤其在高性能防腐油漆上得到廣泛應用。而Fe、Co、Ni、Fe-Ni合金、Fe-Co合金、Ni-Co合金等納米粉是隱身飛行器上必備的關鍵材料,也是生產金剛石、碳納米管及貴重金屬等材料的必備催化劑。石墨碳包覆Ni納米粉是大功率鎳氫電池中必備的關鍵材料,W-Ni-Fe合金、W-Cu合金納米粉是兵器工業所需的高硬度材料,Cr-Al合金納米粉是核動力武器必備的關鍵表面材料,W納米粉是高性能、高精度硬質合金刀具必備的新型材料。

2017年,高斯達將與南京理工大學、西北工業大學加大合作力度,在爆炸燒結納米組構合金材料技術、軍用金屬3D列印等項目上,重點研發最新的技術成果。

尤其是與南京理工大學合作方面,雙方擬就爆炸燒結技術製取高強度特種鋼、航空用快速冷凝高強度鋁合金納米塊體開展合作研究。截至目前,該項目已經取得了顯著的進展,研製成功的納米晶結構的TiAl材料將應用在飛機發動機渦輪葉片上,即將減少國家民用航空發動機對進口部件的依賴,增強現有軍用戰機發動機關鍵性能指標。TiAl合金葉片代替Ni基合金,將減輕發動機重量200-300千克以上。到2020年,TiAl納米晶結構合金材料的用量在航空、航天發動機中將佔有20%左右的份額。

3D列印將顛覆製造業

如今,世界各國都在不斷加強3D列印技術的研發及應用。地方政府也十分重視3D列印產業,陸續在各地建立了3D列印技術產業創新中心和科技園。

3D列印(增材製造)技術是全球最關注的新興技術之一,以數字模型文件為基礎,運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過逐層列印的方式來構造三維物體的快速成形技術。

王志平認為,「3D列印的核心是它對傳統製造模式的顛覆,因此,從某種意義上說,3D列印最關鍵的不是機械製造,而是材料研發。」

金屬是3D列印市場需求最強勁的材料。金屬零件3D列印主要應用於航空、航天、軍工、模具製造以及醫療等領域,用於這些領域的共同特點是個性化、小批量的快速製造。相對來說,醫療行業3D列印的應用發展速度較快,而其他領域發展較緩慢,因為這些領域對列印零部件的內部質量、機械強度、成型速度、配合精度均提出了高要求。更為遺憾的是,目前高端的合金粉末和製造設備還主要依靠進口。

為了解決這些問題,高斯達與西北工業大學、西安交通大學正在積極籌備有關「軍用金屬3D列印納米造粒複合粉體應用」的項目。該項目一旦研發成功,金屬3D列印設備及材料必將部分實現進口替代。

截至目前,該項目已經取得了相當大的進展。不久的將來,金屬3D列印納米造粒粉體的性能有望達到世界先進、亞洲領先的地位。「該種高品質軍用金屬3D列印納米造粒複合粉體製取技術和工藝還可以遷移到高檔粉末冶金用原材料粉體、熱噴塗用粉體的製取,有廣闊的發展空間。」王志平強調。

東北「固疾」

四平,對於王志平而言,最美是故鄉。他在這裡出生、成長,也見證了這座城市的繁榮與蕭條。

四平是新新興的工業城市,「換熱器之鄉」,重工業企業曾經在這裡屢創輝煌。但遺憾的是,隨著改革開放的深入,這個新興的工業城市也無法擺脫老東北工業的「痼疾」很多企業家還固守著老國有企業管理思維,產業發展遇到了瓶頸。

「困擾四平的最大難題是教育和人才。

王志平認為,一個城市,如果沒有技術人才就等於沒有工業,沒有工業就等於沒有商業,沒有商業這個城市就沒辦法發展。四平市想要發展,首先是要抓住人才。王志平的人才觀得到了四平市政府領導的重視,已經認真深入地去探討如何吸引優秀人才到四平來,進而讓這座城市的產業和經濟重煥生機。

值得歡呼與鼓舞的是,2016年12月19日,經國務院批准,國家發改委正式印發了《東北振興「十三五」規劃》(以下簡稱《規劃》)。這是國家層面促進東北振興的綱領性文件。

《規劃》明確表示,要解決政府職能錯位、越位、缺位、不到位等問題,建設服務型政府和法執型政府,優化東北地區營商環境,構建新型政商關係。建設以「親」「清」為主要特徵的新型政商關係,及時解決民營企業發展中遇到的實際困難。

更為重要的是,《規劃》指出,必須推進民營經濟發展改革示範工作,健全和完善促進民營經濟健康發展的體制機制,優化民營經濟發展環境。完善民營企業公共服務平台,增強提供創新創業、人才培訓、市場開拓、法律政策等服務的能力。壯大一批主業突出、核心競爭力強的民營企業集團和龍頭企業。扶持中小企業發展,合理降低企業稅費負擔,著力降低制度性交易成本,多措並舉降低實體經濟企業用工、用地等要素投入成本。

中關村是我的「外腦」

身為技術型企業家,王志平非常尊重科研工作者,他說這一群體是科技創新的前行者。但是有一次,讓王志平很懊惱:「2000年,我趕赴杭州參加一個學術會議。一位知名院士在會上宣稱,納米這個東西現在只是理論研究,真正產業化是三五十年以後的事情。我當時就反駁了這位院士的話,不管幾十年以後是否出成果,我們從現在開始就要投身實踐,讓企業介入,如果實踐不去搞,納米產業化便永遠也實現不了。」

距離那次會議至今,僅僅過了十餘年時間,納米領域理論與實踐的結合卻是越來越緊密了。

以高斯達為例,科學家為企業指引發展方向,企業為科學家貢獻產業成果。雙方融會貫通,彼此交相呼應。

在東北老工業基地,一家高科技企業如何在沒有人才和資金的優勢下生存和發展?王志平的秘訣是,除了鞏固自身的技術優勢,還要藉助外腦,整合外部資源。

他在幾所高校任職材料專業碩士生導師,喜歡與同校的教授學者探討納米學術問題,也經常參加國內外納米領域的學術會議,通過與專家相互切磋,從中找到志同道合者,開展產學研合作,此舉不僅積累了豐富的專家資源,而且夯實了高斯達的科研根基。他一直強調,只有立足高遠,開闊眼界,瞄準納米發展前沿,與前沿科研隊伍建立合作關係,企業的道路才能越走越寬。

截至目前,高斯達在國內聘請了一批從事金屬納米材料及熱噴塗材料的高新技術骨幹人才做兼職學者,其中院士2人,長江學者3人,首席研究員2人,教授(博導)10人,博士6人。與此同時,公司已與俄羅斯國家科學院工程技術中心、北京大學、清華大學、北京理工大學、昆明理工大學、北京工業大學、天津大學、吉林大學、哈爾濱工業大學、南京理工大學、瀋陽工業大學、長春工業大學、東北農業大學、吉林農業大學、吉林師範大學、北京礦冶研究總院、科學院金屬研究所等單位建立了生產、科研協作關係,為企業在納米技術應用領域的深入發展奠定了良好的基礎。

他還強調,位於北京的中關村是他的「外腦」。中關村是國家自主創新示範區,也是智慧的集合地,高校鱗次節比,科研院所星羅棋布。在這裡,王志平可以很準確地尋找到最新科研和商業信息,這對他來說非常重要。

2017年,高斯達將在全國範圍內開展產業布局。

第一步,與南京理工大學合作,在南京設立納米組構材料研究院有限公司,專門研究納米爆炸燒結技術,並將其用於國防和軍工領域。「如今,高斯達已取得武器裝備生產科研許可證。當地政府給我承諾,如果公司申報了國家尖端軍工項目,國家給我多少經費,當地政府也會給予相同的獎勵。」說這話時,王志平很是欣慰。

第二步,與西北工業大學、西安交通大學合作,在西安設立3D列印公司,拓寬納米材料3D列印業務。

第三步,落子北京,設立營銷公司,專門從事納米材料、設備的研發和營銷。

第四步,與天津大學和南開大學合作,成立納米研發中心。「北京交通成本和人力成本較高,在京津冀一體化趨勢下,天津也是不錯的選擇。」王志平強調。

第五步,成立基金公司,吸引加拿大、美國等優秀基金,用於高新技術投資。

最後,堅持生產基地放在四平不動搖。家有高堂不遠行,四平永遠是王志平創業的根據地。

除此之外,高斯達將在今年啟動Pre-IPO輪融資,融資金額為6000萬元,用於拓展納米材料產業化。

一個產業的發展便是如此,必須著眼於以科技創新為核心的全局,整合產業相關的資源要素,突破影響創新的體制機制,才能全面推動產業發展。

王志平說,「在我有生之年,能把納米產業這一件事兒做好,足矣!」

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