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中建材玻璃新材料研究總院:世界最薄玻璃是如何煉成的

發布時間:2023-10-20 瀏覽量:1941 來源:企業觀察報
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中建材玻璃新材料研究總院辦公樓 
 
世界最薄0.12毫米超薄電子觸控玻璃、中國首片具有自主知識產權的8.5代TFT-LCD浮法玻璃基板、國際領先的30微米柔性可折疊玻璃、世界最高光電轉換率銅銦鎵硒發電玻璃、世界首片大面積(1.92m2)碲化鎘發電玻璃、中國首支疫苗用中性硼硅玻璃管等玻璃新材料產品屢次打破國外壟斷。
 
為什么中建材玻璃新材料研究總院(以下簡稱“中研院”)為什么能做到“中國首創 世界領先”?其中不僅有企業70年的傳承和底蘊,也與企業多年來堅持科技創新、提升質量水平、推進品牌建設密不可分。
 
70年發展簡史
 
1953年,中研院前身中央重工業部建筑材料工業管理局設計公司在北京成立。一年后,該院開始從事秦皇島耀華玻璃廠1號窯的復建工程設計,這是我國自行設計的第一條玻璃生產線。
 
20世紀60年代中葉,該院抽調科研人員參與研究管莊階段的浮法工藝試驗,并參與在株洲玻璃廠進行小試和1971年在洛陽浮法廠的中試,聚焦浮法玻璃攻關。
 
1971年,為支持國家“大三線”建設,該院由北京遷至蚌埠,隸屬于國家建材局。
 
80年代初,聯合國工發組織援建的中國玻璃發展中心落戶該院。
 
1984年,該院實行事業單位企業化管理。
 
1987年,該院與大連DFG簽署了從配套工程咨詢設計到最終工程總承包的合同,開辟了玻璃勘察設計單位從單純工程設計向工程總包轉型的先河。
 
1989年,該院承擔了沈陽500t/d浮法玻璃生產線的設計工作。該項目獲得全國勘察設計銀獎,該院也因此步入“浮法勘察設計”之列。
 
1990年,該院承包經營了東海玻璃廠,這是一次經營實業的改革嘗試,也是其在企業化改革過程中的小試牛刀。
 
1992年,該院被國家建材局選為全面推行技術經濟責任制試點單位。同年,國家建材局組織秦皇島、蚌埠及杭州三個玻璃設計院申報了“八五”科技攻關計劃,并使用科技攻關成果建成了中國浮法玻璃行業第一個導向性目標窯,為全國同行業起到樣板和示范作用。
 
1995年,該院被建設部列為建立現代企業制度試點單位。
 
1996年,由國家建材局主持,秦皇島、蚌埠及杭州三個玻璃設計院合作完成中國“八五”期間國家重點項目——秦皇島耀華浮法玻璃示范線。該項目代表了當時中國玻璃工業最高水平,明顯縮小了中國浮法技術與國際水平的差距。
 
1997年,該院改造洛陽600t/d浮法一線,與洛玻集團聯合攻關了近兩年,重點開展了解決玻璃微缺陷、2mm汽車玻璃和19mm~25mm超厚大板浮法玻璃生產、操作軟件開發等工作。
 
2000年該院正式轉制為科技型企業,進入中國建材集團,并改制成立中國建材國際工程集團。
 
2011年,全年業務收入首次突破100億元大關,利潤總額超過10億元,實現了歷史性突破。
 
2012年1月,蚌埠硅基新材料基地被評定為第四批“國家新型工業化產業示范基地”。
 
2014年,以該院為核心企業在北京成立凱盛科技集團有限公司。同年,成功拉引0.33毫米超薄浮法電子玻璃,刷新中國玻璃發展新紀錄,實現中國浮法玻璃向電子信息顯示領域的跨越。
 
2016年5月,該院成功拉引0.15毫米超薄浮法電子玻璃,再次刷新中國超薄浮法電子玻璃薄型化生產紀錄。
 
2018年4月,該院研發的0.12毫米超薄電子觸控玻璃成功下線,繼0.15毫米之后,又一次創造了浮法技術工業化生產的世界最薄玻璃紀錄。同年12月9日,該院申報的超薄觸控玻璃關鍵技術與成套裝備開發及產業化項目獲中國工業大獎。
 
中建材

國內首片8.5代 TFT-LCD 超薄浮法玻璃基板 
 
2019年9月,該院自主研發生產的8.5代TFT-LCD玻璃基板生產線在蚌埠下線,中國成為全球第三個掌握高世代TFT-LCD玻璃基板生產技術的國家。
 
2020年,該院在國內率先開發出30微米柔性可折疊玻璃,這是目前工業化最薄的可折疊玻璃。2021年2月,柔性可折疊玻璃實現重大突破,形成了國內唯一覆蓋“高強玻璃—極薄化—高精度后加工—柔性貼合”的全國產化柔性超薄玻璃產業鏈,突破了信息顯示關鍵材料“卡脖子”技術,打破了國外壟斷。
 
2021年底,該院完成增資重組,打造集科研開發、產業孵化、工程服務于一體的玻璃新材料高科技中央應用研究院。
 
2022年2月,中研院正式成立。
 
2023年5月,經美國國家可再生能源實驗室測試證實,該院所屬Avancis公司生產的30厘米×30厘米銅銦鎵硒發電玻璃光電轉換效率達到20.3%,再次打破世界紀錄。
 
70年來,中研院雖然不斷遷徙和輾轉,但其科研工作者始終沒有停止追逐璀璨“玻璃夢”的腳步。多年來,中國工程院院士,中國建材集團首席科學家,中研院黨委書記、院長彭壽帶領團隊埋頭苦干、持續技術創新和豐富的產業實踐,累計承擔國家“863”“973”科技支撐計劃課題近20項,獲國家科技進步獎一等獎1項、二等獎3項,省部級科技成果獎數百項;累計承擔和參與國家課題20項,擁有專利2442項,其中發明專利844項,牽頭/參與編制2項國際標準、27項國家標準。先后斬獲第五屆中國工業大獎、中國國際工業博覽會大獎、首屆師昌緒新材料技術獎、中國質量獎提名獎等獎項。
 
“世界最薄”背后的秘密
 
中研院70年的發展歷史,就是一部中國玻璃工業的科技創新史。
 
玻璃,在日常生活中無處不在。尤其是走向輕薄化、智能化的手機、平板電腦等電子產品,其觸控面板和顯示面板正因應用了超薄顯示玻璃,人們才得以暢享炫酷體驗。
 
一般把0.1—1.1mm厚度的玻璃稱為超薄玻璃,而超薄信息顯示玻璃是電子信息顯示產業所需的關鍵核心材料,廣泛應用于信息通信、智慧城市、國防科技等領域。
 
玻璃材料越薄,透光性和柔韌性就越好,相關顯示產品的重量也就越輕。
 
玻璃越薄,就越容易破碎。想要做到更薄,談何容易?如何兼顧玻璃的薄度、強度和韌度,是一個巨大的難題。
 
2013年以前,1.1毫米以下的超薄乃至極薄玻璃,屬于當時國內市場空白。由于其研發過程需要多學科、多領域的高度復合集成,工藝技術復雜,生產難度極大,其核心技術長期被美國、日本少數幾家公司壟斷,導致國內光電顯示產業鏈關鍵環節嚴重缺失,產業發展長期受制于人,產品價格常年居高不下。
 
為了突破封鎖,中研院研發團隊聚焦開展原料提純、玻璃成分及配方、新型熔化、超薄成形等關鍵核心技術與裝備的科技攻關。突破了多項技術瓶頸后,2018年成功研發出0.12毫米的“世界最薄觸控玻璃”,并實現工業化生產。
 
0.12mm超薄玻璃的成功開發,標志著中國玻璃行業實現了從“跟跑”“并跑”到“領跑”的跨越。至此,迫使國外企業多次降價,僅進口產品售價降低一項,中國電子信息產業每年就受益3000多萬元,保障了國家電子信息顯示產業的安全。
 
此后,中研院研發團隊開始向可折疊玻璃進軍。經過成千上萬次的試驗,終于在2020年在國內率先開發出30微米(0.03毫米)柔性可折疊玻璃,在玻璃新材料領域再創一項中國第一、世界領先的成果。
 
中建材

世界領先30微米柔性可折疊玻璃 
 
經過測試,30微米柔性可折疊玻璃彎折壽命突破百萬次,核心性能指標全球領先,在源頭上保障了中國新型顯示產業鏈、供應鏈安全。
 
在新一輪科技革命和產業變革背景下,以互聯網、大數據、人工智能等為代表的數字技術賦能新型顯示產業快速發展,大尺寸顯示玻璃,是信息時代玻璃材料競爭的高點。在2019年以前,大尺寸液晶面板所需的8.5代TFT-LCD玻璃基板完全由少數幾家國外企業供應,玻璃基板同樣成為嚴重制約國內顯示產業發展的“卡脖子”難題。
 
面對這一難題,中研院研發團隊以具有自主知識產權的浮法工藝為基礎,開始攻堅克難,終于在2019年攻克了一系列難題,中國首片自主研發的8.5代TFT-LCD浮法玻璃基板成功下線,實現了國內高世代電子玻璃基板“零”的突破,解決了中國顯示面板產業對國產化大尺寸玻璃基板的緊迫需求。
 
中研院創新研發團隊不斷攻克“卡脖子”難題,讓玻璃領域的“中國創新”閃耀在世界舞臺。
 
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浮法玻璃新技術國家重點實驗室 
 
創新的根本在人才
 
中研院創新的背后是人才。
 
據了解,該院近年來創造了多項“中國首創、世界第一”的玻璃新材料成果,完成了從傳統科研院所向高科技產業集團的華麗轉變,這得益于中研院始終堅持人才引領發展戰略。
 
多年以來,中研院始終堅持“人才是第一資源”的理念,搭建干事創業的平臺成就人才,營造拴心留人的環境集聚人才,創造成長成才的條件培養人才。為更好留住人才、使用人才、激勵人才,該院建立員工中長期激勵約束機制,實施員工持股。不僅如此,近年來,彭壽還牽頭組建了國家玻璃新材料創新中心、浮法玻璃新技術國家重點實驗室等國家級創新平臺12個,依托這些平臺先后培育了發電玻璃、高端應用材料、特種玻璃等多個產業化創新團隊,打造出了百名博士創新團隊。中研院采取人才引進與人才培養相結合的模式,對高端人才建立“全職引才”和“柔性引才”相結合的機制,篩選“引進人才”為新進青年技術人員的導師,并建立聯合培養機制,與高等院校及科研院所建立合作培養方案,與海內外名校建立了人員互訪、學術交流和項目合作計劃。
 
更重要的是,中研院還研究制定“十四五”人才發展規劃,明確人才隊伍建設的目標和具體舉措,實施以首席科學家制度為核心的科研創新機制,充分調動高水平人才的積極性;實行“從生產中來,到生產中去”的創新機制,與生產企業加強溝通,解決生產實踐問題,并制定科技投入長效機制。

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