產業發展對玻璃材料的要求迅速提升。中建材玻璃新材料研究總院構建創新鏈、工程鏈、產業鏈“三鏈融合”新模式，滿懷熱情地走出了一條“彎道超車”的玻璃新材料研發之路，實現全球高端玻璃技術工程與高端玻璃裝備占有率均超65%，推動中國建材集團由傳統建材企業向無機非金屬材料原創技術策源地轉變。6月3日，《人民日報》“科技視點·走進優秀創新團隊”專欄刊發《中建材玻璃新材料研究總院團隊研制生產出一系列世界領先的玻璃新材料 努力實現科技和產業“雙向奔赴”》，以下為您全文分享——
中建材玻璃新材料研究總院團隊研制生產出一系列世界領先的玻璃新材料
努力實現科技和產業“雙向奔赴”
（科技視點·走近優秀創新團隊）
▲彭壽（右一）在指導實驗。
中建材玻璃新材料研究總院供圖
熔融的玻璃液自由流淌到錫面上，均勻攤開，在拉邊機作用下慢慢變薄。退火冷卻后，經過裁切，最終形成原板寬近2米、厚6毫米的質量較好的玻璃……1971年9月，我國第一條浮法玻璃生產線建成投產。這種浮法玻璃工藝與英國“皮爾金頓浮法”、美國“匹茲堡浮法”齊名，成為全球三大浮法工藝之一。同年，100多名科研人員響應國家號召，從北京南遷至安徽蚌埠，中建材玻璃新材料研究總院（原國家建材局蚌埠工業設計研究院）自此在這里扎根。
到了本世紀初，產業發展對玻璃材料的要求迅速提升。20多年來，中國工程院院士、中國建材集團首席科學家，中建材玻璃新材料研究總院黨委書記、院長彭壽帶領團隊錨定先進玻璃材料“主賽道”，開展硅質原料提純、玻璃成分及配方設計、新型熔化、超薄成型等一系列關鍵核心技術的研發、工程化與產業化，研制生產出眾多世界領先的玻璃新材料，實現全球高端玻璃技術工程與高端玻璃裝備占有率均超65%，讓中國浮法玻璃從追趕走向超越，推動中國建材集團由傳統建材企業向無機非金屬材料原創技術策源地轉變。
一個信念
“一定要把中國的玻璃事業做上去”
走進中建材玻璃新材料研究總院，能夠直觀真切地感受到玻璃的“無處不在”和“千變萬化”：廠房外墻上的玻璃，涂抹4微米厚的碲化鎘光電薄膜后，就變成可導電、可發電、可回收的半導體材料，完成光電轉換和電能供應，實現“有光就有電”；實驗室里，30微米柔性可折疊玻璃彎折壽命突破100萬次，按照1天折疊100次計算，可供折疊屏手機使用超過27年；錐形瓶中盛放著中空的微米級玻璃粉體，粒徑為5至150微米，密度最低僅為水的1/10，成為深海探測裝置的關鍵浮力材料……
▲30微米柔性可折疊玻璃
超薄電子玻璃、TFT—LCD（液晶顯示器）超薄浮法玻璃基板、30微米柔性可折疊玻璃、銅銦鎵硒發電玻璃、碲化鎘發電玻璃、疫苗用中性硼硅玻璃管、空心玻璃微珠……這些成果都來自中建材玻璃新材料研究總院。作為一家1953年成立的國家級科研院所，它既見證了我國玻璃工業的發展歷程，也承載著自主創新的重要使命。
上世紀80年代，我國玻璃產量首次實現世界第一。但此后很長一段時間，我國玻璃在技術和品質方面與國際先進水平存在差距，并且到了本世紀初，這種差距還有被進一步拉大的風險。中建材玻璃新材料研究總院首席專家張沖回憶：“當時我國玻璃的產量比較大，但是像汽車玻璃原片、高等級建筑用玻璃都做不了。”
另一方面，隨著產業發展進步，新的玻璃品種開始涌現，國民經濟對高品質玻璃材料的需求日益提升。“整個行業發生了顛覆性變化。”張沖舉例，“當時，剛剛興起的太陽能發電電池需要玻璃，顯示產業由CRT（陰極射線顯像管技術）向平板顯示轉換也需要玻璃，而這些高端玻璃基本被國外廠商壟斷。”
當時作為國內玻璃材料方面的重要研究機構，中建材玻璃新材料研究總院只能進行一些普通浮法玻璃生產線設計，在高端玻璃領域基本上是“一張白紙”。面對轉型要求，必須瞄準新興領域，做高品質的玻璃。
這是一個必須“跳高”才能夠得著的目標。院里不少人心有疑慮：“研發、工程進行轉移缺乏基礎”“新品種根本就沒設計過”“人才、裝備底子太薄”……彭壽就任院長后瞄準目標、毫不動搖：“沒有資源我們去找，沒有人才我們自己培養。但是大家要堅定信心，一定要把中國的玻璃事業做上去。”
在這個目標的牽引下，中建材玻璃新材料研究總院招聘規模一下擴大了幾倍，給研發人員提供可與北京、上海比肩的薪資待遇；同時開始籌劃建設國家重點實驗室，積極承擔各級課題任務。但是大家深知，要想把技術“跑通”，還是要靠項目帶動，經受市場的檢驗。
三次跨越
每一步都充滿挑戰
長期以來，我國高端浮法玻璃一直依賴進口。中建材玻璃新材料研究總院充分發揮科研開發以及工程化、產業化優勢，在關鍵技術研發和應用上進行攻關，提出了浮法玻璃微缺陷控制、低能耗制備新方法，成功開發出世界最大規模日熔化量1200噸的玻璃生產線核心技術與成套裝備，讓我國第一次用自己的工藝生產出滿足汽車和高等級建筑需求的玻璃。
經過持續攻關，中建材玻璃新材料研究總院的裝備、技術和管理水平得到了極大提升，很快奠定了自身的市場地位，并為福耀集團等知名企業提供了汽車玻璃原片核心技術與成套裝備。
太陽能事業同時也是玻璃事業。當時，太陽能多晶硅電池開始出現，中建材玻璃新材料研究總院在廣東東莞建設我國第一條光伏玻璃生產線。
玻璃性能的不同，使得研制生產幾乎又要“從頭開始”。玻璃液的黏度跟以前不一樣，鐵含量低，玻璃透光率高，原來設計的一套東西就難以適應。經常是原料投不進去，熔化后又到處都是玻璃液，板拉出來質量沒有保證，每一步都充滿挑戰。
當時國外已有比較成熟的工藝，但國內才剛剛起步。面對壓力，中建材玻璃新材料研究總院創新性地開發出了更具前景的工藝路線。東莞產線建成投產后，又經過多次迭代，團隊建成了全球首條日熔化量1200噸光伏玻璃生產線，推動我國太陽能光伏產業快速發展。
幾年間，中建材玻璃新材料研究總院的年銷售額增長至上百億元。實力壯大起來，“研發、工程化、產業化”也形成了良性循環。但團隊并沒有止步，這一次，他們的目光瞄向了性能要求更苛刻、生產技術更復雜、工藝難度更高的顯示玻璃，并且決心用中國自己的浮法工藝來生產。
起步晚，沒有經驗可以借鑒，團隊又一次開始了艱辛而漫長的攻關歷程：2014年，0.33毫米；2016年，0.15毫米；2018年，0.12毫米，這也是當時世界上最薄的觸控玻璃……在超薄電子觸控玻璃領域不斷突破，團隊將中國浮法工藝再次帶到了產業前沿。短短4年，他們在國際市場的份額就增長到40%。
面對顯示玻璃由厚到薄、由小到大、由薄到柔、由有到精的發展趨勢，團隊意識到，要想真正取得顯示玻璃領域的“話語權”，高世代TFT—LCD玻璃基板是必須攻克的技術難關。
作為液晶面板上游的關鍵戰略材料，高世代TFT—LCD玻璃基板核心技術及其市場長期被國外公司壟斷。面對這條最有發展潛力也是最艱難的新賽道，團隊全力以赴、分秒必爭，要的是盡可能在最短的時間內趕超世界先進水平。
高世代TFT—LCD玻璃基板科技攻關的過程就是與顆粒“戰斗”的過程。所謂顆粒，指的是玻璃表面2至10微米的極微缺陷。產品剛下線時，每片玻璃的顆粒多達上萬個。團隊在幾十個參數變量中，尋求多個參數的匹配。他們早上討論工藝和參數，夜里出結果，每天分析、總結參數變化，尋找規律、提出對策建議，進行改善，再分析下步如何走，最終硬是將每片玻璃的顆粒數量降到40個以內。
▲中國首片8.5代TFT-LCD玻璃基板
2019年8月，我國首條8.5代TFT—LCD玻璃基板生產線在蚌埠一次性引板成功，項目也由烤窯升溫、聯動調試階段正式轉入試生產階段，為產品批量下線奠定了堅實基礎。自此，我國成為全球為數不多掌握高世代TFT—LCD玻璃基板生產技術的國家之一。
三鏈融合
讓科技和產業“雙向奔赴”
多年來，團隊規模越來越大，產值、營收不斷提升，但中建材玻璃新材料研究總院仍然在玻璃領域保持著專注。在浮法玻璃新技術國家重點實驗室副主任曹欣看來，深厚積累和有序傳承始終是這個團隊的特色，正是有了長期的沉淀，才能不斷延長研究鏈條、拓展研究覆蓋面。
中建材玻璃新材料研究總院還堅持面向產業優化浮法工藝，讓科技和產業“雙向奔赴”。“材料是產業的重要支撐，材料只有面向產業、與下游產業‘適配’，才能不斷迭代優化，越做越好。”曹欣說，該院通過構建創新鏈、工程鏈、產業鏈“三鏈融合”新模式，有效支撐了信息顯示、新能源、半導體和高端裝備等領域對先進玻璃材料的需求。
在中建材玻璃新材料研究總院，科研人員既可以選擇從事應用基礎研究，也可以承擔產業轉化任務。“我們建立了分門別類的考核評價體系，允許雙向選擇。”曹欣說，“對于偏基礎的研究，我們設置了階段性和連續性的考核標準，給予自由度，鼓勵‘試錯’；在成果轉化和產業化方面，我們也有諸如‘生產線要拉起來’‘哪些指標要驗證通過’等標準。此外，我們還推出了項目跟投、超額利潤分紅等新措施，來鼓勵創新創造。”
玻璃是典型的熱工生產過程，貿然停工會造成很大損失。因此，玻璃生產線經常需要“連軸轉”。這也是中建材玻璃新材料研究總院科研人員多年來的工作狀態。“我們保持科學探索的興趣和好奇心，坐得住‘冷板凳’，多問幾個‘為什么’。”6年前，在重點實驗室做基礎研究的朱明柳轉崗到8.5代TFT—LCD玻璃基板生產一線，在攻關過程中眼鏡甚至被烤化了兩副。
“跨學科、跨領域的交叉融合成為材料研究和創新的重要趨勢，不斷催生新的學科前沿、科技領域和創新形態。”彭壽表示，“現有的團隊要不斷提升壯大，不斷適應深化與信息科學、能源科學、生命科學、空間科學等領域的交叉創新，開展前沿技術探索，為集成電路、顯示技術、智慧醫療、空間科技等未來科技和產業發展提供支撐。”
來源：人民日報
