創(chuàng )造奇跡的“超薄玻璃”
5月10日,關(guān)于《中國造出“超波玻璃”,厚度堪比A4紙!》的新聞,登上了當天的熱搜排行榜,并被央視新聞、人民日報、紫光閣等各大媒體平臺轉發(fā)。網(wǎng)友們的點(diǎn)贊與歡呼、支持與鼓勵讓建材人倍感驕傲與自豪。“點(diǎn)贊中國造!”“為中國建材人點(diǎn)贊!”“厲害了,我的中國建材!”“感謝為此付出辛勤汗水的工作人員!”……今天,本報將央視財經(jīng)《經(jīng)濟半小時(shí)》的探訪(fǎng)過(guò)程進(jìn)行梳理、記錄,希望大家能跟隨記者的視線(xiàn),認識超薄玻璃,了解中國創(chuàng )造背后的故事。
玻璃在日常生活中可以說(shuō)無(wú)處不在,幾乎是天天能見(jiàn)到,但您見(jiàn)過(guò)厚度只有0.12毫米的玻璃嗎?0.12毫米是個(gè)什么概念?一張A4打印紙的厚度是0.095毫米,也就是說(shuō),這種玻璃只比一張紙略厚一點(diǎn)。更神奇的是,這種玻璃還很結實(shí)。
2018年5月9日,記者走進(jìn)了中國建材玻璃平臺企業(yè),采訪(fǎng)了中國建材集團董事長(cháng)宋志平和所屬凱盛蚌埠院首席科學(xué)家彭壽及科研人員。
只比A4紙稍厚,家用轎車(chē)150公里時(shí)速撞擊毫發(fā)無(wú)損
記者來(lái)到生產(chǎn)現場(chǎng),看到中國建材集團蚌埠院功能玻璃研究所副所長(cháng)曹欣正帶著(zhù)他的團隊做超薄玻璃的落球實(shí)驗,測試超薄玻璃的性能。曹欣將55克鋼球放在1米的高度,自由落體砸向超薄玻璃。這樣的沖擊力相當于一輛家用轎車(chē)以時(shí)速150公里的速度撞停到墻上的沖擊力。玻璃完好無(wú)損。
被鋼球砸中的這片薄如蟬翼的玻璃2018年4月剛剛下線(xiàn),超薄玻璃的厚度只有0.12毫米,是目前世界上使用浮法工藝批量生產(chǎn)的最薄玻璃。0.12毫米的玻璃到底有多薄??jì)蓮圓4紙的厚度是0.19毫米,比超薄玻璃還厚了0.07毫米。“在0.12毫米這個(gè)范圍上,我相信這是在世界范圍內,比較驚艷的一個(gè)成果了。”曹欣說(shuō)。
超薄玻璃也叫超薄電子觸控玻璃,是電子信息顯示產(chǎn)業(yè)的核心材料,用來(lái)做手機、電腦、電視顯示屏基礎材料。玻璃越薄,透光性能就會(huì )越好,柔韌性好,重量也會(huì )隨之減輕。但是玻璃太薄又非常易碎,怎樣讓玻璃既薄又有足夠的強度和韌性,是個(gè)世界難題。
正是因為中國技術(shù)的突破和創(chuàng )新,使超薄玻璃的國際市場(chǎng)價(jià)格降低了2/3。然而,曹欣并沒(méi)有滿(mǎn)足0.12毫米的厚度。在0.12毫米玻璃批量下線(xiàn)的時(shí)候,他就已經(jīng)在著(zhù)手準備0.1毫米超薄玻璃的研發(fā)了。
上世紀50年代末,英國皮爾金頓玻璃公司向世界宣布玻璃浮法成型工藝研制成功,各國爭相搶購專(zhuān)利,但是皮爾金頓卻獨獨對中國進(jìn)行技術(shù)封鎖。這樣的情況讓當時(shí)的中國玻璃行業(yè)意識到,必須要走一條自主創(chuàng )新的道路。
因為起步較晚,又沒(méi)有任何經(jīng)驗可以借鑒,當時(shí)中國的裝備和工藝都跟國外存在一定差距,根本無(wú)法做出厚度1.1毫米以下的超薄玻璃。電子信息顯示的核心材料仍然受?chē)鈮艛啵瑖鴥入娮赢a(chǎn)品生產(chǎn)商不但價(jià)格沒(méi)法協(xié)商,就是供應什么樣的材料也要由人家說(shuō)了算。
為了不再受?chē)獾募夹g(shù)掣肘,蚌埠玻璃工業(yè)設計研究院首席科學(xué)家彭壽和科研團隊經(jīng)過(guò)30多年的探索,將完全擁有自主知識產(chǎn)權的中國超薄玻璃帶上了世界舞臺。
2014年6月,突破0.33毫米;2016年4月,突破0.15毫米;2018年4月,突破0.12毫米。中國制造一次又一次刷新了世界紀錄。
從實(shí)驗室到大規模量產(chǎn),中國材料讓世界驚艷
為了解超薄玻璃生產(chǎn)過(guò)程,記者來(lái)到生產(chǎn)線(xiàn)。生產(chǎn)線(xiàn)的環(huán)境溫度有四五十攝氏度。據了解,觀(guān)測1600攝氏度度左右爐溫的融化情況才是最讓人頭疼的一件事。玻璃的性能是否優(yōu)越,關(guān)鍵在于原料的配比和高溫融化時(shí)原料產(chǎn)生的化學(xué)變化,爐內的溫度起著(zhù)至關(guān)重要的作用,正負2攝氏度度的溫差就會(huì )影響玻璃的性能,所以蚌埠中建材信息顯示材料有限公司總經(jīng)理任紅燦最關(guān)心溫度的變化和爐內的融化情況,有絲毫的偏差,整個(gè)生產(chǎn)線(xiàn)上的玻璃就要廢掉,一天的損失就要達到50萬(wàn)元。
爐內的溫度將近1600攝氏度,里面紅彤彤一片,除了刺眼睛,幾乎什么都看不見(jiàn)。為了能直觀(guān)看到里面融化的情況,任紅燦拿出來(lái)他的觀(guān)察法寶——鏡子。“平時(shí)觀(guān)察這個(gè),都用鏡子。”任紅燦說(shuō),透過(guò)這個(gè)小鏡子,可以看到爐內的融化情況,就像煮粥時(shí)滾開(kāi)的氣泡,每次觀(guān)察都要特別注意氣泡的情況。由于客戶(hù)提出要增加玻璃的強度,任紅燦就需要在制備玻璃的原料中增加一種金屬元素。而這種金屬元素的熔點(diǎn)要高于其他原料的熔點(diǎn),所以融化的過(guò)程要特別注意,氣泡稍微有些異樣就要在溫度上及時(shí)進(jìn)行調整。
生產(chǎn)超薄玻璃的秘訣,除了高溫的窯爐,還有一個(gè)關(guān)鍵設備——錫槽。窯爐熔化的玻璃溶液流入錫槽裝備中,因為錫液的密度較高,玻璃溶液可以浮在錫液表面,再用拉邊機將玻璃拉薄,最后進(jìn)入退火窯進(jìn)行退火。窯爐、錫槽和退火是浮法工藝生產(chǎn)玻璃最為重要的三個(gè)環(huán)節,每個(gè)環(huán)節需要調整的參數都非常多。“這個(gè)反復的過(guò)程是非常熬人的,對人就是一種折磨,中間可能有時(shí)候就是十幾個(gè)小時(shí),那你就要不停地盯在現場(chǎng)。”任紅燦說(shuō)。
堅持與創(chuàng )新,讓中國的超薄玻璃在國內國際市場(chǎng)上不斷開(kāi)疆拓土。2014年以前,任紅燦他們的電子信息顯示材料在國際上幾乎是零銷(xiāo)量。而短短四年的時(shí)間,在國際市場(chǎng)的份額增長(cháng)到了40%。市場(chǎng)的占有率,應該在世界前三。
從實(shí)驗室到產(chǎn)業(yè)化,最難的還是生產(chǎn)線(xiàn)上工藝參數的調整。實(shí)驗室做出的超薄玻璃樣品僅有10厘米寬,而工業(yè)生產(chǎn)的超薄玻璃要做到4米寬。這對玻璃強度、韌度的指標有著(zhù)極大的考驗,需要上萬(wàn)次的工藝參數調整。而每種功能不同的玻璃都需要重新調整工藝參數,這樣的過(guò)程需要持續不斷才能保證玻璃的最優(yōu)性能。
從跟跑到領(lǐng)跑,從中國制造到中國創(chuàng )造
中國建材集團董事長(cháng)宋志平表示,整個(gè)研發(fā)里最難的一關(guān)是量產(chǎn),其實(shí)很多產(chǎn)品實(shí)驗室里能做出來(lái),但能不能量產(chǎn)是一道大關(guān),決定你能不能商業(yè)化。中國建材恰恰是一個(gè)大的產(chǎn)業(yè)集團,它要做創(chuàng )新做研發(fā),根上要解決的不是只是實(shí)驗室做出個(gè)小東西、小樣品來(lái),而是說(shuō)在生產(chǎn)上大規模量產(chǎn)。過(guò)去中國在跟跑、并跑,下一步我們要領(lǐng)跑,從中國制造到中國創(chuàng )造。
薄如蟬翼的玻璃竟然可以經(jīng)受那么大的沖擊力,也難怪曹欣說(shuō)那是一個(gè)令世界驚艷的成果。正是因為有了這些基礎材料,中國建材集團建起了屬于自己的玻璃王國,發(fā)展各種行業(yè)所需的高精端玻璃基材。
從無(wú)到有,從不信任到占領(lǐng)市場(chǎng),越來(lái)越多的中國制造正在贏(yíng)得市場(chǎng)的青睞,這背后是無(wú)數人的創(chuàng )新與堅守。
不過(guò),制造業(yè)領(lǐng)域的競爭從來(lái)沒(méi)有終點(diǎn),領(lǐng)先只是暫時(shí)的,追趕是常態(tài)。
況且,制造業(yè)領(lǐng)域的細分產(chǎn)品不勝枚舉,在很多領(lǐng)域我們依舊處在跟隨狀態(tài)。而不斷追求更完美的產(chǎn)品是中國制造時(shí)刻眺望的目標。
我們期待,未來(lái)有更多中國的企業(yè),能夠走在世界制造業(yè)的前列。