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  • 1 # 風信子視野

    十億美金罰款,外加四億美金的保證金,以此換回美國十年緩刑,引發全網大討論的中興被制裁事件剛結束沒有多久,今年美國又對華為、海康威視等企業下手。對於被罰款十四億這個數字,讓很多人聯想到百年以前的辛丑條約,當年華人是四億五,賠款剛好是四億五,一人一兩。

    一、高階軸承鋼

    軸承,相比接觸過機械的人們都熟悉,支撐機械旋轉體,降低其摩擦係數,並保證其迴轉精度。在一些特殊領域,機械的運轉對軸承的精度、效能、壽命和可靠性提出了高要求。那麼,要使軸承得到這些要求,其材質是決定性因素之一。

    然而,高階軸承用鋼幾乎全部依賴進口。目前,世界軸承巨頭美國鐵姆肯、瑞典SKF幾乎壟斷了全球高階軸承用鋼的研發、製造與銷售。

    二、起落架用鋼

    近日,國內民航業發生了四川航空緊急迫降事件,在英雄機組成員的應對之下危機得到解決。除了機長精湛的技術之外,接受科技日報採訪的中國民航大學一位學者這樣說道,“川航客機玻璃脫落迫降,落地時由於超重滑行,輪胎都癟了,但依然實現了安全著陸,這得益於好的起落架,如果沒有好的高強度鋼,這種迫降是致命的。”

    飛機降落時,起落架不僅需要承載飛機的自重,還有飛機垂直方向的巨大沖力載荷,這就對起落架用鋼提出了嚴格的要求。不僅如此,起落架的壽命與機體同壽,一般需要達到到30000-60000次。一架起飛總重量超過100噸的大飛機,起落架用特種高強度鋼就需要大約15噸。

    目前,由美國國際鎳公司研發的300M鋼是落架最常用的鋼材,其強度在1900MPa—2100MPa。美國9成飛機使用的是300M鋼。從目前來看,300M鋼製作的起落架世界第一位置還無法撼動。

    2009年,寶鋼特鋼集團開始了300M超高強度鋼的研製攻關,並於2017年成功通過了供應商認證,意味著中中國產大飛機C919的後續機型有望在起落架用鋼實現中中國產化。

    三、重型燃氣輪機葉片

    在材料人之前的文章裡曾介紹過航空發動機葉片為何那麼難做,其實重型燃氣輪機葉片難度也可與之匹敵。重型燃氣輪機葉片的工作溫度也在1400℃—1600℃。除了高溫,葉片同時還在以極高速旋轉。高速旋轉導致渦輪葉片必須承擔極高的離心力。所以,葉片既要耐極高溫,又要低蠕變,耐疲勞、力學效能還要好。為了達到要求,輪機葉片多用單晶,葉片做成中空,表面還要覆蓋陶瓷塗層、冷卻氣膜。而且,葉片的製作任何一項技術引數都不能有絲毫偏差。

    美國GE、日本三菱、德國西門子、義大利安薩爾多4家壟斷了重型燃氣輪機市場。當前,中國尚缺乏大量基礎研究支撐和長期試驗驗證及經驗積累,難以在短時間內實現中中國產化。

    四、光刻膠

    前段時間,中國晶片加工企業中芯國際向全球最大的晶片裝置製造商—荷蘭ASML訂購了一臺最先進的EUV光刻機,這臺機器的價格高達1.2億美元。據業內介紹,ASML一年只能生產十來臺光刻機,有錢也不一定買得到。之所以這麼貴,是因為光刻技術決定了積體電路的整合度。不過,受制於人當然不只是光刻機,還有光刻膠。

    光刻膠是整個光刻工藝的重要部分,也是國際上技術門檻最高的微電子化學品之一,主要應用在積體電路和平板顯示兩大產業。因其複雜的成分和工藝,光刻膠研發難以突破。光刻膠主要成分有高分子樹脂、色漿、單體、感光引發劑、溶劑以及新增劑,開發所涉及的技術難題眾多,需從低聚物結構設計和篩選、合成工藝的確定和最佳化、活性單體的篩選和控制、色漿細度控制和穩定、產品配方設計和最佳化、產品生產工藝最佳化和穩定、最終使用條件匹配和寬容度調整等方面進行調整。

    目前,光刻膠全球市場基本被日本合成橡膠(JSR)、東京應化(TOK)、住友化學、美國杜邦、臺灣長興等壟斷。

    當前,中國仍然存在上游關鍵原材料短缺,未掌握先進工藝,同時也缺乏經驗和專業人才等問題。

    五、ITO靶材

    ITO(氧化銦錫)薄膜具有很好的導電性和透明性,是晶顯示器(LCD)、等離子顯示器(PDP)、電致發光顯示器(EL/OLED)、觸控式螢幕(TouchPanel)、太陽能電池以及其他電子儀表的透明電極最常用的薄膜材料。

    要將ITO成功鍍到平板玻璃上,首先需要將其製成標準尺寸的固體靶材,然後用電子轟擊靶材上,使其濺射到基底上(玻璃基板或柔性有機薄膜)沉積下來。ITO靶材的製備需要將氧化銦和氧化錫粉末按嚴格的比例混合後,經過一系列生產工藝加工成地板磚的形狀,再層層摞疊到一個特製的爐子裡,經過1700攝氏度高溫氣氛燒結,形成黑灰色的陶瓷半導體。通常靶材尺寸越大,濺射到平板上的拼縫就越少,價值也越高。

    目前,大尺寸ITO靶材市場由日本三井、東曹、日立、住友、VMC和南韓三星、康寧等公司壟斷。

    當前,中國在大尺寸燒結爐等裝置、高溫燒結技術工藝、生產效率存在不少差距。

    以上僅列舉為數很少的尚未自主化的材料產品。

    但是,我們也要看到,過去十年,很多材料領域從無到有,從低端到中端,國內逐步推出了具有競爭力的產品,讓國外企業退縮到高階領域。隨著華為強勢應對美國製裁,國家出臺一系列政策,在各個領域都會加大研發投入,未來十年,拭目以待。

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