(原北京有色金属研究总院,简称中国有研)成立于1952年,是中国有色金属行业综合实力雄厚的研究开发和高新技术产业培育机构,是国资委直管的中央企业。总资产超过110亿元,拥有包括4名两院院士在内的职工4,100余人。总部位于北京市北三环中路,在北京市昌平区-顺义区-怀柔区、河北燕郊-廊坊-雄安、山东德州-青岛-威海-乐陵、安徽合肥、福建厦门、上海、四川乐山、重庆...

1978年我国恢复研究生招生制度,我院即成立了研究生工作小组,开始招收硕士研究生。1981年开始招收博士研究生。1985年成立北京有色金属研究总院研究生部。

现有两个一级博士、硕士学位授权学科:材料科学与工程、冶金工程,另有分析化学、矿物加工工程两个硕士学位授权点,具有材料科学与工程、冶金工程两个博士后科研流动站,并与多家企业联合建立博士后工作站。

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思想领航 赋能向新 有研故事系列展播(十一)——吸气研究再突破,“泵”发有研新活力

作者: 发布日期:2024-08-20

2024年是新中国成立75周年,是实现“十四五”规划目标任务的关键一年。为全面贯彻落实党的二十大精神和习近平文化思想,中国有研举办了“思想领航 赋能向新”优秀故事征集活动。参赛作品充分展现集团上下深入贯彻落实“1+360+N”有研特色党建工作体系,围绕中国有研作为中央企业行业院所“托底、引领和赋能”三大核心功能,在服务国家重大战略、强化创新引领、履行社会责任、弘扬时代新风等方面作出的新贡献、新成就,生动讲述了有研人在平凡岗位上创造非凡业绩的奋斗故事。

本期推出“思想领航 赋能向新”有研故事系列展播(十一)——

吸气研究再突破,“泵”发有研新活力!

作者:有研工研院

暖水瓶如何能实现长期保温?人造卫星又何以按照既定路线畅游太空?同步辐射光源又是怎样实现超高亮度?这些问题的背后,都离不开一种叫做吸气剂的关键材料。

吸气剂通过物理或化学的方式吸附真空中的H2、CO、N2等气体,从而维持或提高真空度,对惯性传感器、红外探测器、空间行波管等真空器件的精度和寿命有着重要影响。

早在1972年,中国有研就启动了针对吸气材料的专项攻关,经过几代科研人员薪火相传,现已成长为国内最具技术实力的高端吸气材料产品研制和生产单位。如今吸气团队赓续有研精神血脉,扛起使命担当,不断为国家重大需求提供更加坚强的材料保障。

用户有困难,我们来解决

2022年春,有研工研院电子事业部在走访用户时了解到,他们在调研采购一款应用于半导体设备上的大尺寸异型结构吸气剂泵,市场上该特定规格产品尚属空白,有些供应商在了解到技术需求后表示可以定做,但周期会比较长,他们等不了。随行的技术人员一听,立即回应:“我们有相关产品研制经验,方便了解一下您这边的具体需求吗?或许我们能帮着解决。”

经过详细的沟通了解后,技术人员整理带回了客户的需求信息,事业部领导迅速组织了专题研讨,大家纷纷表示,“吸气材料是我们的传统优势领域,常规的吸气剂泵我们也有成熟产品,这个产品我们能做。”

“但用户只答应给我们三个月的时间,三个月后必须拿出可以稳定供货的产品,时间很短,我们没有失败的机会。”事业部领导强调。

大家一听又面面相觑,“时间确实紧张,但在吸气领域我们绝不能放掉任何一个潜在客户。”事业部领导给大家鼓气,“我们的前辈打下了那么好的基础,今天我们是站在巨人的肩膀上,为什么不能再突破一下?”

“这个任务我们接了!”公司技术总监刘晓鹏一锤定音,“我来带领大家梳理这个产品的技术难点,一起攻克!”不到两天的时间,大家从材料、结构、集成组装方式、测试手段4个方面细致梳理出了该产品的技术难点,并制定了初步方案,有针对性地开展研究,逐一解决。

研究有成效,我们再突破

用户对产品抽速要求高,现有材料无法满足,研究人员就查阅大量文献,结合相图和热动力学数据库,在现有的材料体系基础上进行优化验证。同时对单个吸气元件的制备工艺进行多轮次改进,采用造孔的方式增大了吸气元件的孔隙率,提升了元件性能;采用一体成型的工艺,大幅度提升了吸气元件的制备效率。

这种特定规格的吸气剂泵没有可借鉴的先例,结构怎么设计?怎么装配才能避免使用过程中大量散热对设备造成的损害?这是个棘手的问题,时间有限,必须减少试错。“我们有擅长数值模拟的同事呀,针对结构设计的设想先用热场模拟验证一下,你们成立一个柔性团队,大家一起解决问题。”时任事业部副总杨剑说道。

“这个片径减小一点,片距也得调整,现在热场模拟还是不符合要求。”“好的,我再调整一下给你最新的结构设计图纸。”“这里装配设计绝缘做得不理想。”“我再加个瓷件吧。”…办公室和实验室经常能听到柔性团队成员在讨论问题和商量解决方案。团队骨干成员扎根实验室,与设备为伴,采用两班倒的模式,几乎每天都工作至深夜,一干就是两个多月。

经过反复迭代,第一台泵装配好了,但这种异型结构无法装配到现有的测试设备上直接测试,搭建专门的测试系统时间又很紧。有人提出:“我们可以设计转换成常用规格同质量产品进行测试。”“必须让用户认可这个测试方案才行。”杨剑说道。

测试方案经用户认可后,项目组第一时间安排了测试,结果显示吸气速率达到了每克6.5L/s,同等条件下高出国外顶尖产品10%以上,这一结果远超预期。用户看到结果后对我们的研究成果给予了极大的赞誉,当即表示后续会有批量的订单需求。

“我们做到了!”

产品有订单,我们保质量

产品通过用户考核后,吸气团队立即组织成立产品质量专项小组,以公司质量手册为抓手,全面梳理设计工艺文件、建立该产品的工艺制度,落实生产过程中全方位质量控制,确保产品质量符合公司和用户的要求。两年来大尺寸异型结构吸气剂泵产品持续稳定供货,已经成为吸气领域的重要经济增长点。

如今团队研制的第一台大尺寸异型结构吸气剂泵已经在半导体设备中持续运行两年时间,对极高真空的长效维持发挥着不可替代的作用,保障了半导体设备的长期稳定运行。这一新产品的成功开发标志着我司在真空技术领域又迈出了坚实的一步。

多年来电子事业部聚焦提升核心竞争力和创新力,面向国家重大战略需求,面向行业急需,以高度市场化思维组织筹划新产品开发。吸气团队继往开来,积极推动“第二场景”应用,以科技创新的成果引领产业创新升级,为中国有研发挥好“托底、引领和赋能”三大核心功能贡献绵薄之力。

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