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怀揣科技创新的梦想      登攀石英材料的高山

时间:2016/4/8 10:49:22来源:新沂市科协作者:新沂市科协 字体:

 

    翻开徐腾的工作简历不难看出,从1989年中专毕业在新沂一家企业任技术员,南下广东在深圳(香港)光裕公司任工程部主管,在江苏新大纸业公司任技术开发处工程师,再到如今在江苏凯达石英有限公司担任副总经理、高级工程师,他一直在企业这片天地间遨游驰骋,27年时间已拥有专利产品17项,其中国家发明专利9项,专利成果转化3项,江苏省高新技术产品10项,徐州市名牌产品2项。公司“凯达”牌商标被认定为徐州市知名商标、江苏省著名商标,由他本人主持制定的两项企业标准正在申报行业标准备案,从而提高了企业的知名度和美誉度。

    见到徐腾本人,给我的第一印象是善于言谈,说话严谨,思维敏捷、活跃。当说到他们的企业,他如数家珍,谈企业的发展现况,企业生产技术与工艺管理、企业的发展前景,企业的技术改造创新思路,新产品新技术和新材料的开发与应用、科技项目规划与实施、科技平台建设与人才引进及企业发展战略工作……当我问及他先进的企业管理模式和科技成果时,他却笑而不答,然后淡淡地笑了笑说,那都是过去的事情,其实成绩是属于我们的团队……

    谈到石英材料,笔者一脸的茫然,他向我们一行普及了石英的概念及市场需求。石英材料具有一系列优异的综合性能使其它材料难以替代,被广泛应用于微电子、信息、激光、航空航天、国防军工以及新型电光源等高科技领域,是国家战略性产业和支柱性产业发展中不可替代的非金属基础材料。在当今全球超过2000亿美元的电子通信半导体市场中,95%以上的半导体器件是用石英新材料制作的,集成电路的99%以上是用石英制作的。相对其它半导体材料而言,石英材料具有廉价丰富、易于生长大尺寸高纯度晶体及热性能与机械性能优良等优点。据不完全统计,世界石英玻璃行业每销售1亿美元产品,就能使相关产业实现近万亿美元的收入,由此促进高新技术,特别是微电子工业的迅速发展,进一步拉动了石英玻璃市场需求量的增长,现其年平均增长率已超过30%,远远高于一般工业产品的增长速度。一些发达国家均将石英硅材料作为新材料的重要组成部分,放在优先发展的地位并加以支持。我国也将石英硅材料列入了国家高新技术产业政策的重点支持对象,但由于高技术用石英硅材料的纯度、内在质量等性能指标要求较高,微电子、信息、国防等支柱性产业和战略性产业所需大量硅材料,目前国内产品的性能还远不能满足要求,大部分依靠进口供应。

    企业的发展离不开新技术的不断更新、新产品的上市、新材料的应用,从而不断降低生产的成本、提高经济效益、改善工作环境。目前石英材料市场的生命周期正处于成长期,石英提纯通常用化学和物理的方法去除其内部包含的杂质,采用大于 1000℃下焙烧后磁选,再使用盐酸、氢氟酸浸出提纯和除铁器。这种方法和工艺对提高石英玻璃原料的纯度有一定效果,但不能有效去掉石英晶体内部或界面间的矿物包裹体和流体(气液)包裹体,而且能耗高环境污染严重。研究一种既节能高效除去流体(气液)包裹体和矿物包裹体的技术,又能达到满足超高纯低羟基石英质量需求的创新方法就非常重要。通过实践摸索,徐腾所带领的团队在工作主要采取了:(1)气液包裹体的节能消除技术,利用电子探针技术分析石英原矿中杂质矿物及其包裹体,利用拉曼光谱研究气液包裹体的表征及窄级别分级优化分离技术;(2)加压快速反应浸出技术:研究气液包裹体的节能消除技术,在高温爆裂基础上,研究低温消除;(3)环保气化超高纯低羟基提纯技术,研究超声波超分散配合化学提纯技术;(4)研究化学提纯药剂循环使用零排放清洁生产和节能技术;(5)通过气化残余金属元素生产超低金属高纯硅砂:气化提纯后Fe ≤1ppm Al≤15ppm  SiO2≥99.995% 总金属元素含量≤22ppm,进而达到满足高端产品的需求。同时也达到了以下几个目标:①节能高效,国内目前传统技术是经大于1000℃温度焙烧后水淬。本研究技术是在低于700℃焙烧后水淬去除气液包裹体,节能大于30%;石英玻璃的软化点温度1730 ℃,可在 1100 ℃下长时间使用,短时间最高使用温度可达1450℃。②加压浸出环保,在完全封闭加压环境下浸出反应,没有废酸排放或逸出,环保程度高、耐腐蚀。除氢氟酸外,石英玻璃几乎不与其他酸类物质发生化学反应,其耐酸能力是陶瓷的30倍,不锈钢的150倍,尤其是在高温下的化学稳定性,是其它任何工程材料都无法比拟。③反应完全速度快,石英纯度高,加压环境下浸出反应,可使石英晶体界面间矿物包裹体反应完全,纯度高。SiO2≥99.999%、-OH≤3 ppm,其中Al≤9ppm,Fe≤1ppm。④透光性能好,低羟基高纯石英基板玻璃在紫外到红外的整个光谱波段都有较好的透光性能,可见光透过率在93%以上,特别是在紫外光谱区,最大透过率可达80%以上。⑤热稳定性好,石英玻璃的热膨胀系数极小,能承受剧烈的温度变化,将石英玻璃加热至 1100 ℃左右,放入常温水中也不会炸裂。

    徐腾在江苏凯达石英有限公司主持或参与开发出超低金属元素高性能高纯石英砂、高纯度结晶型和熔融型硅微粉、低羟基水晶粉、彩色液晶玻璃用硅砂、高光效节能管专用硅砂、电弧坩埚用高纯硅砂等产品,并获得了江苏省高新技术产品认定,与武汉理工大学院士工作团队合作,在石英领域实现了脉石英光学显微镜鉴定技术、脉石英气液包裹体激光拉曼技术、石英砂窄级别分级技术、石英砂气液包裹体节能消除技术、流体包裹体的爆裂法消除技术、石英砂杂质矿物包裹体超声波化学处理工艺、新磁选工艺、石英砂反浮选提纯工艺、超高纯石英砂化学提纯工艺、多金属元素含氟石英砂工业废水处理工艺和多金属含氟废水吸附工艺等11项新技术、新工艺,产品的性能和指标已达到国际同类产品—美国尤尼明公司高纯砂IOTA-4、IOTA-6标准,而且在环保方面基本上做到了清洁生产,石英加工在某种程度会形成粉尘的污染。为改善企业污染的形象,积极采取技改措施,以密闭连续式生产代替间歇式来减少粉尘的挥发,提高湿法生产过程中白水的重复利用率,采用武汉理工大学雷绍民教授的发明专利“一种吸附净化多金属元素工业废水技术”和徐腾本人的专利技术“低压微阻石英砂过滤装置”来解决了废水和粉尘污染的问题,从而有效地解决了困扰石英行业的废水排放的难题,资源的有效利用率达到了国内同行业领先水平。

    在科技平台建设方面,在徐腾的积极参与推动下,公司组建了研发中心,江苏省高纯硅及其复合材料工程技术研究中心、江苏省企业院士工作站、江苏省企业研究生工作站分别通过了江苏省科技厅的认定,在充分利用这些技术平台为企业产品研发、技术改进和人才培养的同时,还与武汉理工大学、东华大学、南京航空航天大学、西南科技大学、苏州非金属研究院等合作,成立了江苏凯达石英有限公司——武汉理工大学研究生培养基地、江苏凯达石英有限公司——东华大学研究生培养基地等。

    企业人才的缺失始终是困扰企业发展的重要课题,人员的技术水平要培养、提高,创新意识要带动,就必须要有高层次的人才的引领和驱动。为此,在人才建设方面,在徐腾的推动下,开辟了高层次人才创新基地,成功地引入了武汉理工大学余永富院士及团队、东华大学纳米实验室的周兴平教授及团队、南京航空航天大学傅仁利教授、西南科技大学彭同江教授及团队等创新的高端人才,并与中材苏州非金属研究院、中国矿业大学建立了密切的产学研合作,特别是邀请了俄罗斯杜马环境委员会副主任、俄罗斯圣彼得堡石英玻璃有限公司董事长列斯尼科夫、中国建材联合会专家委员会原秘书长崔越昭教授、建材情报标准研究所戎培康教授、武汉理工大学矿物加工系主任雷绍民教授等多次赴该公司进行高纯石英制造与装备技术交流,就国际国内先进的超高纯石英制备与装备技术合作和技术开发进行了深入广泛的技术交流。同时,对人才的培养,不仅引进来,而且对企业技术人员实行送出去,到高校学习,从而大大地加强了企业的根本。

    在石英加工过程中,高能耗的问题直接影响企业的生存发展,大力推动企业节能降耗技改项目是徐腾一直思考的问题。他带领企业攻关小组,通过对球磨机的变频改造、熔炼炉的余热回收、浮选工艺参数的控制、差别化磨料来减少过磨现象等等,淘汰高能耗落后工艺、技术和设备,把节能降耗技术改造作为企业增长方式转变和结构调整的根本措施来抓,促进企业生产工艺的优化和产品结构的升级,从而实现管理节能、技术节能和结构节能,从2015年的企业经济核算中可以看出,年用电量下降20%,用水量下降了16.8%,达到有效降低生产成本的目的。目前他的团队通过与西南科技大学彭同江教授的沟通,利用公司的及当地丰富的石英加工剩余物加工成海绵砖,满足海绵城市的发展需要。据专家测算,海绵砖的上马每年可以为企业创造600—800多万元的经济效益,带动20人的就业,关键是提高了废物的利用价值。

    经过他多年的不懈努力,徐腾被江苏省评为“333高层次人才培养工程培养对象”,被东华大学聘为研究生院外指导导师、中国硅酸盐学会会员、非金属协会会员、中国管理科学研究院学术委员会研究员、徐州市科学技术协会第七届委员、徐州市轻工工程中级职称评审委员,2013年又被评为徐州市第四届优秀科技工作者。

    徐腾的属相是猴,今年是他的本命年,我们衷心地祝愿他猴年当好领头猴,工作率先冲在前,怀揣科技新梦想,登攀石英新高山。