在西安触摸“太空金属”的温度
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在西安触摸“太空金属”的温度

原标题:在西安触摸“太空金属”的温度

发展新质生产力,是推动高质量发展的内在要求和重要着力点,而材料的“变形记”,是一座城市在科技与民生之间,写下的“创新方程式”。连日来,记者走访了西安多家科技企业,感受新材料发展背后的“硬核”力量。这些企业正以材料革新为笔,在“九天采样”与“智造万物”之间,书写着新质生产力驱动下的产业升级新篇章。

“克克计较”

为“国之重器”装上“轻量心脏”

航天员出舱作业中,那系着安全绳、承载生命重量的钛合金挂钩格外重要;某型号兵器,替代钢材的轻量化钛合金组件备受关注;卫星等离子推进系统中,精密运转的电磁阀门尤显关键……

这些关键部件均出自西安一家深耕钛合金领域多年的科技企业。近日,记者走进西安西材三川智能制造有限公司(以下简称“西材三川”),揭开钛合金在航空航天等领域创新应用的神秘面纱。

“钛合金的密度仅有钢的60%,但强度与之不相上下。”在精密加工车间内,西材三川总经理助理李格妮指着生产线上的银色板材介绍道。在航天领域,钛合金这种“轻而强”的特性,能够为行业带来根本性变革。

西材三川工作人员在精密加工车间内认真作业。

西材三川工作人员在精密加工车间内认真作业。

“每减少1克重量,都意味着航天器载荷能力的提升与能源效率的优化。因此,每件产品都要‘克克计较’。”采访中,李格妮告诉记者,不同于传统不锈钢材料,西材三川的创新核心在于将钛及钛合金材料拓展至卫星、空间站、兵器等前沿领域,通过材料替代实现轻量化突破。

记者注意到,车间里,生产线上的工作人员有条不紊地负责各自工序。“钛合金冲压必须精准控温,有些型材要在800℃高温成型,才能确保材料的延展性。”李格妮透露,从稀有金属材料(钛、钛合金、锆等)的冷热成型,到精密加工、焊接检测及部件装配,西材三川已形成完整的集成产品制造链。

值得一提的是,通过自主研发,西材三川形成了钛合金引伸、冲压、压制型材产业化成套技术,设计开发专有引伸、冲压、压制、校形及整形装置,成功研制引伸部件、U形、L形、矩形管等钛合金型材。“我们的目标是开发高性能、低成本、大规格、轻量化型材,让钛合金在更多极端环境中替代传统材料。”李格妮如是说。

民生突围

钛金属“变身”健康消费品

钛金属,曾是专属于航空航天及海洋领域、具有重要战略意义的稀有金属。因其具有密度较小、高比强度、耐腐蚀和生物相容性等特点,成为西安庄信新材料科技有限公司(以下简称“庄信科技”)打开民用市场的“钥匙”。

如今,这一“金属贵族”正通过庄信科技的技术革新,转化为触手可及的消费产品。5月6日,记者走进庄信科技,探访钛金属从“工业瑰宝”到民生精品的转型之路。

在庄信科技的生产车间内,年产30万只钛杯的产线正高速运转,纯钛保温杯、炊具、户外装备等产品从这里走向千家万户。

庄信科技工作人员在生产线上忙碌着。

庄信科技工作人员在生产线上忙碌着。

“目前,我们生产的杯壶产品,很好地体现出钛的优势。”庄信科技生产部负责人李晓峰告诉记者,例如杯子更轻便、耐腐蚀,稳定性更高,不会析出镍、铬等重金属,消费者在使用过程中更加放心。

“钛有良好的生物相容性,已应用于种植牙、置换关节、心血管支架等医疗领域。”庄信科技相关负责人罗丽娟表示,纯钛正以无重金属析出、亲生物、保鲜等特性打开新的健康消费市场,涉及茶饮、母婴等多个领域。

市场验证了健康消费的潜力。记者在多个网购平台上看到,定价二三百元的儿童钛水杯,凭借“零重金属析出”等特点,成为热卖品,部分单品售出超过2万个;钛炒锅以其轻量化设计备受中老年用户青睐,单手操作体验较好……

“从实验室到消费市场,我们用了8年。”罗丽娟坦言,“钛的本色灰沉沉的,而且触摸时容易留下指纹,使用中不美观。我们逐步改进技术,通过材料的热处理工艺和表面氧化处理,使钛金属表面具有冰花纹理和绚丽色泽。”

罗丽娟向记者展示获得国际CMF和IF设计奖的纯钛保温杯,冰花纹理与氧化后的绚丽色彩交相辉映,工业材料在科技人员手中变成了时尚单品。

记者了解到,针对钛材与不锈钢在硬度、模量等方面的不同,庄信科技创新模具设计,实现保温杯双层真空结构精密成型;攻克钛金属焊接氧化难点,使真空保温性能更佳;通过阳极氧化技术,开发出表面色彩、光泽、质感俱佳的产品。

庄信科技生产的钛保温杯。

庄信科技生产的钛保温杯。

“作为西安市钛及钛合金产业链上的企业,我们将立足自身技术优势,结合市场需求,开发出更多应用场景下的好产品,努力让健康钛消费品走进千家万户。”罗丽娟说。

记者注意到,钛金属在消费品领域的应用范围逐渐扩大,正在“锅碗瓢盆”中书写新的产业传奇。

轻装跨界

从“九天采样”到“智造万物”

近日,记者走进位于阎良区(航空基地)的西安四方超轻材料有限公司(以下简称“四方超轻”)的生产车间,一批新型镁锂合金材料即将发往东部某电子企业。

如今,这家扎根阎良区(航空基地)近20年的知名企业,正将曾助力嫦娥五号采样返回、天问一号探秘火星的“黑科技”材料,转化为AR眼镜、笔记本电脑外壳等民用产品,开启从“九天采样”到“智造万物”的跨界征程。

记者在采访中了解到,作为主导制定我国首个镁锂合金国家标准的企业,四方超轻自主研发的镁锂合金以0.95克/立方厘米-1.65克/立方厘米的密度,刷新金属结构材料“轻量化”纪录——比铝合金轻约45%,较传统镁合金减重15%。

在某颗卫星上,这种材料应用于预埋件、支架和部分机箱机壳等部位,使卫星成功“瘦身”173千克,大幅提高了卫星的有效载荷;在天问一号火星探测器上,其优异的抗辐照性能为光谱仪等精密设备筑起安全屏障。

“在保证性能的基础上,减轻1克载荷,就能为航天器节省巨额发射成本,这正是我们‘多年磨一剑’的价值所在。”四方超轻副总经理夏民告诉记者。

超轻,并非这种材料唯一的“撒手锏”。实验室数据显示,其高温拉伸延伸率超过200%,可实现复杂精密构件的快速成型;阻尼系数是铝合金的3至5倍,能让航天器在剧烈震动中保持稳定;电磁屏蔽性能堪比专业防护设备,可保障精密仪器在太空强辐射环境中精准运行……

当航天荣耀照亮前路,这家国家级高新技术企业开始将目光投向更广阔的天地。依托与西安交通大学科研团队的合作,企业研发出LA43M等自主牌号,其合金强度较同类产品提升50兆帕/(克/立方厘米),适配多种不同的减重场景。

值得一提的是,在航展上斩获新订单的同时,四方超轻研发团队也用“配方革命”打开了民用市场——通过调整材料成分占比,研发团队开发出MLC001-MLC007系列压铸专用合金,使AR眼镜镜框生产成本降至传统工艺的十分之一;创新半固态压铸技术,让笔记本电脑外壳兼具轻盈质感与金属强度。

从高铁座椅到汽车轮毂,从医用骨钉到高端音响,“轻量化革命”正逐步覆盖至多个领域。

“我们努力挖掘材料更多的应用场景,就是要让‘国之重器’材料更好地走进百姓生活。”夏民拿着新下线的镁锂合金眼镜框架说道。

从航空航天到民生消费,变的是应用场景,不变的是“把不可能变成可能”的创新基因。

这些“太空金属”的跨界故事,本质上是新质生产力发展的生动实践。新材料的“变形记”,既需要“仰望星空”的技术突破,托举起“大国重器”,也离不开脚踏实地的需求洞察,让民生温度不断提升。