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云路先进材料:在软磁材料领域“制造未来”

内容来源:中国工业新闻网      浏览次数:63      更新时间:2021-01-21

   

小到一块智能手表,大到一台变压器,再到生活中各种各样的电子产品都与磁性材料息息相关,它与信息化、自动化、国防、国民经济的方方面面紧密相连。作为国内软磁材料的代表企业之一,青岛云路先进材料技术股份有限公司(以下简称云路)从摸着石头过河到实现多个国内首创,从打破国外垄断到引领行业发展,在非晶带材、金属粉末、超薄纳米晶等软磁材料领域跑出了“加速度”。

                                图为青岛云路的非晶带材库一角。


  从“零”开始到全球第一

  在云路生产车间内,机器轰鸣,一条条薄如纸片的金属薄带从生产线上产出。很难想象,这种厚度仅有0.03毫米的薄带是由1500多度的熔融钢水,以每秒百万度的速度急速冷却,仅用千分之一秒的时间一次成型而成。

  这种材料叫非晶带材,是云路产品系列之一,具有高导磁率、低损耗等诸多优点,是电力、电子、智能仪器等领域急需的新材料,但因制造技术复杂,全球仅有少数企业掌握规模化生产的核心技术。

  云路进军软磁材料行业起步于非晶带材,2008年,起步之初,为了攻克关键技术,公司创始人、董事长兼总经理李晓雨带领团队扎根在一线,反复失败、反复实验,研发之路异常艰辛。历经1400多个昼夜、几千次实验和数亿元资金的投入,2012年1月,云路打通了从工艺设计到生产装备设计的全流程技术。至2018年,云路已成为全球非晶带材第一大供应商,2019年全球市场占有率达50%,服务全球13个国家和地区。

  公司的产业格局也愈发清晰,在原有非晶技术底蕴基础上,云路又摸索出超薄纳米晶、金属粉末制备技术,形成了非晶带材及制品、超薄纳米晶及制品、金属粉末及制品三大产品系列,产业布局更为丰富,发展蓝图更加开阔。

  12年的探索发展,云路先后承担了国家、省部级以上科研项目20余项,2020年获评山东省第三批瞪羚企业,成为名副其实的国内软磁材料行业头部企业。

  坚持自主研发,打造“硬核”实力

  从跟跑者到领跑者,实力至关重要。

  “云路的底气源自自主研发,从成立之初至今,这个坚持从没有变过。”李晓雨表示。至2019年末,云路围绕磁性材料相关技术突破,共申请国内专利200余项,国际专利20余项,已获得授权发明90余项,专利布局涉及材料研究、工艺装备、测试分析和应用开发,建立了具有自主知识产权的产业化发展体系。

  正是源于自主发展的积累和底气,云路经受住了国际市场的严峻考验。

  2017年10月,云路主要国际竞争对手向美国国际贸易委员会(ITC)提交了非晶带材商业秘密337调查,指控包括云路在内的多家企业对美国出口或在美国销售的非晶带材产品侵犯其商业秘密。当时摆在云路面前有两条路,一条是积极应对,但时间漫长、耗费巨资,另一条是不应诉,结果是失去美国甚至全球市场,不仅云路的产品将被禁止进入美国市场,而且,普遍排除令若被签发,国内所有相关企业都将面临被禁止进入美国市场的风险,这将严重影响国内非晶产业发展。

  面对这一状况,云路毫不犹豫,第一时间成立了应诉小组,经过8个多月的不懈努力和数轮问卷质询,提供了100G的证据材料,青岛云路成功地向ITC证明了自身的持续投入、独立研发、不断创新、完全不同于申请人的生产工艺流程和核心技术,以及未侵犯申请人商业秘密等事实,最终迫使原告在开庭前4个月主动无条件向ITC提交撤诉及终结本案调查的申请。这在近十年间ITC发起的全球商业秘密“337调查”案件中尚属首例。

  2019年,云路研制出全球最薄、最宽的超薄纳米晶。厚度上首次突破14微米纳米晶超薄带批量生产技术,宽度上达到了150mm。就纳米晶来说,材料越宽,器件的功率越大,带材越薄,器件的损耗越小。有资料显示,随着电子产品正在向高频、节能、小型、集成化方向发展,应用频率也在不断提高,3G时代的电子产品用18至22微米的超薄纳米晶即可满足要求,4G时代则要14至18微米,而5G时代的要求会更高。因此,14微米并没有让云路止步不前,目前,云路已经制备出10至12微米的纳米晶超薄带样品,即将稳定生产,在技术上已经先行一步。

  有实力就会有话语权。2019年9月,国际电工委员会磁性合金和钢技术委员会电工钢及软磁钢特性标准ISO和IEC联合工作组(以下简称“联合工作组”)会议在德国顺利举办。云路向联合工作组提供了关于非晶合金标准(IEC60404-8-11)修订的答复意见,该答复意见最终被联合工作组采纳,为中国非晶合金标准与国际标准之间的交流打造了良好的沟通渠道。

  “解锁”应用领域  材料改变生活

  在蓬勃发展的同时,云路始终保持对企业和产业发展的冷静思考。

  在配电变压器领域,非晶配电变压器空载损耗比目前最好的硅钢变压器降低70-80%,这个领域是市场竞争的焦点,但很多行业企业忽视了对应用端需求的关注。“非晶、纳米晶和金属粉末每一个产品的应用领域都很广,但需要企业跳出狭小的竞争圈,贯通材料与应用技术,站在应用端角度看待产业发展,通过拓展材料应用领域反推行业发展。”云路常务副总经理庞靖表示。

  基于这种思考,2018年,云路站在材料全生命周期角度,提出了第二代非晶产业化技术概念。同年,又与终端变压器厂家联合,通过研发新产品实现了产业技术迭代和产品升级,并在轨道交通、数据中心为代表的“新基建”领域推广应用,打开了全新的市场。在电视、微波炉、空调等家电领域,半数以上的家电电感器件都会用到云路的金属粉末,而在新能源汽车领域,云路的金属粉末已实现向全球知名品牌供应,单车用量约4.8公斤,在提升电能转换效率、车辆能源安全方面发挥着重要作用。

  “目前的产品应用领域还在不断扩大,未来生活的很多方面可能都会有云路产品的身影。”庞靖介绍。目前,云路已启动非晶材料在新能源汽车、磁悬浮、防腐及污水处理等领域的应用研究,启动了金属粉末未来在生物医疗、航空航天领域的应用研究。

  此外,随着5G、无线充电等的快速发展,云路的超薄纳米晶将迎来“高光时刻”。以无线充电为例,传统的铁氧体材料在无线充电中发热问题严重,已无法满足大功率充电需求,而超薄纳米晶导磁率高、损耗低、厚度超薄且柔韧性好,可以有效降低无线充电过程中的能量损耗,提高电池充电转换率,让手机在充电时不再“发烧”。而目前,云路正在与国内知名企业探讨下一步合作,未来值得期待。

  政策东风吹出发展“推背感”

  扎实的技术功底让云路在软磁材料领域蹄疾步稳,各级政府的政策支持,更让云路的发展换挡提速,跑出产业“加速度”。

  今年4月,国务院国有企业改革领导小组公布“科改示范企业”名单,云路作为中国航空发动机集团下属单位成功入选。公开资料显示,此次“科改示范行动”的目的是为了打造一批能够代表国家科技型企业创新最高水平的科技型“大国重器”,对云路这样的科技型企业形成政策利好;今年8月,面对云路发展中面临对困难,青岛市民营经济发展局联合20余部门协同联动,通过现场需求对接,为企业提供技术、投资、人才等创新要素资源,赋能企业发展……

  “非晶合金从被发现至今,仅有60年的历史,相对于其他几百上千年的材料来说非常年轻,还有更多的未知需要我们去探索。”李晓雨表示,未来,云路将打造全球领先的软磁材料及其产品的百亿产业园区,向着更大的目标迈进。在云路看来,软磁材料行业未来还有很多的精彩要写,云路有责任扛起行业大旗,讲好产业故事。

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