合成雲母許多效能都優於天然雲母 ,如耐溫高達1200℃ 以上,在高溫條件下,合成氟金雲母體積電阻率比天然雲母高1000倍,電絕緣性好、高溫下真空放氣極低,同時具有耐酸鹼、透明、可分剝和富有彈性等特點,是電機、電器、電子、航空等現代工業和高技術的重要非金屬絕緣材料。
新中國第一塊合成雲母的誕生
1963年2月8日,建築工程部印發了《關於成立非金屬礦研究所》的決定,非金屬礦研究所(中材人工晶體研究院前身)正式成立。非礦所成立4個月後,建工部就給該所下達18項科研課題,其中第一項就是“內熱法合成雲母”(國重“矽晶06號”)。
當時非礦所合成雲母組僅有4位大學畢業生,之前誰都沒接觸過合成雲母。在課題組組長王國方帶領下,大家從查閱資料開始,邊學習、邊籌建試驗室。為了早日完成任務,大家開始了沒有休息日、每天工作13個小時以上的“白加黑”工作模式,大家有什麼新想法就透過小試驗一步一步探索,最終成功選定了原料、配方和工藝方案。經過近百次失敗和改進,1963年12月成功試製了毫米級的合成雲母樣品。經國家物化測試確認是合成氟金雲母KMg₃(AlSi3 O10)F₂。大家為找對了努力方向而歡欣鼓舞,標誌著我國第一塊合成雲母誕生。這不僅填補了國內空白,也為我國合成雲母事業的快速發展奠定了堅實的基礎。
勇擔重任助力國家建設
隨著現代工業的發展,合成雲母的需求也越來越明顯。非礦所經過不斷改進,擴大試驗,終於在1964年6月生長出了面積為32cm²的合成雲母片,滿足了配套大於等於歐4cm²的要求。經努力終於在電子管和車載雷達微波輸出窗上試用取得成功。由於合成雲母不含結構水,其使用溫度可達1100℃,比天然白雲母高一倍。在電子管生產中就可透過增加排氣溫度提高真空度,從而大大提高電子管技術引數,完全滿足了“高可靠、長壽命電子管”技術要求,使成品率從50%提高到98%以上。不久推廣到四機部各電子管廠以及其他像閃爍計數管、數碼管和光電倍增管等領域,產生了巨大的經濟和社會效益。
特別是1964年12月,中國科學院原子能研究所著名核物理學家何澤慧來研究參觀訪問,並求援合成雲母片。研究所積極配合,最終將合成雲母應用到核工業領域,為國家重要工程領域提供了優質絕緣材料。
由於合成雲母轉化生產力效果明顯,1972年國家建委批准該所擴充建設500平方米合成雲母車間,並增加了10多位青年技術骨幹。1980年在熔化量10噸的熔制爐中生長出了506平方釐米合成雲母大片,是當時世界上最大的合成雲母片。
1978年3月,黨中央在北京人民大會堂召開全國科學大會,研究所所長兼黨委書記張靜之與合成雲母專案組組長王國方參加大會。大會授予研究所內熱法合成雲母組“全國科技先進集體”、授予王國方“全國先進科技工作者”稱號,並受到時任中共中央主席華國峰、副主席葉劍英、鄧小平、汪東興等國家領導人接見。
不忘初心,傳承創新
如今,耐高溫絕緣雲母材料是人工晶體院的重要產品之一,現生產雲母絕緣子,主要應用於高速列車的電力設施,於2008年試製成功,替代了國外廠商同類產品,實現了自主可控。但多年來產品工藝機械化程度不高,產品雖然效能一流但成本居高不下。2019年年底,在晶體公司工程化創新基金專案的支援下,雲母陶瓷事業部依託“雲母絕緣子生產線自動化改造一期”專案啟動了相關研究工作,一期率先對熱壓環節進行自動化改造。2021年3月,公司組織對自動化改造一期專案進行預驗收,專案進入收官階段。此次自動化改造有效提高了雲母產品生產效率,擴大了生產規模,相信未來雲母產品會在現代工業領域作出更大貢獻。(作者 | 丁新 來源 | 中國建材集團 人工晶體院)
責編:李帥 姜辰雨
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