两会英才谈 | 锆铪分离专家朱兴峰:勇攀新材料研发高地

2022-03-06 20:37 作者:王克 来源:《中华英才》半月刊
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恰逢两会,中华英才英才谈栏目开播。《中华英才》半月刊社党支部书记马东旭表示,科技兴国,英才难得,期待更多的有识之士来到英才谈,分享自己的所思所感。并表示:希望大家牢记习近平总书记对科技人员的谆谆嘱托,把握科技发展大势,站在技术进步前沿,发挥领军带动作用,矢志创新、潜心创造,为我国建设科技强国和南京建设创新名城再立新功。

《中华英才》半月刊社副社长马东旭接待并会见了南昌航空大学客座教授、上海哈峰新材料科技有限公司董事长朱兴峰一行,朱兴峰作为科技界嘉宾参与了节目录制。

主持人:科技兴则民族兴,科技强则国家强。创新是一个国家、一个民族发展的重要力量,也是推动人类社会进步的重要力量。请您谈谈新时代材料研究的重要性?

朱兴峰:在人类历史中,生产材料的更新换代推动了人类社会的变革,促进了人类文明的发展。 在一轮又一轮的技术革命中, 材料作为主导力量一次又一次推动着科技文明的发展。21世纪三大支柱产业:材料、能源、信息,材料科学技术的重要性不言而喻,材料是人民生活水平提高不可或缺的物质基础,是开发能源和治理环境污染的重要保障。锆铪材料,是世界制造业皇冠上的一颗璀璨明珠,直接决定了一个国家在航空发动机、核能应用、电子电路等顶端领域的发展水平。而在世界科技界,锆铪分离技术一直被数家外国机构掌握着,成为制约中国高端制造业转型升级的一个重大瓶颈。

主持人:实现中华民族伟大复兴的目标,必须坚定不移贯彻科教兴国战略和创新驱动发展战略,坚定不移走科技强国之路。据说锆铪分离是世界性难题,请谈谈您的看法?

朱兴峰:“在锆铪材料制造领域,过去都讲锆、铪是一家,不分离,在天然矿物质中,锆与铪相伴而生。锆中的铪含量一般为1%-2%,一般工业用锆,无需从锆中把铪分离出去。但如果分离开来的话,它的用途就非常广泛。如果纯度做成‘三个九’的话,它就是我们现在核反应堆上燃料棒的包层材料,它可以屏蔽核反应堆上的放射物质,作为核工业所用核级锆,必须进行锆、铪分离,产出核级锆和核级铪。目前只有少数几个国家有氧化锆/氧化铪混合物分离这方面的技术,但是成本高、污染大。同时因为它关系到一个国家的高端制造及军工等,并对我国实行技术封锁。所以对任何一个国家来说都是一个技术难题,是一个世界性的技术难题。”

主持人:锆铪材料在人们日常生活中不常见,但据了解作用极大,覆盖大部分科技领域,请谈谈您对锆铪材料应用的认识?

朱兴峰:铪是耐高温的软金属,具有可塑性、易加工、耐高温、抗腐蚀的特性,铪的热中子捕获截面大,是较理想的中子吸收体,可用做原子反应堆的控制棒和保护装置。它在航空发动机上面,作为涡轮叶片的添加重要元素,它可以让航空发动机涡轮叶片的工作温度可以提高很多,它可以与同类的钛合金这类材料,可以升为一个高端制造的产品。“当前我国核军工、核电产业,在新的历史时期再次提出了做大做强、创国际一流的口号,坚持自主创新、有力保护国防建设、推动核能和平利用成为我国核工业的战略目标和决心。锆、铪分离形成生产规模及实现锆、铪产业化,不仅能结束长期依赖进口,更为发展核军工、核电工业提供了保证。从某种意义上讲,锆、铪分离技术科学研究是一项助力国家核工业发展必不可缺的科技攻关和科技创新。‘神六’上使用的抗腐蚀性、耐高的钛产品,其抗腐蚀性能远不如锆,其熔点1600度左右,而锆的熔点则在1800度以上,二氧化锆的熔点更是高达2700度以上,所以锆作为航空航天材料,其各方面的性能大大优越于钛。”

主持人:目前锆合分离难题是世界性课题,我国的锆铪材料长期依赖进口,是不是已经成为我们国家发展新材料的一道高门槛?

朱兴峰:我国的锆、铪分离技术,始于20世纪60年代。为满足国家原子能海绵锆的需求,曾形成生产能力,其后由于军工对锆、铪需求减少,现在我国核电用的锆管及锆合金材料受限于分离技术,产品种类开发方面与国外相比还有差距,这一矿物材料的应用,至今仍依赖于进口。基础科技的研发和创新,是一切科技创新的基础,是决定未来科技世界竞赛排名的奠基石。为了推动科技研发,实现科技强国战略,对基础材料的研究,我们始终不能放弃。

主持人:根据您分享的资料,可以看到,您经过努力,对这一研究有了长足推动,谈谈您的团队试验成功并获得专利的经历?

朱兴峰:历经千百次的失败、分析、再实验,我们研发的锆、铪分离技术与国际技术相比更具有优势,这项技术有效地提高了锆、铪新材料规模化生产能力,既降低了生产成本,又实现了绿色环保,同时可以尽快实现规模化生产来降本增效。我们团队的“氧化锆/氧化铪混合物的火法分离方法”填补了世界空白,将从此改变我国在军用与民用工业中高纯度锆、铪材料至今仍受制于人、依赖于进口的局面。2015年10月28日,国家知识产权局授予我发明专利证书(证书号:第1830391号),与此同时,这一方法又向世界申请了专利,对加拿大、美国、日本、韩国、澳大利亚、印度、越南、俄罗斯、欧盟等进行了保护。其颠覆性的锆铪分离技术,是锆铪分离的一次革命,这一发明价值被官方评估为93.9822亿人民帀。

主持人:科教兴国,重要的是有人才,人才要有情怀,请谈谈您对这块的认识?

朱兴峰:我们这一代人,出生在国家最困难的时期,靠党和国家的培养和教育才能有今天,对于祖国和人民有着更加深厚的感情,对于资本的引诱有着天然的抵抗力。因此,不管是在研发时期,还是在成果展示期,我们都在始终坚持一个信念,那就是科技创新的成果要服务于国家和民族的发展,不能为了利益而放弃初心,要坚持不懈,实现科研成果的产业化应用,服务服从于实现两个一百年伟大目标的中国梦而奋斗不息。

【责编 王杰】