西北有色院给力国家战略服务创新发展

今年8月，国务院印发《十三五国家科技创新规划》面向2030年深度布局，一系列重大项目与国家科技根本性专项远近融合、梯次后半段。不管是研制重型运载火箭、创建空间站，还是研制仅有海深潜水器、创建深海空间站，或者是深地资源观测以及智能生产和机器人的研发，都少不了一个最重要的基础确保先进设备材料。

　　多年来，在我国科技创新深度发展中，西北有色金属研究院凭借在珍贵金属材料领域的科研优势，多次超越国际独占，建构了该领域多个国内唯一，为我国新型战机、新型航空发动机、大飞机、神舟飞船、嫦娥工程、海洋工程等重点任务研发获取了材料基础。今年以来，西北有色院紧抓一院一所模式拷贝推展的机遇，增大布局新材料领域战略前沿，抢占市场制高点。随着国家面向2030年科技创新规划深度布局的实行，西北有色院将更进一步给力国家战略、服务创意发展，为我国深空、深海、深地、深蓝战略获取材料基础。

　　稀有金属助力深空飞天梦　　钛及珍贵金属材料是航空航天产业不可或缺的结构材料，具备最重要的战略意义。钛用量的强弱要求了一个国家战机的水平，也是取决于一个国家装备制造业水平的最重要指标。西北院是我国最重要的钛及钛合金材料研发、加工、生产基地，分担的钛及钛合金科研项目占到我国有关钛的项目总数的60%以上，研制的钛合金涵括了高强、耐高温、低温、耐蚀、高韧、受损容限、防水、医用等系列100多种，其中创意研制的钛合金30多种，突破了多项关键技术，顺利研发出有一系列符合重点型号飞机研制拒绝的关键钛合金材料，生产的一系列钛合金板材、锻件已顺利应用于神舟号飞船、大型火箭和先进设备导弹、飞机、舰船等高科技领域，为我国航空航天事业发展获取了有力承托。　　其中，具备自律知识产权的高强及中强劲受损容限型钛合金及棒材和铆钉专用钛合金丝材，超越了发达国家的独占和经济制裁，空缺国内空白，月底2011年初在新型战机上装机试飞；针对新型战机长寿命设计市场需求，研制出了新型战机用钛合金及大规格棒材等急需的关键钛合金材料，确保了新型战机的研制。

针对我国大型发动机的研制市场需求，西北院研制出大型航空发动机用特种钛合金棒材，确保了我国大型发动机的研制工程进度。同时，突破了高温600℃钛合金和防水钛合金冶炼、棒材切削等方面技术瓶颈，切断工艺技术路线，研发出有高温钛合金和防水钛合金及其大规格棒材，为我国大推比航空发动机的研制奠下了材料基础。　　当前，金属3D打印机沦为生产飞机机翼和各种航空零部件的最重要趋势，金属材料是首先必须解决问题的问题。

其中，由于稀有金属的类似特性，稀有金属3D打印机粉末制取与技术沦为该领域的最重要难题，世界各国都在减缓研发大力突破。西北院是我国最先专门从事3D打印机专用金属粉末和电子束粉床3D打印机技术研究的单位之一，也是我国球形钛合金粉末制取技术与装备的源头单位，已沦为国家增材生产创意中心的骨干单位。

　　早于在上世纪八十年代，西北院就研发了我国第一台等离子转动电极雾化制粉装备，为我国激光送来粉3D打印机技术的发展获取了原料承托。2007年，西北院与清华大学合作研制了我国第一台钛合金电子束粉床3D打印机装备，并在充份消化吸收国外装备技术的基础上，自主设计研发了第二代开源式电子束粉床3D打印机装备，主要性能参数超过国际先进设备水平，并顺利构建产业化。

近年来，环绕3D打印机技术对超细球形粉末的根本性市场需求，不仅研发了新一代等离子转动电极雾化制粉装备，还针对粉床3D打印机技术发展市场需求，积极开展了气雾化制粉技术的研究，构成了年产20吨超细球形钛合金粉末的生产能力。突破了电子束粉床3D打印机钛合金关键工艺技术，制取的多种钛合金力学性能超过锻件水平，并针对航空航天工程应用于市场需求，研发了热等静压后处理工艺，大幅度提高了材料的稳定性。　　在各项技术及设备大大获得突破的基础上，西北院不断完善稀有金属3D打印机领域的产业链，电子束粉床3D打印机应用于技术顺利应用于到国家战略中的同时，也推展到国民经济各个领域。

环绕航空航天和生物医疗领域的市场需求，顺利研发了上百种简单钛合金构件，并在3D打印机多孔网格类金属构件方面构成了特色。其中，研制的空间飞行器用轨触子集块，首次参与系统试车之后获得圆满成功；研制的航空发动机用新型油气分离器，通过了航空发动机设计单位的地面考核，展现出出比传统油气分离器较佳的综合性能；研制的新型战机用伪装格栅和尾锥早已构建批量供货。

　　在确保国家战略必须的同时，西北院也大力扩展民用市场，服务国民经济发展。钛/钢发生爆炸复合材料最先是为我国卫星及2348工程聚脂氧化塔设施的材料，它的研制成功对提高和提升部队穿着条件做出了贡献。

近年来，西北院利用该项目技术顺利研发出有用作军用、民用飞机外蒙皮的层状复合材料，有效地减低了飞机的重量，提升了飞机外壳的耐蚀性能。　　随着国家大飞机计划、新型战机、嫦娥工程、空间站计划的持续前进，我国航空航天事业发展对新型材料的研发制取明确提出了更为严苛的拒绝。

西北院积极参与国家根本性工程和战略任务，并通过国际合作增大高端产品研制力度。西北院与俄罗斯电机械公司合作，引入先进设备技术与装备，解决问题低推重比发动机生产领域高温合金球形粉末及粉末涡轮盘制取技术及其应用于的技术难题，符合我国近年来航空航天产业较慢发展的市场需求。

　　高端应用于贡献深海强国战略　　钛合金的出色特性被指出是一种天生的海洋工程结构材料。由于海水中有较高的氧化物、硫化物含量，以及水压对工程构件的强劲压力起到，因而对海洋工程材料明确提出耐腐蚀、高比强度、高比韧性和较好的加工性的严苛拒绝。而西北院利用自身的材料研发优势较晚地积极开展了在海洋工程领域的探寻与研究。

　　减缓发展海水淡化利用产业，是我国海洋强国的最重要组成部分。在这一领域，西北院走在了全国前茅。

2012年，西北院沦为海洋工程根本性治沟项目的首批根本性装备组成员单位，开始做到预研项目和产品生产。截至目前，西北院早已已完成了750吨、250吨海水淡化处置项目，构建了核心段管路、管件、标准件等关键装备的全钛化。在此基础上，西北院还创建了管路核心部件强度实验装置，用来检验材料应用于效果，为钛材料应用于获取确保，推展创建国家标准。

　　射击海洋工程市场需求，西北院研发了多种钛合金海洋结构设备，如大深度深潜器耐压壳体及框架、海水介质的换热器、高温海水介质的盐水泵、各种管道、阀门、石油勘探器具等。其中，通海管路系统早已为地面检验试验获取了多规格400余种产品的地面检验试验。　　2013年，西北院积极响应党的十八大明确提出的海洋强国战略部署，在名誉院长周廉院士的推展下，通过与海洋石油开采、海水淡化、舰船等部门的交叉合作，大力主导参予了仅有钛海水淡化蒸发器、仅有钛舰船海水管路系统等样板工程，在深海空间站、深潜器、海洋能源开发等领域做到了大量基础和工程化工作。

　　在海洋上，电力来源是个难题。西北院研发了1000瓦的海洋风力发电设备，使用新方法提升了发电效率，并且解决问题了大型风力设备生产加装运输艰难的难题。

目前，1000瓦设备早已将要投入使用，3000瓦、5000瓦的大功率设备正在抓住研发。　　与此同时，西北院研发的用作新一代舰船的钛合金管注系统，早已为地面检验已完成三批供货；面临深海空间站项目，研发的耐压壳体材料也获得最重要突破。今年6月，西北院联合国内数十家单位发动正式成立了中国海洋材料产业创意技术联盟，联合前进我国海洋材料产业技术创新。

在海洋强国梦中，西北院将再度贡献最重要力量！　　自主创新加快深地能源核聚变　　我国能源需求快速增长较慢，核电能源是洗手高效、发展前景辽阔的优良能源，而西北院正是国内积极开展核电站用锆材研究的主力单位，较晚地为锆合金材料的工业化生产展开技术储备，并顺利地为国内自行设计的第一座核电站秦山核电站获取了材料反对。　　近些年，在我国核电自主化和核电回头过来的根本性战略中，西北院堪称凭借多年的技术文化底蕴，为推展我国核电关键材料自主化充分发挥了最重要起到，被誉为中国芯的制造者。　　在核电领域中，锆是第三代反应堆不能替代的材料。锆合金作为包壳材料是确保核电安全性的最重要材料，和金属铀一样，是最重要的战略原料，受到发达国家的技术封锁。

同时，锆合金材料工艺简单，其加工水平代表了国家金属材料的加工水平，是国家综合实力的反映。　　西北院相结合半个多世纪持续大大对锆合金研发积累的成果，环绕我国核电自主化和核电回头过来的目标，构建了锆合金和成套工艺的自主化，竣工国内唯一锆合金包壳材料几乎自律建设的生产线，超过世界先进设备水平。明年3月，将转入产业化阶段，预计十三五末将构建商业供货。

　　控制棒是调节核反应堆反应速度的关键部件。长期以来，我国控制棒堆芯关键材料倚赖进口，相当严重制约了自律核电技术的发展。2014年，西北院生产的国产银合金控制棒，顺利应用于阳江核电站一号机组，构建长时间发电，标志国产银合金控制棒月获得应用于。2015年，竣工国内首条三代核电堆芯关键部件银合金控制棒生产线，不具备系列核电用银合金控制棒产业化生产能力。

截至2016年6月底，西北院已给国内外25座核电机组交付给银合金控制棒近3万支，产值多达4亿元。　　与此同时，西北院大大强化核级产品的设施能力，研发了核电用不锈钢及镍基合金等产品，负责管理已完成了中核集团2020龙腾计划子课题华龙一号用不锈钢及镍基合金的研制，同时已完成了中电投集团AP1000核电用不锈钢及镍基合金的研制及样品的生产。

　　十三五期间，预计国内将新建多达20台核电机组，银合金控制棒的需求量将多达6万支，不锈钢及镍基合金的市场需求将多达100吨。预计2020年到2030年我国还将辟多达50台核电机组。西北院将大大强化核级产品的设施能力，减缓研发，推展核电反应堆堆芯关键设备和材料几乎国有化。　　此外，除了高性能锆合金的研究，研究院还在超导材料研制方面取得突破，为国际热核聚变项目人造太阳工程获取关键材料，也大力牵头其他单位，为国内的人造太阳用超导材料市场需求积极开展研制成功确保。

　　超导是20世纪最根本性的科学找到之一，所指的是某些材料在温度减少到某一临界温度电阻忽然消失的现象，不具备这种特性的材料被称作超导体。超导材料在电力能源、高端医疗设备、轨道交通、大科学工程、军工等领域具有普遍的应用于前景。

西北院超导材料制取国家工程实验室是我国唯一同时积极开展低温和高温两类超导材料研发并构建产业化的单位，首度攻下了高均匀分布铌钛合金冶炼和低临界电流密度线材制取技术考验，被国际超导界被誉为首创了高临界电流密度和铌钛超导体研究的新纪元。西北院也是国内唯一构建低温超导线材商业化生产的单位，是目前国际上唯一的低温超导铌钛锭篮及线材仅有流程生产单位，并沦为国际热核聚变实验填项目唯一国内供货商。今年一季度，为国际热核聚变实验填项目获取的价值6亿元的铌钛线材和铌三锡线材已全部供货。　　高温超导自上世纪80年代找到以来，仍然是国际材料领域研究的热点。

西北院在与国际实时积极开展高温超导材料制取及应用于研究，目前也获得多项突破。基于超导材料的制取技术陀螺拉拔技术，研制出脉冲磁体用高强高导铜基复合材料，并制作出高磁场脉冲磁体，构建了批量化制取。该技术已顺利应用于我国强磁场实验室的脉冲磁体生产，使用该线材绕制的脉冲磁体，最低场超过90特斯拉，居于亚洲第一、世界第三。

2007年，西北院射击加速器、核聚变堆用磁体等低磁场系统应用于的铋系由高温超导线材开始研究，去年获得较小进展，构建了小批量制取百米级线材，性能超过国际先进设备水平。今年年初，西北院和中科院等离子体所合作，制作出有核聚变堆用高温超导导体，为我国下一代核聚变工程填设计和研发奠下了较好的材料基础。　　供给侧改革守住深蓝先机　　扎根国家战略，研制关键材料同时，研究院也积极开展供给侧改革，强化高端产品研制，扩展新领域，布局新的产业，在助推节能环保、身体健康医疗、生物医用材料等领域展开升级改建，为绿色生活获取更好的材料承托。

　　盛夏的一个午后，在西北院磁体制作车间，我们亲眼目睹了研究人员制作磁体的过程：宽约数千米比头发丝还粗的超导线材必须细心卷曲成磁笼，强劲的磁场就在这个磁笼中间产生。现场科研人员讲解，磁体制取工艺简单，全世界只有两家单位可以生产，西北院就是其中之一。

　　二硼化镁被称作超导材料领域最引人注目的新星。在国家863、973项目的反对下，西北有色院构建了千米量级二硼化镁超导线材的小批量制取，沦为国内唯一一家在世界上能制取千米量级二硼化镁超导线材的单位之一。目前，该项目射击必要加热器的核磁共振成像仪系统正在大力推展产业化，预计十三五期间可实现转化成。

在此基础上，西北院更进一步扩展在超导领域仅有产业链加工生产优势，通过积极开展国际合作，突破了磁体制取技术，构建了大尺寸单晶硅用超导磁体产业化、磁共振成像仪用超导线材的批量生产，并大大扩展超导磁体在重离子、质子加速器肿瘤化疗、舰船综合电力系统、污水处理等新领域的应用于。　　西北院在生物材料和细径金属管材和超强细丝材加工技术、医疗器械研发及仪器成型技术、表面改性技术研究、医用金属材料生物力学及微观的组织调控、特种加工技术等领域获得了多项突破，研发了一系列国内领先、超过国际先进设备水平的稀有金属生物材料。研发出有了新型血管支架、牙种植体、人工髋关节、颅颌面骨修缮网板、髓内吊、脊柱后路内相同系统、相接骨板和各种医用螺钉等8大类医疗器械产品。

　　目前，齿科用纯钛材月底2015年11月获得了首张医疗器械登记证书即齿科用显钛，其余的齿科用合金，早已通过了北京大学口腔医院医疗器械检测中心、四川省医疗器械检测中心的形式检测和生物安全性评价，涉及技术评价资料已递交省药监局技术评审中心，药监局已通报需要再行递交适当的补足资料，待审核均须。　　此外，西北院通过与国内医疗器械单位的牵头，研发了髋臼杯、脊椎融合器等新型骨植入体，目前已在国内5家医院积极开展了120事例临床评价试验，最迟200个3D打印机骨科植入物，顺利植入人体。

　　除了身体健康医疗、生物医用材料，在节能环保领域，西北院也大展身手，助推绿色生活。　　金属多孔材料由于其类似的物理和结构性能，被普遍应用于航空航天、交通运输、建筑工程、节能环保等领域。西北院相结合金属多孔材料国家重点实验室，沦为国内最先专门从事不锈钢纤维毡的研究研发单位，构建了金属纤维及制品产业化的目标，并竣工全国仅次于的金属纤维及其制品的生产基地。近年来，西北院大大扩展金属多孔材料在节能环保领域的应用于，在高温烟气除尘、大气污染液体颗粒管理、柴油车尾气净化、煤化工仪器过滤器、水处理等节能环保方向，突破了金属多孔材料的应用于难题，生产出有的金属纤维制品、金属复合膜多孔材料及元件，以及成套的节能环保设备，在钢铁冶金、能源、交通等领域顺利应用于，预计十三五期间将构建大规模应用于。

　　8月11日，西北院火力发电厂锅炉尾气用金属滤袋及除尘器生产线技术改造项目月动工建设。此次改建将突破低成本高产能金属纤维的关键技术，大幅度减少金属纤维毡的生产成本，构建金属滤袋的推广应用，构成金属滤袋及除尘器的批量生产能力。

该项目的实行标志着西北院在金属纤维、金属纤维毡的研究、研发及生产方面正处于国内同行业中领先地位，将在国际行业中产生较小影响力。　　在高性能膜材料领域，西北院积极开展了大规格异型多孔材料、高性能膜材料及新型过滤器设备研发和生产。目前，已完成金属膜填充滤芯及碳化硅陶瓷膜填充滤芯生产线建设，超过批量化生产水平，产品综合性能多达国外进口产品，价格比国外产品减少一半；其生产的公共直饮水设备，使用仅有物理过滤器方式，可几乎除去自来水中各种对人体危害的物质，该产品已构建中试。

随着这一系列节能环保新产品、设备的大规模应用于，西北院将助推全省乃至全国节能环保产业再行升级。

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