高斯达:东北“老”工业基地开“新”芽
2017-03-23明星
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当前新一轮科技革命与产业变革蓄势待发,世界主要国家争相寻找创新的突破口,抢占未来发展先机,新材料领域就是其中之一。
新材料决定着一国制造业发展的后劲。特别是前沿材料的突破,将引领新产业发展,开拓新兴市场。
2016年,为了加快推进新材料产业发展,推进制造强国战略,国务院成立国家新材料产业发展领导小组。紧接着,2017年开春,工信部、发改委、科技部、财政部联合印发《新材料产业发展指南》提出,推进材料先行、产用结合,以满足传统产业转型升级、战略性新兴产业发展和重大技术装备急需为主攻方向,并将先进基础材料、关键战略材料等作为发展方向。
“纳米技术将在21世纪成为推动新的产业革命的关键技术,而纳米材料作为新材料的代表,势必会引发制造业的根本变革,这是人类发展史上的一件大事。”
说这句话的是四平市高斯达纳米材料设备有限公司(以下简称“高斯达”)董事长王志平。
与纳米“结缘”
王志平的家族一直崇尚“技术立命”。
自民国开始,王志平的太爷就是当地远近闻名的大工匠,创办了一家手工业企业,生意做得十分兴隆。但遗憾的是,太爷在有生之年没有让后辈参与到工厂的运营和管理当中,随着他的突然离世,企业就此凋零。解放前,王志平的爷爷在当地一家工厂做技术工人,表现出很深的专业造诣。新中国成立后,王志平的家人投身到国有企业建设当中。令人引以为傲的是,四平市曾经评选出3个八级工匠,王志平家族就占了其中的两个席位。他的父亲曾是当地鼓风机厂的技术科长,退休后,走上创业的道路,着手成立了四平市高斯达鼓风机厂。王志平自小就品学兼优,高中毕业后考上大学,先后就读于吉林工学院机械系、哈尔滨工业大学材料系,取得硕士学历。毕业以后,他被分配到国有企业工作,年纪轻轻就成功申报了省级发明专利。当时,王志平的母亲患有一种罕见的疾病,花了很多钱用于治病,家里生活非常困难。就是在这样的情形之下,王志平辞去国企的工作,与父亲共同创业,从此一发不可收拾。
1994年,吉林大学超微材料重点实验室找到王志平的父亲,要求厂里制作一款风机设备,专门用在一款超微粉制取设备上,当时,超微粉属于学术前沿的成果,并没有市场化。这样的设备国内是没有的,去国外买又太昂贵,实验室老师找遍了吉林省所有国有企业,都没能解决风机的问题。他们来到王志平父亲创办的民营企业,也只是抱着试试的态度。但是,没用多长时间,父子俩就把这款专门用于超微粉制造的风机设备制造出来了。当时,国际上还没有纳米的概念,吉林大学科研人员就把这种粉末称为超微粉。直到1999年,美国科学家提出纳米的概念,超微粉才正式改名为纳米粉。
王志平从此便与纳米材料结缘。
直到2000年,他和父亲共同创办了四平高斯达纳米材料设备有限公司。凭着发达的头脑,高深的技术才能,以及坚韧不拔的科研韧劲,王志平和他的父亲先后研发出包括SNH-Ⅶ型电弧法金属纳米粉制取设备、SNB-Ⅶ型电爆法金属纳米粉制取设备在内的多款纳米制取设备。
自成立伊始,公司就立足于纳米科技最前沿,研发生产纳米材料、金属纳米制取设备,以及与纳米材料相关的应用产品,获得了三十余项国家专利,承担了国家火炬项目、国家技术创新项目、国家“863”引导项目等。2004年,公司获得国家发改委振兴东北老工业基地高技术产业化示范工程项目,总投资1亿元,建成年产20台金属纳米粉制取设备、25吨金属纳米粉、年产6000m2强韧纳米结构金属陶瓷涂层的规模。
如今的高斯达是中国纳米技术产业协会理事长单位,创建了国内领先的集研发、生产、销售和服务于一体的纳米产品生产基地。2016年,公司资产规模达数亿元,在四平当地除了国企和房地产企业之外,上缴税收最多的就是高斯达。
纳米材料用于传统工业
2011年,中国科学院大连物理化学研究所航天催化与新材料研究室张涛团队在国际上首次报道了单原子催化剂的制备与性能,同时提出了“单原子催化”的概念,现已成为催化领域新的前沿与热点之一,并入选了美国化学会2016年“十大科研成果”。
在此理论基础上,王志平通过大量实验,成功将单原子的纳米材料应用于催化剂当中。
纳米技术是用单个原子、分子制造物质的科学技术,研究结构尺寸在1至100纳米范围内材料的性质和应用。而合成氨作为重要的化工原料,主要用于制备化肥、硝酸、铵盐、纯碱等,在国民经济中占有重要地位。同时,合成氨又是一个吨位较大、能耗较高、效益低的产业。因此,改进合成氨工艺和催化剂将对能耗降低、经济效益提高有巨大的影响。
为加快产业结构调整,制止盲目投资和低水平重复建设,促进合成氨行业健康發展。2012年工信部特制定了《合成氨行业准入条件》,鼓励现有企业开展以原材料调整、产品结构调整、节能、环保和安全为目的的技术改造。
可以说,传统的大多数催化剂不仅催化效率低,而且催化剂的制备造成生产原料的浪费、降低了经济效益、对环境有一定的污染。而纳米材料因其颗粒小,表面原子多,特别是化学活性、催化性及成材后的延展性和抗压强度均优于普通材料。纳米催化剂可以加速或延缓化学反应时间、增强选择性、提高反应速率和效率、降低反应温度等。
于是,高斯达经过反复实验,推出了铁基纳米合成氨催化剂。该产品低温活性高、稳定性好,生产过程中不用氢还原;同时,在节能降耗和提高合成氨产量方面有明显作用,经河南骏化发展股份有限公司产品使用单位测定:“使用高斯达纳米合成氨催化剂比使用传统催化剂的反应转化率提高10-15%,选择性提高5-10%。”
将纳米材料用于改进和提升催化剂产品,是王志平在新材料领域做出的第一个创新性应用。
“强势”进驻军工领域
2017年1月,我国知名军事网站一条消息吸引了笔者的注意,作为美国尖端军事武器之一的尾翼稳定脱壳穿甲弹,采用了最新的钨铬铁粉末冶金合金,其合金的纳米硬度达到了21吉帕,而这种合金的制作过程是美国的最高机密。
其实早在15年前,即2002年7月,王志平和他的合作伙伴就已经向我国总装备部上报了“纳米W-Ni-Fe穿甲弹研制”项目,可以说,相关技术领先美国十余年。也正是由于这个原因,王志平创办的高斯达公司被国外某些机构和人员“盯梢”,受到了国务院领导高度重视。
在国务院指派下,省级保密局、市级安全局对此事做出深入调查后,作出指示:“高斯达的纳米粉体及制备技术已经达到国际先进水平,属于国内领先水平。所以,近年来受到国外有关机构人员的关注,后者试图联系索购该公司的产品。由于该企业积极采取安全防范措施,有效地保护了尖端科学技术机密的安全。”
虽然项目因此搁置了几年时间,王志平这个名字却在军工领域“一炮而红”。“很多军事专家或许不知道四平在哪儿,但却知道四平有个高斯达。”对此,王志平颇为自豪。
多年以来,高斯达已与多家军工科研单位合作,为它们提供了大量的国防军工用金属及合金纳米粉体、军工配套的纳米材料应用部件。为了全面进驻我国军工与国防领域,2016年,高斯达成功获得了武器装备科研生产许可证。
在军工领域,纳米粉材料应用广泛,例如Al、Mg等金属纳米粉,是导弹、火箭助燃剂必备的高性能材料。Ti金属纳米粉是高性能的防腐材料,尤其在高性能防腐油漆上得到广泛应用。而Fe、Co、Ni、Fe-Ni合金、Fe-Co合金、Ni-Co合金等纳米粉是隐身飞行器上必备的关键材料,也是生产金刚石、碳纳米管及贵重金属等材料的必备催化剂。石墨碳包覆Ni纳米粉是大功率镍氢电池中必备的关键材料,W-Ni-Fe合金、W-Cu合金纳米粉是兵器工业所需的高硬度材料,Cr-Al合金纳米粉是核动力武器必备的关键表面材料,W纳米粉是高性能、高精度硬质合金刀具必备的新型材料。
2017年,高斯达将与南京理工大学、西北工业大学加大合作力度,在爆炸烧结纳米组构合金材料技术、军用金属3D打印等项目上,重点研发最新的技术成果。
尤其是与南京理工大学合作方面,双方拟就爆炸烧结技术制取高强度特种钢、航空用快速冷凝高强度铝合金纳米块体开展合作研究。截至目前,该项目已经取得了显著的进展,研制成功的纳米晶结构的TiAl材料将应用在飞机发动机涡轮叶片上,即将减少国家民用航空发动机对进口部件的依赖,增强现有军用战机发动机关键性能指标。TiAl合金叶片代替Ni基合金,将减轻发动机重量200-300千克以上。到2020年,TiAl纳米晶结构合金材料的用量在航空、航天发动机中将占有20%左右的份额。
3D打印将颠覆制造业
如今,世界各国都在不断加强3D打印技术的研发及应用。我国地方政府也十分重视3D打印产业,陆续在各地建立了3D打印技术产业创新中心和科技园。
3D打印(增材制造)技术是全球最关注的新兴技术之一,以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造三维物体的快速成形技术。
王志平认为,“3D打印的核心是它对传统制造模式的颠覆,因此,从某种意义上说,3D打印最关键的不是机械制造,而是材料研发。”
金属是3D打印市场需求最强劲的材料。金属零件3D打印主要应用于航空、航天、军工、模具制造以及医疗等领域,用于这些领域的共同特点是个性化、小批量的快速制造。相对来说,医疗行业3D打印的应用发展速度较快,而其他领域发展较缓慢,因为这些领域对打印零部件的内部质量、机械强度、成型速度、配合精度均提出了高要求。更为遗憾的是,目前我国高端的合金粉末和制造设备还主要依靠进口。
为了解决这些问题,高斯达与西北工业大学、西安交通大学正在积极筹备有关“军用金属3D打印纳米造粒复合粉体应用”的项目。该项目一旦研发成功,金属3D打印设备及材料必将部分实现进口替代。
截至目前,该项目已经取得了相当大的进展。不久的将来,金属3D打印纳米造粒粉体的性能有望达到世界先进、亚洲领先的地位。“该种高品质军用金属3D打印纳米造粒复合粉体制取技术和工艺还可以迁移到高档粉末冶金用原材料粉体、热喷涂用粉体的制取,有广阔的发展空间。”王志平强调。
东北“固疾”
四平,对于王志平而言,最美是故乡。他在这里出生、成长,也见证了这座城市的繁荣与萧条。
四平是新中国新兴的工业城市,我国“换热器之乡”,重工业企业曾经在这里屡创辉煌。但遗憾的是,随着改革开放的深入,这个新兴的工业城市也无法摆脱老东北工业的“痼疾”。很多企业家还固守着老国有企业管理思维,产业发展遇到了瓶颈。
困扰四平的最大难题是教育和人才。
王志平认为,一个城市,如果没有技术人才就等于没有工业,没有工业就等于没有商业,没有商业这个城市就没办法发展。四平市想要发展,首先是要抓住人才。王志平的人才观得到了四平市政府领导的重视,已经认真深入地去探讨如何吸引优秀人才到四平来,进而让这座城市的产业和经济重焕生机。
值得欢呼与鼓舞的是,2016年12月19日,经国务院批准,国家发改委正式印发了《东北振兴“十三五”规划》(以下简称《规划》)。这是国家层面促进东北振兴的纲领性文件。
《规划》明确表示,要解决政府职能错位、越位、缺位、不到位等问题,建设服务型政府和法执型政府,优化东北地区营商环境,构建新型政商关系。建设以“亲”“清”为主要特征的新型政商关系,及时解决民营企业发展中遇到的实际困难。
更为重要的是,《规划》指出,必须推进民营经济发展改革示范工作,健全和完善促进民营经济健康发展的体制机制,优化民營经济发展环境。完善民营企业公共服务平台,增强提供创新创业、人才培训、市场开拓、法律政策等服务的能力。壮大一批主业突出、核心竞争力强的民营企业集团和龙头企业。扶持中小企业发展,合理降低企业税费负担,着力降低制度性交易成本,多措并举降低实体经济企业用工、用地等要素投入成本。
中关村是我的“外脑”
身为技术型企业家,王志平非常尊重科研工作者,他说这一群体是科技创新的前行者。但是有一次,让王志平很懊恼:“2000年,我赶赴杭州参加一个学术会议。我国一位知名院士在会上宣称,纳米这个东西现在只是理论研究,真正产业化是三五十年以后的事情。我当时就反驳了这位院士的话,不管几十年以后是否出成果,我们从现在开始就要投身实践,让企业介入,如果实践不去搞,纳米产业化便永远也实现不了。”
距离那次会议至今,仅仅过了十余年时间,纳米领域理论与实践的结合却是越来越紧密了。
以高斯达为例,科学家为企业指引发展方向,企业为科学家贡献产业成果。双方融会贯通,彼此交相呼应。
在东北老工业基地,一家高科技企业如何在没有人才和资金的优势下生存和发展?王志平的秘诀是,除了巩固自身的技术优势,还要借助外脑,整合外部资源。
他在几所高校任职材料专业硕士生导师,喜欢与同校的教授学者探讨纳米学术问题,也经常参加国内外纳米领域的学术会议,通过与专家相互切磋,从中找到志同道合者,开展产学研合作,此举不仅积累了丰富的专家资源,而且夯实了高斯达的科研根基。他一直强调,只有立足高远,开阔眼界,瞄准纳米发展前沿,与前沿科研队伍建立合作关系,企业的道路才能越走越宽。
截至目前,高斯达在国内聘请了一批从事金属纳米材料及热喷涂材料的高新技术骨干人才做兼职学者,其中院士2人,长江学者3人,首席研究员2人,教授(博导)10人,博士6人。与此同时,公司已与俄罗斯国家科学院工程技术中心、北京大学、清华大学、北京理工大学、昆明理工大学、北京工业大学、天津大学、吉林大学、哈尔滨工业大学、南京理工大学、沈阳工业大学、长春工业大学、东北农业大学、吉林农业大学、吉林师范大学、北京矿冶研究总院、中国科学院金属研究所等单位建立了生产、科研协作关系,为企业在纳米技术应用领域的深入发展奠定了良好的基础。
他还强调,位于北京的中关村是他的“外脑”。中关村是国家自主创新示范区,也是我国智慧的集合地,高校鳞次节比,科研院所星罗棋布。在这里,王志平可以很准确地寻找到最新科研和商业信息,这对他来说非常重要。
2017年,高斯达将在全国范围内开展产业布局。
第一步,与南京理工大学合作,在南京设立纳米组构材料研究院有限公司,专门研究纳米爆炸烧结技术,并将其用于国防和军工领域。“如今,高斯达已取得武器装备生产科研许可证。当地政府给我承诺,如果公司申报了国家尖端军工项目,国家给我多少经费,当地政府也会给予相同的奖励。”说这话时,王志平很是欣慰。
第二步,与西北工业大学、西安交通大学合作,在西安设立3D打印公司,拓宽纳米材料3D打印业务。
第三步,落子北京,设立营销公司,专门从事纳米材料、设备的研发和营销。
第四步,与天津大学和南开大学合作,成立纳米研发中心。“北京交通成本和人力成本较高,在京津冀一体化趋势下,天津也是不错的选择。”王志平强调。
第五步,成立基金公司,吸引加拿大、美国等优秀基金,用于高新技术投资。
最后,坚持生产基地放在四平不动摇。家有高堂不远行,四平永远是王志平创业的根据地。
除此之外,高斯达将在今年启动Pre-IPO轮融资,融资金额为6000万元,用于拓展纳米材料产业化。
一个产业的发展便是如此,必须着眼于以科技創新为核心的全局,整合产业相关的资源要素,突破影响创新的体制机制,才能全面推动产业发展。
王志平说,“在我有生之年,能把纳米产业这一件事儿做好,足矣!