核燃料组件被誉为“核电站的粮食”,不仅是电厂的“心脏”,更是安全的第一道屏障。但很长一段时间里,这颗关键之“芯”依赖国外技术转化,缺乏自主知识产权,宛如被“扼住了咽喉”。
经过几代人接续攻坚,我国成功构建起核燃料全链条自主研发与产业体系。其中,经开区本土企业西安西部新锆科技股份有限公司(以下简称“西部新锆”)的锆合金自主制造技术打破国外垄断,为国内核电安全发展筑牢了关键材料根基。像这样“顶天立地”实现自主创新突破的企业,经开区还有不少。一批新材料骨干企业正以硬科技实力,书写着从“跟跑”到“领跑”的突围故事。
西部新锆
技术攻关锻造“中国铠甲”
在西部新锆生产车间,高温熔炼炉弧光不息,精密挤压机平稳运行,一根根细如笔杆、精度达发丝级的锆合金管材源源不断下线。这里是我国核燃料组件核心材料的“源头阵地”,生产的N36锆合金是燃料组件不可或缺的“铠甲与骨骼”,其性能直接决定了燃料组件的安全性、可靠性和使用寿命。
很长一段时间里,我国核级锆合金依赖国外技术转化,为实现关联领域核心技术的国产化,专注于核级锆材及特种金属材料研发、生产和销售的西部新锆接过了N36锆合金产业化的重任,终于在2018年成功产出国内首批自主知识产权N36锆合金产品。
N36属于锆-锡-铁合金体系,通过优化锡、铁元素配比,显著提升了材料的耐腐蚀性能和耐辐照性能。为了实现高性能锆合金的稳定量产,西部新锆攻克了一系列生产工艺难题。首先在熔炼环节,针对不同元素熔点差异大的难题,采用预制合金、熔速控制、三次真空自耗熔炼等工艺,成功解决了工业化铸锭均匀化难题。在挤压环节,采用45MN卧式双动正向挤压机,实现了低温大变形高精度挤压。
“我们生产N36锆材的过程,就像拉面一样,一点点把材料拉细拉长,既要保证均匀,又要守住精度,容不得半点差错。”西部新锆总经理、党委副书记周军生动地道出了生产过程的严苛。为保证产品的每一道工序都经得起考验,西部新锆每一根管材都有激光打标的条形码,全流程可追溯至原材料批次及操作人员。
N36的成功交付,标志着我国已完全实现自主化核级锆合金的规模化生产,让中国核电真正拥有了“中国铠甲”。现如今,核级锆材加工工艺技术不仅用于制备核燃料包壳管,未来还将拓展至航空航天、医用植入件等领域。相关材料已应用于航空高端钛合金型材,质量控制标准与航空领域严格一致。
西部超导
高温超导材料国际领先
在经开区,一批企业始终以自主创新为引擎,以服务国家战略为使命,致力于解决“卡脖子”技术难题,西部超导便是其中的佼佼者。
2003年,中国以平等伙伴身份加入国际热核聚变实验堆计划谈判,但当时国内超导材料产业尚处空白,无法提供核心线材,关键技术被国外牢牢把持。也是在这一年,西部超导材料科技股份有限公司在经开区正式成立,以“服务国家、造福人类”为使命,从零起步,瞄准航空、能源、医疗等领域的国家“卡脖子”急需,把一根根超导线材,锻造成高端设备的“生命线”。
经过多年的攻坚,西部超导实现了超导产品、高端钛合金材料和高性能高温合金材料多个领域的国产替代和技术突破,且性能达到国际先进水平。其单根长度2万米以上MgB₂高温超导线材、单重4.5吨的大尺寸钛合金棒材等产品,不仅刷新了行业纪录,更标志着我国在材料领域取得重大突破。
目前,西部超导已成为全球唯一具备铌钛(NbTi)锭棒、超导线材、超导磁体全流程生产能力的企业,也是国内唯一低温超导线材商业化生产企业,国内低温超导材料市占率超过95%。其产品应用于EAST、“中国环流三号”等大科学装置,成为可控核聚变领域的核心材料保障力量,再次印证了经开区自主创新“国家队”的澎湃动能。
凯立新材
催化剂“芯片”实现进口替代
作为全省新材料产业“策源地”,自成立以来,经开区便围绕新材料等重点产业深度布局,依托“有色院模式”,引进培育了多家在新材料领域具有全球竞争力的龙头企业,成为支撑区域高质量发展、填补国内技术空白的重要力量。
在化学工业的产业链条中,催化剂如同“芯片”般占据核心地位。二十年前,我国高端催化剂被国外垄断,价格高昂、供货周期长,卡住了我国化学工业的脖子。
经开区企业凯立新材瞄准行业痛点,从零起步先后攻克了乙炔法合成氯乙烯用高性能金基催化剂制备、再生与回收再利用等“卡脖子”技术难题,设计开发了具有自主知识产权的高纯氯乙酸连续醋酐法催化加氢工艺技术和专用催化剂,填补了国内空白。
凭借催化剂领域的持续深耕和技术创新突破,凯立新材获得2023年度陕西省科学技术进步奖一等奖,并于2025年获评国家级制造业单项冠军企业,一跃成为国内贵金属催化剂领域领军者。如今,凯立新材成功研发的新一代超低贵金属含量的氯乙酸催化剂,一氯乙酸选择性和机械磨损强度分别超过99.5%、97%,催化剂使用寿命可达3年以上,各项性能指标居国际领先水平。
经过多年发展,凯立新材已有钯系、铂系、铑系、钌系等贵金属催化剂及部分高端非贵金属催化剂等产品400余种,广泛应用于医药、食品、化工新材料、环保、新能源等诸多领域,成为我国精细化工领域具有技术优势的贵金属催化剂供应商,为我国高端化工产业链安全自主可控提供了坚实支撑。
得益于众多新材料骨干企业的创新能力和卓越的技术实力,经开区新材料产业得以迅猛发展。目前,经开区累计培育规模以上新材料企业近40家,建成了亚洲最大的无缝钛管生产基地、世界第二大层状金属复合材料和金属纤维生产基地、国家稀有金属材料科研生产基地等多个产业示范基地,石油炼化高分子材料、复合材料、电子材料等细分领域发展处于国内前列。随着一批掌握关键核心技术、具备国际竞争力的企业加速崛起,经开区还将以更完整的产业生态、更高效的成果转化机制,在突破“卡脖子”的征程上奋力书写“经开答案”。
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