中国发现超级金属！比稀土更稀有 民族企业正崛起

本篇文章4413字，读完约11分钟

[中国发现超级金属！比稀土更稀有的国有企业正在崛起。一家私营企业决定进入资本密集型和人才密集型行业，如空航空业。这个行业投资大、周期长、回报慢，他们打算生产的单晶涡轮叶片都是目前航空空发动机的部件

长期以来，空航空发动机一直是中国航空空行业的短板。目前，中国的一些军用飞机仍然使用外国发动机，在空的商业航空领域，c-919巨型喷气式飞机使用的发动机也是由美法合资生产的。

为了尽快弥补这一不足，我国一直在加大航空空发动机的研发力度。国务院发布的《中国制造2025》明确提出要“建立自主开发发动机的产业体系”。“十三五”期间，中国启动了空航空发动机和燃气轮机的重大项目。如今，空航空工业继续发挥其实力，正在缩小与世界一流发动机的差距。

空航空公司的发动机每秒钟消耗超过1700度，只有“铼”金属没有熔化

在河北省廊坊科技园区，为无人机和商用飞机设计的航空空发动机正在进行150小时的试车，并对发动机在各种条件下的技术性能、可靠性和使用寿命等综合指标进行了评估。

中国科学院工程热物理研究所所长朱俊强:150小时后，首次飞行保证没有问题，试飞可以在不同的高度进行。该引擎已基本完成。

航空空发动机是当今世界上最复杂的多学科综合工程机械系统之一。它需要在高温、高压、高速和高负载的恶劣条件下工作，并满足许多非常苛刻甚至矛盾的要求，如高功率、轻重量、高可靠性、良好的安全性和长寿命。因此，aviation/き虽然是世界上少数几个能够自主开发航空空发动机的国家之一，但航空空发动机的性能却不达标，这一直是中国航空空行业的一大心病

“十三五”期间，中国启动了空航空发动机和燃气轮机重大专项，空航空工业继续发挥实力，缩小了与世界一流发动机制造商的差距。

中国科学院工程热物理研究所轻动力实验室徐刚:这款涡扇发动机的油耗、寿命等指标都达到了国际先进水平，也是中国的空白。所有部件都是独立设计，然后独立生产，特别是像里面的高温单晶涡轮叶片。事实上，可以说发动机很难加工。

单晶叶片是航空空发动机温度最高、应力最复杂、环境最恶劣的第一关键部件，其铸造工艺直接决定了航空空.

在这个1000公斤推力发动机的中心，核心部件是60个单晶叶片。发动机压缩空气体，然后将其压入燃烧室，燃烧室在有限的空空间内与燃料一起剧烈燃烧，产生剧烈的气体喷射，驱动这些叶片高速旋转，使看似薄的零件产生惊人的功率，每个叶片输出的马力相当于2马力。

朱俊强:我们1000公斤的发动机高压转速超过30000转/分，接近40000转/分。大约的切向速度约为每秒450米，温度约为1720度。

为了防止融化，工程师和技术人员将每个叶片做成空核心，并在中间设计了一个精确而复杂的冷却系统。随着热量被冷却系统带走，一壶水可以在1/20秒甚至更短的时间内沸腾。然而，在1700度的高温下，普通金属仍然不够耐热。铼是一种珍贵的稀有金属，是生产单晶叶片不可缺少的元素。

在成都航天高温合金技术有限公司，我们看到铼，单晶叶片生产中最关键的金属。这是人类发现的最新自然元素。因为发现者是德国化学家，所以它以莱茵河命名为铼。它在地壳中的含量比所有稀土元素都少，而且比DIA更难获得。根据美国地质调查局的报告，世界上已探明的铼储量只有2500吨左右，铼的价格与铂相当。一克大约需要两三百元。

上市矿业公司成都航天高温合金技术有限公司的母公司可以提纯铼金属。2010年，公司在陕西省洛南县黄龙铺钼矿发现铼，储量达176吨，约占全球储量的7%，仅次于智利、美国、俄罗斯和哈萨克斯坦。近年来，随着空航空工业的发展，铼的消费量年均增长率为3%。虽然价格很高，但一直处于供不应求的状态。

为了寻找更多的铼金属，成都于航高温合金技术有限公司通过与湖南有色金属研究所的合作，克服了技术困难，在一年多的时间里实现了铼的提纯。然而，由于资源如此稀缺，张峥和股东们发现，这种稀有金属在中国几乎没有市场。

无奈之下，他们将目光转向国际市场，希望以资源换技术，寻求与国外合金制造商的合作。

成都航天高温合金科技有限公司董事长张峥:每个公司都想和我们签长期协议，只要我们生产，他们就想要。但是，由于这项技术，掌握这项单晶技术的国家的所有企业都受美国法律的约束，不允许参与技术合作。

美国是铼金属的最大消费国，铼金属控制着全球销售市场，并一直处于垄断地位。铼可广泛用于喷气发动机和火箭发动机，世界上约80%的铼用于生产航空空发动机，这在军事战略上具有重要意义。为了保持其在空航空工业中的主导地位，美国和其他一些西方国家常年封锁针对中国的材料和技术。英国航空空发动机巨头罗尔斯·罗伊斯在中国投资建厂，但其员工得到了不同程度的强化。就连当时在公司工作了7年的松阳也没有机会接触到公司的核心技术。

成都航天高温合金科技有限公司副总经理宋洋:有些地方中国人是被限制进入的。他们不希望这样的技术秘密被中国理解和掌握。我相信这不仅是对我个人而言，也是对许多在外国航空公司/企业工作的中国人而言。

它越是受阻，就越显示出空航空发动机的战略重要性，也越需要突破。当宋洋在上海许下这个愿望时，矿业公司董事长张争在千里之外的Xi做出了一个重要决定:他为航空空发动机生产单晶涡轮叶片。

成都于航高温合金科技有限公司董事长张峥:我想自己解决这项技术，因为我不想只做一个元素供应商，而且因为这样一种稀有元素，我们在没有任何帮助的情况下向这些海外企业提供。

民营企业进入国内首家批量生产单晶叶片的中国航空空产业

一家民营企业决定进入资本密集型和人才密集型产业，如投资大、周期长、回报慢的航空空产业，他们打算生产的单晶涡轮叶片是目前航空空发动机所有零部件中制造工序最多、周期最长的，面对严峻的现实，他们如何突破这些困难，实现单晶涡轮叶片从人才到技术到设备的大规模生产？

成都航天高温合金科技有限公司董事长张峥:整个生产流程只有在人才队伍建成后才能设计，设备可以根据生产流程在世界各地进行选择。这些人才都是世界顶尖人才。在我国的人才计划数据库中必须有他们相应的信息。我们去那里寻求帮助。

正如张峥所料，在政府的帮助下，他很快从国外找到了几个合适的顶尖专家。他们曾在几家著名的航空空发动机公司工作过，并有多年的航空空发动机零部件研发、制造、安装测试、维修和质量控制经验。张争，这个渴望人才的人，很快向他们抛出了橄榄枝，但起初遭到了拒绝。张峥明白，一家私营企业很难对他们产生巨大吸引力，更不用说去国外了，一切都需要从头开始。

就在张争竞选专家组的时候，2012年7月，国务院发布了“十二五”国家战略性新兴产业发展规划，将航空空装备产业列为高端装备制造业的第一个项目，明确提出要突破航空空发动机核心。国家一级的大力倡导无疑给张峥的说服工作增加了最大的分量。今年以来，张峥公司通过全国海外高层次人才引进计划，即“千人计划”，成功引进了两名海外顶尖专家，并通过“四川千人计划”和“成都人才计划”组建了自己的专业团队。根据各级政府的相关政策，这些引进人才不仅可以享受每人100万元的政策补贴，还可以在出入境和居留、配偶安置、子女入学、医疗保险、奖励和表彰等方面享受相关的特殊待遇。

宋洋是成都人才计划引进的团队骨干之一。政府的人才政策和公司的发展前景使他毫不犹豫地选择了从一家外企辞职，加入正在建设中的成都航天公司，实现他的国内航空空发动机的梦想。

带着团队和斗志，2013年底，在原本贫瘠的成都双流郊区，中国国产发动机单晶叶片的希望开始增长。为了尽快投入生产，工厂建设和设备采购是同时进行的。

成都于航高温合金科技有限公司副总经理宋洋:单晶炉是单晶铸造过程中最重要的设备。单晶炉是我们整个厂房的第一天，我们开始寻找合适的供应商和技术解决方案。

起初，他们在欧洲找到了一家知名的单晶炉供应商，但对方表示只能提供标准化设备，拒绝根据中国客户的参数进行定制。虽然团队沟通了很多次，但他们失败了。经过多次波折，他们在英国找到了一家单晶炉供应商。该供应商只想再销售一套设备，但不指望中国自己生产单晶叶片。

随着谈判的深入，成都航天提出了自己的定制解决方案，这位专业单晶炉制造商不得不对这位行业新进入者给予特别的尊重。

成都航天高温合金技术有限公司副总经理宋洋:他们认为西方先进航空空企业提出的方案是一致的，所以他们后来打消了这样的疑虑，认为成都航天是一家有技术能力、能战胜单晶叶片的制造商。

这个供应商没有忽视它。2015年7月22日，成都航天第一批产品发布，合格率惊人。

2016年，国际权威第三方检测机构出具的检测报告显示，成都航天高温合金技术有限公司发送的单晶叶片高温拉伸性能和高温耐久性测试结果均符合欧美标准。成都航天也成为中国第一家实现单晶叶片大规模生产的企业。

宋洋:凭着中国这么多年的经验，任何被外国封锁中国的人，都可以依靠自己的自力更生和艰苦奋斗，在这个领域取得突破。

单晶叶片投产才一年，一些生产细节在不断改进。每一个不合格的叶片都是有价值的样本，可以为工艺细节的改进提供有价值的参考。根据电子显微镜分析的结果，宋洋打算在重新生产这些叶片时更换铸造过程中使用的坩埚。

改进工艺后，用一个半月的时间通过逐层工艺制造出一批这样的单晶叶片。由于空航空工业的特殊性，开放市场所需的时间比生产周期要长。

事实上，在2015年航天生产第一个单晶晶片时，就颁布了《中共中央国务院关于深化体制机制改革加快实施创新驱动发展战略的若干意见》。成都航天作为空航空产业的新丁，在以自己的创新成果走向市场的过程中，得到了政府的大力支持。

2017年2月，成都被批准为“中国制造2025”试点示范城市。作为国家民航空高新技术产业基地和重要的战斗机研发制造基地，成都致力于建设相对完整的产业体系。成都航天还不断收到各级政府的项目资金，2015年以来到位的资金接近4000万元。其中，国家、省、市、区千人计划及配套资金946万元，四川省战略性新兴产业和高端成长型产业专项资金2040万元，省军民融合产业发展专项资金600万元。此外，对于这样一个投资周期长的高科技产业，政府的支持正从一步到位转变为根据项目的需要不断投资。

四川省成都市经济和信息化委员会国防和民用技术推广司司长暴:我们也希望通过一些基础领域和原创领域，在未来形成我国制造业真正的核心竞争力。我们知道这个过程漫长而艰难，所以我们做好了充分准备。

半小时观察:企业可以帮助王者回归“铼”

根据科技部的数据，2015年，企业占社会研发支出总额的77%。到2016年，这一比例已经超过78%。企业是社会组织中最具创造性的经济细胞，也是科技创新的主体。加快实施创新驱动发展战略，就是要使市场在资源配置中发挥决定性作用，最大限度地激发企业的创新活力。同时，政府应发挥适当的政策导向作用，鼓励务实的创新活动，将创新成果转化为现实生产力。