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杭州永磁托起“超級(jí)高鐵”

2018-07-05 09:15閱讀數(shù):1724

(2018-07-05)

  最近,一批高性能磁鋼從杭州永磁集團(tuán)有限公司(以下簡(jiǎn)稱“杭州永磁”)的生產(chǎn)車間運(yùn)往西南交通大學(xué),它們將被應(yīng)用于全球首個(gè)真空管道超高速磁懸浮列車環(huán)形實(shí)驗(yàn)線平臺(tái),這批磁鋼能力非凡,拼成軌道所產(chǎn)生的導(dǎo)向力和懸浮力能夠讓高溫超導(dǎo)體像釘子一樣牢牢地“扎”在空氣中。這枚“懸空的釘子”就是時(shí)速超千公里“超級(jí)高鐵”的雛形。
  磁鋼出自杭州永磁研發(fā)團(tuán)隊(duì)之手,沒(méi)有它,“超級(jí)高鐵”的設(shè)想只能停留在理論層面。在杭州永磁研制出這塊磁鋼之前,鮮有技術(shù)突破。
  這塊金屬,外觀上普通到不能再普通。這是記者看到“超級(jí)高鐵”軌道用磁鋼時(shí)的第一感覺(jué)。
  但金屬塊充上磁就會(huì)變成應(yīng)用于“超級(jí)高鐵”上的核心材料。這塊80毫米×50毫米×30毫米的磁鋼里包含萬(wàn)億個(gè)磁性單元,數(shù)量遠(yuǎn)超一般磁鋼,一旦充磁,這萬(wàn)億個(gè)磁性單位就會(huì)像持槍的士兵,整齊地排列在一起,指向一個(gè)方向源源不斷釋放磁力。巨大的磁力能讓整列高鐵懸空,并保證運(yùn)行過(guò)程中的完全平穩(wěn)。
  致密的磁性單元排列間隔分毫不差,發(fā)力方向完全一致才能讓磁鋼的性能達(dá)到極致,“超級(jí)高鐵”在運(yùn)行中才不會(huì)出現(xiàn)偏差,這是“牽一發(fā)而動(dòng)全身”的工程,而這“一發(fā)”僅為萬(wàn)億分之一。
  實(shí)驗(yàn)過(guò)程緊鑼密鼓,分析出結(jié)構(gòu),馬上從實(shí)驗(yàn)臺(tái)轉(zhuǎn)移到小型生產(chǎn)設(shè)備上生產(chǎn),一塊塊稀土礦被熔成液體,通過(guò)反應(yīng)凝結(jié)成粉末,再重新組合,達(dá)到理想的結(jié)構(gòu)。“精力必須高度集中,確保磁性單元有序排列,一發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,就要馬上推翻方案從頭開(kāi)始。”研發(fā)人員介紹說(shuō),磁性單元密度達(dá)不到,排列不規(guī)律是常事,吃飯睡覺(jué)想的都是原料配比和分子結(jié)構(gòu)。
  充磁,實(shí)驗(yàn)的最后一步,也是研發(fā)團(tuán)隊(duì)最緊張的時(shí)候。“顯微鏡下的結(jié)構(gòu)不會(huì)說(shuō)謊。”這是杭州永磁研發(fā)人員總結(jié)出的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。研發(fā)團(tuán)隊(duì)的每個(gè)人都忘不了距離成功的“一步之遙”,無(wú)數(shù)次論證得出了近乎完美的配比方案。
  杭州永磁董事長(zhǎng)賈貴元心里清楚,這塊磁鋼的意義不僅是企業(yè)研制新產(chǎn)品,更是國(guó)家軌道交通提速的重要一環(huán)。
  “永磁速度”根植在企業(yè)發(fā)展的基因里。1993年,桑塔納轎車車速里程表用磁鋼國(guó)產(chǎn)化的任務(wù)同樣由杭州永磁承擔(dān),研發(fā)團(tuán)隊(duì)攻關(guān)半年,將性能超過(guò)德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的磁鋼片送到崇明島,打破國(guó)際壟斷。2007年,同樣是半年,杭州永磁研發(fā)成功特制鋁鎳鈷磁鋼,磁鋼隨天宮一號(hào)和神舟十號(hào)遨游宇宙。
  現(xiàn)在,責(zé)任落在杭州永磁這支由80后、90后組成的年輕團(tuán)隊(duì)肩上。
  更加復(fù)雜的理論計(jì)算和越來(lái)越緊迫的時(shí)間讓每個(gè)研發(fā)人員熬紅了眼,之前的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)全都轉(zhuǎn)化為動(dòng)力,磁鋼結(jié)構(gòu)出來(lái),研發(fā)中心鴉雀無(wú)聲,一步之遙背后很可能是從頭開(kāi)始的空歡喜。
  最后一次實(shí)驗(yàn),磁鋼充磁,性能達(dá)標(biāo),可以量產(chǎn)。
  你好,老朋友
  生活因?yàn)槌錆M戲劇性才成了故事。研發(fā)中心里,杭州永磁總工程師冒守棟對(duì)著一塊寫著密密麻麻公式的黑板發(fā)呆。他在考慮的是一塊國(guó)家級(jí)大科學(xué)裝置專用磁鋼的結(jié)構(gòu),這是屬于他的故事。
  2015年,中國(guó)科學(xué)院委托杭州永磁研發(fā)一種具有超高一致性的磁鋼,磁通波動(dòng)范圍控制在1%以內(nèi)。中科院一直致力于產(chǎn)品研發(fā),為了這塊磁鋼,跑遍中國(guó)所有磁性材料生產(chǎn)企業(yè),始終無(wú)法取得突破。磁鋼領(lǐng)域摸爬滾打38年,如此之高的性能要求,賈貴元也是第一次遇到,此前,杭州永磁生產(chǎn)的磁鋼磁通波動(dòng)范圍的極限在3%到4%之間。
  這塊磁鋼是科學(xué)研究基礎(chǔ)之基礎(chǔ)。國(guó)家級(jí)大科學(xué)裝置支撐著國(guó)內(nèi)多項(xiàng)基礎(chǔ)研究,磁鋼性能不達(dá)標(biāo),這個(gè)裝置就無(wú)法以最佳狀態(tài)運(yùn)行。“你有沒(méi)有興趣研究一下這個(gè)。”賈貴元拍著冒守棟的肩,把方案遞給他。
  激動(dòng)、驚喜、忐忑,冒守棟這樣形容當(dāng)時(shí)的心情,這塊磁鋼,是他的“老朋友”。
  在加入杭州永磁之前,他就在中科院從事這方面的研究。“這塊磁鋼,產(chǎn)品、技術(shù)、流程全部由國(guó)外壟斷,別說(shuō)學(xué)習(xí),看都不讓看一眼。”他回憶起當(dāng)年出國(guó)考察時(shí)的點(diǎn)點(diǎn)滴滴,凡是涉及到關(guān)鍵材料,國(guó)外科研機(jī)構(gòu)的遮遮掩掩,大門緊閉讓他無(wú)奈。“有苦說(shuō)不出,只能埋在心里。”被技術(shù)卡脖子是科研人員過(guò)不去的坎。
  這次,杭州永磁為他提供了實(shí)現(xiàn)夢(mèng)想的新舞臺(tái)。“材料隨便用,團(tuán)隊(duì)自己組,設(shè)備不夠先進(jìn)盡管提。”賈貴元同樣重視這次研究,軍人出身的他對(duì)國(guó)家級(jí)攻關(guān)項(xiàng)目的投資從不含糊。
  對(duì)突破的追求,杭州永磁矢志不渝。在這座浸潤(rùn)了38載的老磁鋼廠里,鋁鎳鈷、釤鈷、釹鐵硼等高端永磁材料生產(chǎn)制造國(guó)際領(lǐng)先;新能源汽車制造所用磁鋼的專用生產(chǎn)線正全力開(kāi)動(dòng);經(jīng)過(guò)3年實(shí)驗(yàn),軌道交通用磁鋼從實(shí)驗(yàn)線走上生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)……但與以往相比,這次是對(duì)磁鋼領(lǐng)域頂峰的沖刺。
  面對(duì)久違的“老朋友”,攻堅(jiān)大幕由此拉開(kāi)。抽調(diào)科研主力,組建精英團(tuán)隊(duì),調(diào)試實(shí)驗(yàn)設(shè)備,購(gòu)置稀土礦產(chǎn),準(zhǔn)備工作一氣呵成。
  磁鋼結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度前所未有,稀土金屬比例必須嚴(yán)格控制,身處中國(guó)磁鋼領(lǐng)域從未涉及過(guò)的高端領(lǐng)域,杭州永磁為了研究這塊磁鋼,報(bào)廢掉的稀土礦原材料就價(jià)值幾十萬(wàn)元。
  杭州永磁研發(fā)人員的辦公室書架上,擺滿了專業(yè)書籍,無(wú)一例外。他們?cè)缫咽谴配擃I(lǐng)域的高端人才,但對(duì)技術(shù)的追求始終讓團(tuán)隊(duì)保持學(xué)習(xí),幾百次試驗(yàn),上千種可能,多年的技術(shù)積累讓成功水到渠成。
  如今,國(guó)家級(jí)大科學(xué)裝置裝上杭州永磁生產(chǎn)的國(guó)產(chǎn)磁鋼,使用效果全面輻射長(zhǎng)三角地區(qū),但攻關(guān)還在繼續(xù),各種新型研發(fā)設(shè)備陸續(xù)搬進(jìn)1000平方米的新建研發(fā)中心,磁鋼性能還在不斷提高。


 

(新聞來(lái)源:浙江日?qǐng)?bào))

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