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21世纪什么金属最有“钱”景?
不是金银,也不是铹、钯、铱这样的天价贵金属,而是地球金属元素含量排名中高居第四的钛。
因为钛合金强度极高,碾压铝合金,可以和高强度钢铁“扳手腕”,另一方面它却极轻,同样强度下密度仅为普通钢的三分之一,俨然是小孩和壮汉打成平手。
最重要的是,它在海水、酸性和碱性介质中均有极强的抗腐蚀能力,这就令铜铁等金属望尘莫及。
于是,钛合金主要应用于航空航天、医疗和化工这样的科技领域,比如全球各国五代战斗机,便多使用钛合金“减重提效”;制造股骨头、义齿等植入物,钛合金也是理想材料。
高科技领域称雄也倒罢了,现在它居然还杀入时尚界。
最近,苹果CEO库克佩戴的钛合金手串就火遍互联网。因为钛合金除了更轻盈、耐腐蚀(光泽长久不衰)外,它还很“亲肤”,皮肤接触过敏率低于0.003%。
因为这样的多领域强势表现,钛被公认是本世纪最有价值的有色金属,正从高科技领域向民用市场“降维打击”。去年1—10月,我国钛材出口近3万吨,同比劲增26.15%。
要说的是,中国是全球钛产量最高的国家,海绵钛产量占全球63%,钛材产量占65%。
而中国约有65%的钛材,产地在陕西。
尽管钛元素本身不稀奇,但钛要提炼出来,却比请诸葛亮出山都费劲。
室温下钛具有极强的抗腐蚀和抗氧化能力,但高温下它却异常“活泼”,会与多种物质“自由恋爱”发生反应,所以冶炼过程中,必须把它放在真空里,或惰性气体这种“隔离带”里,好好“管”起来,方能百炼成“钛”,成为应用于各个高科技领域的“金刚战士”。
这也导致钛合金产业门槛高,是少数玩家才能玩转的“高端局”。
在这方面,西安拥有绝对“话语权”。
2024年,陕西出台《陕西省培育千亿级钛及钛合金产业创新集群行动计划》,目标是2025年钛材加工规模11万吨,形成由西安、宝鸡两个板块形成的年产值达1000亿元以上的国际一流钛及钛合金材料产业集群。
说白了,陕西钛力量,主要是西安、宝鸡两大重镇。
▲陕西钛力量 图源:陕西新闻联播
为什么是这样的模式?
钛及钛合金产业链是这样分布的:上游是钛矿资源采选分离和初级冶炼,中游是海绵钛的熔铸与钛材加工,下游则是钛材深加工和应用。
所谓海绵钛,是钛加工的原料,一般是浅灰色颗粒,表面有很多小孔,它看起来像海绵,故名海绵钛。
西安钛及钛合金产业链企业,多集中在熔铸和加工环节,“承上启下”,且在技术、装备、规模方面都位居全国前列。
也就是说,西安在钛从“不成器”到“成器”过程中,扮演了关键作用,因而也便出现行业里的“钛西安”现象。
西安钛链有多强?
它不止是行业“中坚”,还创造国内多个“唯一”。
西北有色金属研究院是我国钛合金研发的龙头单位,位列国家工程研究中心,研制的CT20钛合金,是我国首个具有完全知识产权的极低温钛合金,可以应用于20K(-253.15摄氏度)的极低温。此外,他们还研发了高精度高强度钛合金无缝管材、高性能钛合金弹性波纹管元件等系列产品,填补国内空白。
西部超导是高端钛合金领域的强将,其研发的损伤容限型钛合金,可以做到结构在有缺陷和损伤时,仍能保持安全承载力,极大延长了使用寿命,是国内独家,可以应用在航空航天等关键领域。因为极强的技术优势,西部超导的钛合金业务做得风生水起,去年其钛合金棒材一举斩获“制造业单项冠军”称号。
▲西材三川工作人员在精密加工车间内认真作业 图源:西安日报
西安泰金新能科技股份有限公司,则研发有全球首台3.6米直径阴极辊和生箔一体机,标志着我国在钛及钛合金产业核心技术方面取得了重大突破,成为全球首个掌握该核心技术的国家。
西材三川智能制造有限公司,是国内唯一能提供钛合金关键零部件的供应商,如今,企业正通过热成形、精密加工、焊接集成等高技术门槛产品,逐步实现关键材料与零部件的国产替代,为“国之重器”装上自主可控的“轻量心脏”。
同样独一无二的,还有天力复合。
▲庄信科技生产的钛保温杯 图源:西安日报
其在原有“层状金属复合材料国家地方联合工程研究中心”“陕西省层状金属复合材料工程研究中心”和“西安市金属爆炸复合材料工程技术研究中心”三级创新研发平台基础上,建立“层状金属复合材料创新中试平台”,为国家重大项目、重要领域、重点工程提供配套服务,是我国运行核电项目用钛钢复合材料、国内卫星用钛-不锈钢过渡连接功能材料等关键材料领域的国内唯一批量化供应商。
尽管西安并无钛矿产地,但却成就钛产业重镇。由此不难总结出三条“西安经验”:
科创为先。
西安不只有西北有色金属研究院这样的科研中心,还有西北工业大学、西安交通大学等以钛产业研究和教学为代表的高校集群,集结了一大批钛产业的顶尖科研人力,进而实现关键核心技术的持续突破。这便为西安钛产品领航市场,提供了强力技术保障。
制造为本。
本土制造业的支撑,能够将西安科创成果更多沉淀到本地,带动经济增长,促进就业。而制造中的问题或新发现,又可以反馈推动科研改进。
也就是说,制造业既是区域经济之根,也是科创持续收获活力的根本。去年,西北有色金属研究院与宝钛集团有限公司联手,主办首届中国-独联体钛工业发展论坛,便体现出陕西本土科研与制造业密不可分的共生关系。
▲首届中国-独联体钛工业发展论坛 图源:宝钛启明星
政策为光。
值得注意的是,面对钛产业发展的大好前景,西安也积极打出政策“组合拳”。
西安市《现代产业布局规划》和西安市《“十四五”战略性新兴产业发展规划(2021-2025)》中,已将钛及钛合金产业列为全市重点发展的新材料产业。规划提出,要加快在有色金属材料等前沿性新材料领域的布局,提升新材料产业对战略性新兴产业发展的支撑能力。
发力“硬科技之都”,建设“工业强市”,可以看到,钛产业背后的西安经验,正在城市的宏观尺度上开花结果。只要锁紧前述发展的“第一性原理”,更多传奇就会在这片土地上演。
*封面图源西安日报
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