金源朝辉铜业:“破冰”“亮剑”闯市场

发布日期:2017/06/22 浏览次数: 3048

 6月2日,从河南省科技厅传来的一则消息在中国金城灵宝市铜产业界引起了一场不小“震动”:金源朝辉铜业有限公司首次申报的“石墨烯用压延铜箔生产关键技术研究与应用”被成功确认为省级科学技术成果。

石墨烯又称“黑金”,是目前厚度最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料,被预言会“掀起一场颠覆性的新技术新产业革命”。那么,年轻的金源朝辉公司是如何敢为人先,一举攻克“石墨烯用压延铜箔”生产核心关键技术,使其正式成为该公司产品家族“新成员”的呢?

敏锐:点滴信息抢商机

组建于2011年的金源朝辉铜业公司,是目前河南省唯一一家集研发、生产、销售高精度压延铜箔的高新技术企业。历经七年发展,已成长为可生产厚度6-100μm、最大宽幅660mm的压延铜箔系列产品的铜箔“黑马”企业,如今正凭借系列高品质的硬态、软态光箔及红化、灰化和黑化表面处理箔等产品阔步走向市场。特别是在石墨烯用压延铜箔生产研发中,朝辉人深刻体会到了抢抓机遇、敢为人先的重要性。

2014年5月,一个偶然的机会,“石墨烯薄膜”首次进入朝辉公司视线,而这种新型材料与压延铜箔之间微妙的关系,更是引起了公司领导和技术人员的极大兴趣。信息就是商机,通过查阅大量资料,他们把“石墨烯薄膜”这一产业的来龙去脉摸了个清楚。简单地说,石墨烯薄膜制备,就是采用化学气相沉积法(CVD),使用含碳有机气体为原料在压延铜箔表面进行气相沉积制得石墨烯薄膜,这是目前生产石墨烯薄膜最有效的方法。用朝辉公司董事长武明伟的话说,石墨烯薄膜与压延铜箔就是“香菇和菌袋”的关系,目前压延铜箔被业界公认是成本最低、品质最好的石墨烯薄膜生产基材,石墨烯薄膜的透光度和平整度与压延铜箔质量息息相关。

通过技术人员进一步的市场走访和了解,石墨烯薄膜神秘的面纱被一层层揭开。这种被称为“黑金”的石墨烯薄膜是目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的新型纳米材料,将广泛应用于ITO透明导电膜、散热膜、精密光栅位移传感器、电缆导体、新能源电池、移动设备、柔性手机屏幕、航空航天等领域,被喻为可能“彻底改变21世纪”的新材料之王。更让人振奋的是,国家“十三五”规划中100个重大项目第38项也明确指出“大力发展形状记忆合金、自修复材料等智能材料,石墨烯、超材料等纳米功能材料等高端材料”。这难道不是一个巨大的商机吗?

更让技术人员摩拳擦掌的是,国内石墨烯薄膜制备正处于实验室研究和产品试验的过度阶段,而试验所需原材料——压延铜箔全部由日本进口,价格比朝辉公司2015年所售压延铜箔的最高价还高出一倍之多。这意味着一旦石墨烯薄膜制备技术和工业化生产装备得以攻克,一个巨大的市场空间将由此形成。

“要在最短时间内攻克石墨烯用压延铜箔技术难关,抢占市场机遇”,这是在“攻坚克难”动员会上,朝辉公司领导对全体技术人员下达的命令。随即,以技术副总工李荣平为主帅的“石墨烯用压延铜箔技术攻关小组”应势成立。

破冰:合力闯关“啃硬骨”

要想打破日本的市场垄断,谈何容易。但身在江湖,绝佳的市场机遇绝不能轻言放过。目标明确后,朝辉公司主动出击,借智借力,在与郑州大学等科研机构建立“产学研”合作平台的同时,迅速与致力于石墨烯薄膜材料规模化生产和产品开发的重庆墨希科技有限公司取得联系,联手踏上了崎岖异常的攻坚之路。

 “提高铜箔表面质量,减少针孔缺陷和油污残留”,是技术人员面对的首个技术难题。对此,李荣平带领的技术团队与郑大研发团队进行了无数次的探讨和研究分析,最终确定了一整套解决方案并逐一实施。对微米级的铜箔来说,灰尘就是“天敌”,为杜绝灰尘造成针孔、凹点等缺陷,他们首先在现有生产设备上设计了专用防尘排气装置。其次,为降低箔面残油量,他们想方设法,调整了轧制过程中轧制油喷油压力和刮油板间隙,降低箔面轧制油含量,又对脱脂工艺SRV(蒸馏再生技术)进行优化改进,提高了脱脂剂纯度,使残油量由6mg/㎡降到2mg/㎡以下,同时有效降低了脱脂剂消耗。然而,改进工艺生产出的铜箔送往重庆墨希科技有限公司后,等来的结果却让人喜忧参半:针孔和油污残留已经完全达标,但轧制纹路影响了石墨烯的均匀生长,透光率不达标!

那段日子,“纹路”成为朝辉公司生产、技术人员“闻之色变”的词语。面对石墨烯对压延铜箔内部致密性如此苛刻的要求,技术人员没有气馁和退缩。经过大家多方面的探索,最终通过优化轧制工艺,采用速度张力AGC控制方式在铜箔表面形成有效保护,减少铜箔与轧辊的接触,大大减弱了轧制纹路,表面粗糙度从0.15μm降至0.07μm。另外,他们还根据郑大专家的建议,增加了轧辊磨削工序,消除轧辊表面的纵向纹路,防止铜箔表面出现明暗条纹。新样品品质的不断改进,引起了墨希科技公司的刮目相看。

试用期间,墨希公司与朝辉公司技术人员在零距离的交流切磋中也碰撞出了灵感的火花。大家同时发现,化学成分原来也对石墨烯的生长有着至关重要的影响,普通的铜箔无法满足要求,铜材中的杂质特别是氧元素的存在,不仅会产生氧化铜斑点,还会对铜箔表面造成划伤……面对一次次失败,一个个考验,他们无不体会到了高科技产品对母材品质和生产、工艺、技术近乎苛刻的要求。找到了问题,分析了原因,技术人员决心从源头抓起,多次深入上游供货企业实地研究铜板带的生产过程,不厌其烦地与对方技术人员进行研究分析,旨在减少原料杂质含量,将铜含量从99.9%提高到99.99%,稳定铜内氧的含量。说白了,就是不仅要优化朝辉公司自身的生产工艺,还要让母材供应商“因需而变”,调整、改进生产工艺,其中的难度可想而知。

所幸的是,在技术革新的道路上,从供货商、生产企业到科研院所研究机构,“攻克难题”成了大家共同的心愿和目标。按照朝辉公司提出的解决方案,供应商积极配合,通过不断的努力和一次一次的实验,来料最终达到了要求,铜箔轧制纹路问题迎刃而解。

亮剑:花香引得蝶自来

“该品种压延铜箔具有较好的高温稳定性、较好的表面洁净和较低的表面粗糙度,在1000℃环境下晶粒大小均衡、无粗大晶粒产生,表面微观平整度度,且均匀性好、透光率高、内部缺陷少等优良特性,已经完全达到日本同等压延铜箔产品品质!”这是2016年12月,重庆墨烯科技有限公司专家对朝辉新样品的高度评价。外行人听来晦涩难懂的专业术语,在朝辉人耳中胜过世间最动听的语言。800多个日夜,朝辉人不仅用自主研发的新产品完全替代了日本同类产品,而且产品销售价只是日本同类产品售价的60%,极大地降低了石墨烯薄膜制备成本,有力推进了国内石墨烯产业发展进程,同时进一步扩大了金源朝辉公司产品种类和技术含量,为企业抢占市场、实现长远发展奠定了良好基础。

如今,金源朝辉公司石墨烯用压延铜箔如蓓蕾初绽,芬芳四溢,吸引着众多国内石墨烯薄膜科研院所和生产厂家的关注。订货客户由最初的1家发展的10余家,销量也从最开始每月30-50公斤、100-500公斤增加到目前每月10吨左右。伴随着产品质量的不断提升,知名度、美誉度越来越高,石墨烯用压延铜箔生产关键技术研究与应用已成为企业的一项关键核心技术,朝辉公司也一跃成为国内首家石墨烯用压延铜箔生产企业。

 “下一步,在继续跟踪和服务好石墨烯市场发展的同时,我们还要持续发力,‘多条腿走路’,加强与高校产学研合作,以更多过硬的新产品赢得市场,决胜未来。”谈及企业发展前景,朝辉公司总经理张宇智信心满满。

近年来朝辉公司凭借后发优势已成为中国电子材料行业协会会员单位和河南省压延铜箔企业技术中心,月订单量由2017年初每月10-20吨剧增到现在每月200余吨,产品供不应求,但他们没有满足。当前,他们与浙江大学合作开发的“以压延铜箔为基材的超导热膜材料、微含量合金箔材”研究与应用已取得了实质性进展,研发成功后将使光箔产品的“身价”提升一倍,朝辉公司有望在新的市场领域一展身手。

“任何一项成果,只要迎来工业化生产,即可给企业带来根本性的变化,届时企业将真正步入发展快车道。我们正朝着这个方向不断奋进,努力打造‘全国压延铜箔技术产品领航企业’,为灵宝区域建设全国‘铜箔谷’奠定坚实基础。”作为金源朝辉公司掌舵人、领头雁,武明伟董事长对企业发展胸有成竹,信心十足。