看國產納米微晶玻璃如何造就

砸核桃、敲釘子、用沙子磨、用汽車軋……近期，某款華為手機經歷極限測試后，屏幕仍完好無損的視頻，在網絡上火熱傳播。

一塊薄薄的手機屏幕，為何如此堅勁？關鍵是其蓋板采用了國產納米微晶玻璃。

納米微晶玻璃實現國產化，被業界認為“代表著我國特種玻璃領域的重大突破”。在這一領域率先打破國外壟斷的，是一家來自西部的“小巨人”企業——重慶鑫景特種玻璃有限公司（以下簡稱“鑫景特玻”）。

鑫景特玻生產線上的納米微晶玻璃。圖片由鑫景特玻提供

跨界轉型，特種玻璃自己造

玻璃作為眾多行業的基石，在生產、生活中必不可少。隨著高新技術的發展，具備各種特殊功能的特種玻璃應運而生。

微晶玻璃便是特種玻璃家族中的一顆明珠。與普通玻璃的非晶體結構不同，微晶玻璃內部有著獨特的晶體結構。當這些晶體小到納米級別時，就成為納米微晶玻璃。

“巴掌大小的一塊納米微晶玻璃，內部充滿了億億個高強度納米晶體。”國內特種玻璃領域著名專家、海南大學材料與化工學院副院長姜宏告訴科技日報記者，“這種晶體的規則排列，賦予材料優越的物理和化學性質，可以有效阻斷裂紋的擴散，使玻璃的強度、耐磨性等大大提升。”

正因如此，以納米微晶玻璃為代表的特種玻璃，不僅被用在高端手機上，在諸多新興行業也有著“天量需求”，重要性不言而喻。

然而，這一市場卻長期被國外企業壟斷。

10多年前，在重慶運營著國際五星級酒店的民營企業家白一波，得知我國特種玻璃制造受制于人的境況后，萌生了從房地產向新材料轉型的想法。

此時，由姜宏牽頭的航空玻璃、手機觸摸屏兩個特種玻璃國家級科研項目剛剛完成，成果亟待走出實驗室、走向產業化。

白一波幾經打聽找到了姜宏。雙方一拍即合：“中國人一定能造出自己的高端特種玻璃！”

2014年7月，鑫景特玻注冊成立。作為公司創始人、董事長，白一波從此將全部心血和資源都傾注于特種玻璃的研發生產。

邊招人、邊建設、邊測試，一場追求“硬度”的極限探索開始了。

盡管鑫景特玻手握姜宏的首創技術，但白一波很快發現，從實驗室到工業量產，難度遠遠超出預想。高昂的研發費用、巨大的試產挑戰，以及漫長的認證周期，如大山般橫亙于他們面前。

丟個水包，氣泡終于消失了

從2014年鑫景特玻工廠啟動建設，到2018年生產線點火啟動，4年過去了，投入多達4億元，能否量產還是個未知數。

“研發配方可以在實驗室驗證，但制作流程只能在生產線上研究、調整、驗證。”作為鑫景特玻設備動力部部長，彭燦有著十幾年玻璃企業生產和建廠經驗，深知其中不易。

特種玻璃對理化性能的要求極高，相關標準涉及上百個參數。每個參數都如精密齒輪，需要精準咬合。應力、氣泡等亟待攻克的難點，考驗著研發團隊的智慧和耐心。

“窯爐點火后不能熄，生產線要保持24小時運轉。”回憶起當時的情景，彭燦直言“壓力山大”——一批批原料投進去，出來的卻總是充滿氣泡的殘次玻璃，每天的耗損可以買臺豪華轎車。這讓他茶飯不思、夜不能寐。

2019年尤為艱辛。技術研發不斷燒錢，高薪聘請的生產部負責人頻繁離職。一位經驗豐富的老生產部部長，努力了一年，也不見起色，離開時無奈地說：“照這樣下去，是造不出特種玻璃的！”

在熊熊燃燒的窯爐和一堆堆殘次玻璃旁，科研人員和生產部門的員工陷入了沉默。

理論沒問題、實驗沒問題、操作沒問題，可為何玻璃中總是充滿氣泡？經過深入分析，他們發現，氣泡是在玻璃液接觸窯爐底部時產生的，要想減少氣泡，必須給窯爐降溫。但此前用吹風機降溫效果有限，難以解決問題。

面對困境，有人提出大膽的想法：“往窯里丟個水包降溫，行不行？”

這個方法很直接，但風險也很大，一旦處理不當，會直接導致窯爐受損、產線停產。

“初生牛犢不怕虎”。研發和技術部門的“90后”們決定試一試。

經過周密計算，黃昊等青年人和技術專家一道，每隔2個小時，把由鋼板制成的水包（類似鐵制水管）往窯爐伸進10毫米，給池壁降溫，同時精細調控各種參數。

半個多月后，玻璃中的氣泡終于消失了！

這一工藝創新，將特種玻璃量產合格率提升至80%，為大規模生產鋪平了道路。隨著工藝的不斷改進，合格率又一步步提升至97%。

獨有技術，納米微晶長出來

2021年，我國第一塊納米微晶玻璃終于下線。

姜宏介紹，納米微晶玻璃的成功研制，關鍵在于鑫景特玻掌握了該領域的核心技術——把數量龐大的納米微晶融入玻璃中。

微晶玻璃生產工藝分為配料、熔化、成型、晶化等多個階段，其中晶化是技術含量最高的一環。晶化過程需要將納米級玻璃原子進行有序排列，形成“堅如磐石”的特殊結構。

“經過這些年的實踐，我們摸索出了獨有的晶化技術，實現了玻璃中微晶結構和形態的精準調控。”已晉升為研發部部長的黃昊說，技術的核心是對溫度的精準控制。

為了攻下這一難關，他們先后進行了上萬次的工藝調整和改進，其間經歷了燒塌中試窯爐、拆掉新建產線等無數次挫折，最終開發出溫度控制設備——隧道窯。該設備可將溫度變化控制在1℃以內，確保玻璃中生長出足夠數量的高強度納米晶體。

經過近10年的努力，鑫景特玻打破了國外巨頭在特種玻璃領域的壟斷局面。目前，該公司已申請國內外專利350多項，其中發明專利282項，生產工藝擁有完全自主知識產權，產品廣泛應用于智能家電、航空、高鐵、新能源汽車等領域，為我國高端制造業的發展提供了有力支撐。

在鑫景特玻忙碌的生產車間里，記者看到，一塊不足7英寸大小、厚度約0.5毫米的納米微晶玻璃，要經過64克重的鐵球，從0.4米到2.5米的不同高度落下砸擊，沒有絲毫損傷后才能通過出廠檢測。

“材料強則產業強，一塊小玻璃也能創造一個大世界。”站在生產線旁，白一波向記者表示，“下一步，我們將乘著大力發展新質生產力的東風，堅持以國家戰略需求為導向，不斷創新突破，為社會創造更大的價值！”