走访纪实:解码等离子技术新势力
走访期间,参访人员受到了公司CEO韩启航携团队的热情接待,并深入领悟到了"P7 Materials"的品牌深意。其中,"P"源自等离子体(Plasma)技术内核,而"7"则象征其核心技术实现的7000K超高温——这一温度与太阳表面温度相当,彰显工艺极限突破。
图1:"P7 Materials"的由来
同时,神奇数字“7”更彰显出了云火团队“价值创造”、“实事求是”、“靠谱”的企业文化内涵。
图2:"P7 Materials"企业文化内涵
通过现场走访,我们深刻感受到一家从研发走向产业化过程中的初创型企业的技术初心。为解决卡脖子问题,云火团队凭借二十余年的技术储备,自主研发出国际领先具备量产能力的热等离子体液滴精炼技术(PDR)设备。成功开发出了各类高温难熔及超纯球形粉体,如:半导体级超纯金属粉(W、Mo、Ta、Nb、Re、Hf等)、超高温合金粉(钨基合金Ta10W、铌基合金C103和Nb521、镍基合金、高熵合金等)、超高温陶瓷粉(碳化锆ZrC、碳化钛TiC、氧化锆ZrO2、氧化钇Y2O3、金属陶瓷复合材料等)。
图3:超高纯度球形钨粉(纯度≥99.999% w.t.)及半导体芯片用超高纯度溅射靶材
企业定位:产学研联动的技术攻坚者
为何常熟会出现这样一家掌握国际领先等离子技术的新生力量?据介绍,云火材料是由长三角国家技术创新中心/江苏省产业技术研究院、苏州地方政府和高层次人才团队共同打造的国际一流等离子粉体材料及应用技术企业。公司核心团队由国家级领军人才领衔,拥有日本、澳大利亚等海归硕博和世界500强多名骨干。
图4:云火材料常熟生产基地
云火材料聚焦等离子粉体材料制备技术的产业化应用,其核心在于等离子液滴精炼技术,该项技术通过 3000-10000K 热等离子体能量密度、激发态原子和离子等活化组分对被处理金属进行传热和传质的影响,并促进非平衡反应的发生,对粉体材料进行均匀化熔融精炼提纯和球化。其核心就是将需要处理的粉体送入高温等离子体区域,在极端高温下粉体迅速熔融,并在表面张力的作用下形成球形液滴,之后再骤冷成球形形状颗粒。在毫秒级的时间内实现数以千度的加热和冷却,甚至基于非平衡反应,可以开发出自然界不存在的超材料。
该项技术具有以下特点:
超高纯:等离子体悬浮熔炼工艺全程无接触式提纯,避免传统工艺中坩埚污染,材料纯度达99.999%级,氧含量可低至100ppm。
超高温:高达7000℃远超传统工艺,高温环境可熔炼钨、铌等传统工艺难以处理的超难熔金属;
超高品质:粉体粒径精准调控(50nm-500μm),球形度>95%,颗粒分布均匀、流动性好,有效消除传统工艺中常见的空心粉、孔隙与微裂纹。
图5:PDR等离子液滴精炼技术原理图
产品矩阵:从实验室到产业化的跨越
参观过程中,韩启航博士向走访团展示了等离子液滴精炼技术三个应用产品系列,真心球、米粒粉®、蝉翼晶®达到国际先进水平。并指出云火材料已具备了面向未来的技术储备与市场拓展能力,后续还会不断有新品推出,用以实现从实验室到产业化的可持续发展。
1.真心球:3D打印用球形超高温合金粉末
高品质球形钨粉、钼粉、钽粉、铼粉、铬粉、铌粉、铪粉等,以及对高温合金粉等离子球化,粉体球形率大于90%,纯度大于99.95%(部分产品纯度大约99.99%)用于3D打印耐高温零部件、3D打印人体关节及种植部件、3D打印航空发动机零部件等。
图6:医疗CT用钨格栅
图7:核反应堆内壁用钨材
2. 米粒粉®:类球形金属粉
类球形米粒粉,产品应用包括HTCC高温共烧陶瓷用超细钨粉、陶瓷金属化用超细钼粉、3D打印用类球形粉(钨、钽、钛合金等)、MIM金属注射成型用粉。
图8:最高级别的半导体封装材料
3. 蝉翼晶®:二维片状非晶粉
二维片状非晶粉特点:耐蚀能力>不锈钢100倍、抗中子辐照>锆合金100倍、电磁屏蔽等。可以应用于海洋耐蚀耐磨涂层、柔性电磁屏蔽层、核反应堆包壳材料等。相比于粉末状非晶,二维片状非晶更容易实现密实铺展,在电磁屏蔽和耐蚀耐磨方面性能更为优良,并且材料用量大幅减少,1g二维片状非晶表面积超过10平方米。
图9:蝉翼晶®二维片状非晶粉应用领域
未来展望:向星辰大海进发
云是理性与温文尔雅,火是激情与百折不挠。云火正是神奇大自然的冰与火之歌。在东方,《左传》说云火是“受命之瑞兆”;在西方,云火是“日间云柱,夜间火柱”,上天指引,为拥有创新与梦想的人照亮前路。云火基于等离子技术平台,通过与顶级科研院所和产业链龙头企业联合攻关,加速实验室成果向产业化转化;为国家“深海、深空、深地”、低空经济、碳中和战略等,提供高品质等离子粉体!我们相信,云火材料未来可期!