隨著新能源、汽車、高端裝備、生物醫藥等戰略性新興產業對新材料需求的增多，我國新材料行業的發展駛入“快車道”。數據顯示，我國新材料產業產值從2011年的0.8萬億元增至2019年的4.5萬億元，年均復合增速超過20%。預計到2025年，新材料產業總產值將達到10萬億元。
與此同時，天津市也在新材料領域持續發力。《天津市產業鏈高質量發展三年行動方案（2021—2023年）》提出，到2023年，天津市將打造國內一流的新材料產業基地，研發經費支出約占營業收入的3%以上，國家級企業技術中心達到15家，帶動新材料產業規模超過2000億元。
“按照《天津市新材料產業鏈工作方案》，天津市將聚焦新一代信息技術材料、先進化工新材料、高端金屬材料、新型無機非金屬材料4個重點發展方向，實施補鏈強鏈，細化產值、人才、創新、項目4個方面的目標任務，預計到2023年，新材料產業鏈產值實現年均增長10%。”天津市工業和信息化局原材料工業處處長王金剛說。
鑄金科技：
半個世紀只做“工業面粉”
直徑僅為頭發絲1/4的合金粉末，強度卻是鋼的1.5倍，通過激光熔覆應用在煤礦巷道的液壓支架上，支架的壽命可延長10倍；把兩種異質金屬結合到一起，在熱核聚變實驗堆中接受1億攝氏度的檢驗……這些體積小卻作用大的新材料正在成為市場新寵。
在400倍的電子顯微鏡下，有4份合金粉末的標本，它們分別來自國內外不同的廠家，所呈現的狀態也有所不同：有的粉末像蝌蚪一樣彎彎曲曲，有的粉末顆粒一堆堆的粘在一起，有的粉末則大小不一攤成一片。其中，有一份標本，在顯微鏡的鏡像里呈現出規則、不粘連的“小球”模樣，一個個晶瑩剔透，閃著銀光。據天津鑄金科技開發股份有限公司（以下簡稱鑄金科技）董事長錢鑄介紹，這些在電子顯微鏡下的“小球”，直徑只有20微米左右，相當于頭發絲的1/4。那么，這份合金粉末在100萬倍的顯微鏡下又是怎樣的呢？
在鑄金科技的實驗室里，一位工作人員正盯著屏幕仔細比對。在他旁邊，是一臺價值400萬元的檢測設備，設備屏幕上出現的灰色影像光滑平整。錢鑄說，現在檢測的是合金粉末外表面，檢測目的是為了掌握其結構，以便更好地完善產品。
不要小看這一顆顆“小球”，如果把它們噴涂在汽車發動機的氣門座圈上，在發動機點火的瞬間溫度飆升到800~900℃時，這個部件也不會變形；通過激光熔覆把它們應用于煤礦巷道里的液壓支架上，僅需1~3毫米的厚度，就能將設備的壽命提高10倍以上。
由于該粉末具有耐高溫、抗摩擦、耐腐蝕等優點，它主要應用于金屬噴涂、增材制造這兩大領域。金屬噴涂領域涵蓋了汽車、機車、航空、航天、船舶、內燃機、石油石化機械、化工機械、冶金機械、礦山機械、工程機械、塑料機械等方面，增材制造領域則涵蓋了軟磁合金、離心澆鑄、3D打印等領域，因此，該粉末被稱為“工業面粉”。
據介紹，合金粉體材料的質量評判一般從氧含量、流動性和松裝密度這兩個角度進行衡量。一張統計表上的數據顯示，鑄金科技的高端金屬粉體材料的含氧量為86~120PPM，而國際標準含氧量≤250PPM，其指標遠超國際標準。鑄金科技研發部經理閆祖鵬說：“含氧量低不易生銹，而且在焊接和熔化的過程中雜質含量少，整個產品的品質就會提高。”
鑄金科技成立于1989年，至今已在粉體材料領域經營33年。創始人錢葉仁在該公司創立前，就已經在粉體材料技術和研發領域摸爬滾打了30年，鑄金科技實際在這一領域已深耕60多年。鑄金科技成立之初，其年產能只有150噸；到2002年，該公司年產能增加至1000噸。2020年6月底，鑄金科技從老廠址搬至了天津市北辰高新技術產業園區，生產線也從原來的3條擴大至現在的39條。據錢鑄介紹，新廠的設計產能達3.6萬噸。“目前，我們已經具備年產合金粉體8000噸的能力，爭取在未來3—5年內實現3.6萬噸的總體規劃。”錢鑄說。
目前，鑄金科技具備了鎳基、鈷基、鐵基（包括不銹鋼）、銅基、特種、定制系列高端粉體材料的研發生產能力，具有300余種產品。其中，國內液壓支架激光熔覆市場份額占到80%以上。
“由于之前產能有限，只是在國內液壓支架激光熔覆領域占有較高的市場份額。未來，公司主要會在汽車預保護、模具預保護這兩個較大的產業推廣產品，爭取做到50%以上的市場占有率。”錢鑄表示，未來2年內，鑄金科技力爭企業整體上市，為公司不斷發展募集必要的資金支持。
天龍鎢鉬：
難熔材料鑲進“人造太陽”
市場增長迅猛的新材料，背后都有一個共同特點——集中力量攻克關鍵核心技術難題。
在安泰天龍鎢鉬科技有限公司（以下簡稱安泰天龍）的車間里，一臺德瑪吉銑件裝備正在轟隆隆地作業，裝備里面的切削液滾滾流動。操作這臺設備的工作人員說：“我們是最后一道工序，把一個毛坯或半成品的鎢鉬材料銑成品件，銑一件大概10多分鐘。”銑好的成品件是一個長方形的金屬小片，上面有2個圓形小洞，四周的棱角已經被磨圓。
鉬的熔點在2600℃以上，鎢的熔點在3300℃以上，因此，鎢鉬等難熔金屬被廣泛用于國防軍工、核能工業、微電子熱沉及封裝、半導體離子注入、輻射屏蔽、高端配重、液晶顯示LCD和太陽能薄膜、MOCVD機等高端應用領域。
按照鎢鉬產品精深加工生產工藝流程看，分為采礦、選礦、冶煉、還原、壓型、燒結、鍛軋、精深加工，最后產出成品。“中國鎢的儲量，約占全球的58%，但中國出口的大多是低端的原材料。近些年，隨著我國鎢鉬精深加工能力技術的提升，鎢鉬精深加工制品或者技術附加值較高的產品出口比例逐漸增加，安泰天龍主要做的就是鎢鉬精深加工制品。目前，該公司年銷售收入約為15億元，出口業務收入占到四成左右。”安泰天龍鎢鉬科技有限公司副總經理弓艷飛說。
想走在市場前列，就要技術領先。核裂變電站AP1000、CAP1400主泵關鍵核心配件慣性飛輪均由安泰天龍研發制造。據介紹，該產品具有密度高、慣性大的特點，在停電的情況下，還能再轉動幾十秒，為整體設備繼續運行留出寶貴的搶救時間。
國際熱核聚變實驗堆，俗稱“人造太陽”，是目前全球最大的政府間科技合作項目，其目標是建造一個核聚變實驗堆，驗證人類和平利用核聚變能的科學和技術可行性。據了解，實驗堆需要用到大量高性能鎢鉬相關部件，安泰天龍就是該項目鎢鉬部件的核心供應商。
看似一個小小的組件，卻要攻克很大的技術難題。“該項目對第一壁材料要求是很高的，因為熱核聚變實驗堆的實際反應溫度達到1億攝氏度以上。目前，在我們的認知里，沒有哪個材料能夠承受1億攝氏度的高溫。核聚變實驗堆的溫度是靠磁場約束的，它對第一壁材料的抗輻照、耐溫等要求都比較高。為此，我們做了很多研發工作，比如怎么把銅放到這個鎢的組件里，可是異質金屬的結合存在難度，我們通過熱等靜壓擴散焊這種新的焊接方式完成了這項工作。”弓艷飛說。
技術需求就是人才需求。目前，安泰天龍有70多位研發人員，之所以成立天津寶坻基地，在弓艷飛看來，是看中了天津強大的人才優勢和產業配套。弓艷飛說：“天津有很多高校和研究院資源，高端人才相對較多。另外，政府也提供了很多支持，比如在海關、出口保險等方面盡可能地幫我們解決一些實際問題，政府還會介紹行業相關的展會，幫助我們完成產業對接。”
輝銳激光：
90%的產業鏈都在天津
新材料企業在產品和技術持續發力的同時，下游企業得益于完善的產業鏈，發展勢頭也十分迅猛。天津輝銳激光科技有限公司（以下簡稱輝銳激光）是鑄金科技的下游客戶。“我們做航空航天關鍵零部件的維修，一個零部件可能只用十幾克的粉末，但對每一顆粉末的質量要求都很高。我們還做煤機礦山產品表面的激光熔覆，我國是一個產煤大國，過去挖煤都是木頭支起來的巷道，現在是金屬的支架支起來的采煤層，要求金屬支架在地下一年以上不腐蝕、不斷裂。”輝銳激光總經理李冬杰說。
在李冬杰看來，天津新材料產業鏈非常完整。“‘產學研用’都很完善。天津有很多鋼廠、模具廠，這些都是產業資源。另外，天津有很多高校和研究院，人才和項目都較充裕。目前，我們90%的產業鏈都可以在天津完成。”李冬杰說。
較為完善的產業鏈聚集了大量企業，也吸引了一大批項目聚集。金橋高強高韌特種焊接材料研發及產業化項目、天鈦隆年產400噸的粉末冶金鈦合金材料、南玻年產300萬平方米鍍膜玻璃、思特高性能碳納米硅復合防火玻璃系統生產線、中新裝配式新型建筑材料等項目已經竣工試產或量產。金橋焊材智能制造工廠建設一期項目、三環樂喜永磁材料新工廠項目、賽德生物腫瘤植入材料項目、中昌高端工業織物生產基地項目等預計2022年完工。
愈加完善的新材料產業鏈逐漸形成了產業集群。事實上，天津一直積極充分調動區、街鎮、園區力量，合力推進產業聚集發展。濱海新區成立專班，推動中石化天津南港高端新材料項目集群啟動，加快燈塔涂料、金九強涂料等項目開工，積極洽談肯納金屬增資擴能及利安隆苯酚、丙酮等項目；武清區以忠旺鋁材、天鈦隆等先進有色金屬企業為重點，培育特色優勢產業集群；寶坻區借力產學研創業公司，立足“專、特、強”，初步形成以貝特瑞、盟固利等電池材料企業為主的產業聚集區；靜海區重點推動現代鋼鐵產業轉型升級，打造津京“產業鏈+創新鏈”融合發展示范的實施方案完成初稿，與中國鋼研簽署戰略合作協議，與部分企業就智能改造、工藝提升達成初步合作意向；薊州區依托京磁、博雅等行業龍頭企業，引進5家磁性材料配套企業，促成北京品高基業永磁等一批項目陸續投產，初步形成以磁性材料為主的產業集群。
針對企業發展中遇到的問題，天津也在積極解決。“我們梳理首批33家重點企業存在的問題，集中推動解決企業共性問題和產業鏈痛點、難點。針對高端人才稀缺、藍領用工短缺，我們搭建校企平臺，共同進行材料研發攻關、聯合培養人才；針對技術創新卡點，我們梳理了重大技術創新成果以及卡點突破情況，將近期新材料產業中要重點突破的6項卡點技術，納入智能制造專項支持方向中；針對創新平臺支撐不足，我們推動建設材料基因組研究中心、新材料中試基地，培育建設半導體材料、稀土磁性材料、先進鋼鐵材料等制造業創新中心，提升發展軟環境。”王金剛表示，下一步，天津將繼續堅持推進制造業立市，更好地發揮新材料產業鏈工作專班作用，推動各方面協調配合，實施好優質企業引育、產業布局優化、創新能力提升、服務平臺建設、應用示范推廣五大工程，進一步支持骨干企業做大做強、重大項目加快進度，體量上擴大規模、質量上提升能級，為制造強市建設提供強力支撐。