“把‘仰望星空’和‘腳踏實(shí)地’有機(jī)融合，加速開展從‘0’到‘100’的系列研究，滿足國(guó)家重大戰(zhàn)略需要，打通超硬材料產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展之路。”

       想象一下，如何在米粒般大小的一顆金剛砂上刻一首古詩(shī)？這大致就相當(dāng)于對(duì)硬脆功能陣列元件進(jìn)行精密加工的難度。

       日前榮獲河南省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)的“硬脆功能陣列元件精密加工用高性能超硬磨具關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”項(xiàng)目，就是要為實(shí)現(xiàn)這類精密加工造出一支超薄、超尖、超硬的“金剛鉆”。

       硬脆功能陣列元件，指的是用石英、碳化硅(俗稱“金剛砂”)和藍(lán)寶石等高硬高脆材料加工成的微小元器件，比如光纖通信中必不可少的光分路器、無(wú)人駕駛中的激光雷達(dá)測(cè)距部件、生物醫(yī)療中的微流控芯片……由于其應(yīng)用領(lǐng)域廣，需求數(shù)量大，是關(guān)乎國(guó)民經(jīng)濟(jì)命脈的關(guān)鍵基礎(chǔ)元器件。

       加工這類元件，必須使用高精度的金剛石仿形磨具。“做一塊合格的光分路器，需要在長(zhǎng)度不到1厘米的石英材料上磨削出100多道極細(xì)的槽，正負(fù)偏差不能超過(guò)0.5微米。”1月16日，項(xiàng)目主要完成人、高性能工具全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任黎克楠告訴記者，磨具的加工精度直接決定光纖傳輸質(zhì)量，“石英不僅硬度高，還特別脆，一道刻槽損傷即意味著整個(gè)元件報(bào)廢。實(shí)現(xiàn)這種高精度、高一致性的低損加工，是研制高質(zhì)量磨具需要突破的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸。”

       過(guò)去，高精度金剛石仿形磨具的核心材料和精密制造技術(shù)長(zhǎng)期被國(guó)外封鎖，成為限制光纖通信、無(wú)人駕駛等多個(gè)國(guó)家重點(diǎn)行業(yè)發(fā)展的“卡脖子”難題，亟待解決。自2011年起，以鄭州磨料磨具磨削研究所有限公司為主要完成單位的項(xiàng)目組，組建研發(fā)團(tuán)隊(duì)開展技術(shù)攻關(guān)，展開了這一自主創(chuàng)新詩(shī)篇的創(chuàng)作，奮筆疾書。

       “剛開始項(xiàng)目組缺少試驗(yàn)設(shè)備，為了不影響其他產(chǎn)品生產(chǎn)交貨，只能晚上搞科研。當(dāng)時(shí)公司剛搬到鄭州高新區(qū)，周圍都是玉米地，我們深夜騎自行車回家，經(jīng)常帶上手電筒壯膽。”黎克楠追憶往昔，經(jīng)歷了將近2年的“夜行軍”，項(xiàng)目組從在黑暗中摸索攻關(guān)，到自主創(chuàng)新開辟出一片新天地，終于使產(chǎn)品首次得到客戶認(rèn)可。2014年起，項(xiàng)目產(chǎn)品開始了產(chǎn)業(yè)化批量生產(chǎn)。

       歷時(shí)10余年，項(xiàng)目組與高校院所、上下游應(yīng)用單位密切合作，通過(guò)產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同攻關(guān)，在材料、制造、應(yīng)用3大方面突破了一系列制造與應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)，開發(fā)出了V形、弧形、矩形3大類多個(gè)系列的高精度高性能仿形超硬磨具，形成80余項(xiàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)成果，制定了多項(xiàng)超硬磨具國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了技術(shù)的完全自主可控。

       “過(guò)去，國(guó)外賣給我們一個(gè)光纖陣列器件約30元。等咱們的項(xiàng)目產(chǎn)品生產(chǎn)出來(lái)，很快就把價(jià)格降到了幾角錢。”黎克楠自豪地介紹，這使得我國(guó)光纖通信器件綜合成本降低80%，助推我國(guó)成為全球最大光纖陣列元件制造國(guó)。

       目前，項(xiàng)目組研發(fā)的磨具已推廣應(yīng)用至100余家知名企業(yè)，涵蓋光纖通信、光芯片、航空航天等重點(diǎn)領(lǐng)域。更讓項(xiàng)目組欣喜的是，我省已制定《培育壯大超硬材料產(chǎn)業(yè)鏈三年行動(dòng)方案》，開始全力推動(dòng)河南省“超硬材料新高地”建設(shè)，極大地激發(fā)了平臺(tái)、載體、人才、資金等創(chuàng)新要素。

       “我們下一步要做的，就是聯(lián)合行業(yè)上下游，通過(guò)企業(yè)和高校院所緊密結(jié)合，把‘仰望星空’和‘腳踏實(shí)地’有機(jī)融合，加速開展從‘0’到‘100’的系列研究，滿足國(guó)家重大戰(zhàn)略需要，打通超硬材料產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展之路。”黎克楠表示。

       要盡快完成從“追趕者”向“引領(lǐng)者”的轉(zhuǎn)變，把高性能工具全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室打造成超硬材料產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新國(guó)際策源地，掌握更多超硬材料產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵領(lǐng)域科技命脈……展望新征程，黎克楠和團(tuán)隊(duì)斗志昂揚(yáng)。