贵金属材料产业技术创新战略联盟2014年工作总结及2015年工作要点

  一、联盟基本情况

  贵金属材料产业技术创新战略联盟成立于2012年2月,贵研铂业股份有限公司为联盟的牵头单位。联盟现有成员单位32家,其中企业有贵研铂业股份有限公司、金川集团、中国石油化工股份有限公司催化剂分公司等12家;高校有清华大学、中南大学、吉林大学等12所;科研院所有北京有色金属研究总院、西北有色金属研究院、中国科学院金属研究所等8个。以互补共赢联合实施创新驱动,围绕产业技术增值链,增强关键核心技术突破力,加快发展先导性、支柱性的贵金属功能材料产业,实现跨越式发展。自联盟成立以来,围绕贵金属绿色冶金、催化材料及功能材料等领域与联盟成员共同开展相关研究开发工作,按照联盟建设的总体目标和工作进展计划组织开展实施,运行情况良好。

  二、联盟2014年工作进展

  (一)2014年目标完成情况

  (1)研究开发了OLED用的铱磷光配合物制备技术、薄膜太阳能用电池用导电银浆、喷印用纳米金属导电油墨、系列膜片开关银浆电子浆料、新型电接触贵金属材料制备、集成电路制造产业用镍铂靶材的制备等贵金属产业关键、共性技术和重大前沿技术,优化产品结构,提高产品质量,节能、降耗和降低成本,促进贵金属产业实现循环发展模式的转变。

  (2)贵研铂业作为联盟的牵头单位,定期向联盟相关单位征集项目建议信息表,并策划和编制了一批贵金属领域的重点项目申报建议书, 2014年联盟开展更多关于贵金属领域的重点项目,遴选出与贵金属领域研究开发及产业发展密切相关的课题46项给予立项支持,开展创新活动。

  (3)在贵金属绿色冶金、催化材料及功能材料等领域与联盟成员一道开展相关研究开发工作,并获得了国家科技部及其他相关部门的项目支持。组织联盟成员联合申请政府项目20项,其中9项已立项执行中。联盟内部自筹经费项目15项,其中14项执行中,1项已完成。项目(课题)的实施严格按照联盟关于项目(课题)实施管理办法执行,运行情况良好。

  (4)成功举办了“2014年中国贵金属研讨会”。邀请了联盟单位及国内外知名院所、企业进行学术报告演讲及交流讨论,取得了较好反响,发布了主题为“贵金属资源与健康可持续发展”的2014年《贵金属蓝皮书》。

  (5)针对联盟创新目标,积极整合优势研究开发力量,在联盟的运行中,逐渐建立起联盟内成员之间相互尊重、公平公正、互惠互利、共同发展的环境和机制,共同解决了一些对行业发展有影响的关键技术问题。

  (二)联盟的组织与运行情况

  1、联盟理事会、专家委员会、秘书处的活动情况

  (1)联盟召开学术委员会会议

  2014年2月27日,联盟学术委员会第三次会议在贵研铂业召开。来自全国多所著名高校、行业协会的院士、专家组成的16位学术委员会委员,云南省科技厅副厅长侯树谦、省科技厅基础处处长毕红等参加了会议。

  会议听取了联盟2013年度工作总结、稀贵金属综合利用新技术国家重点实验室2013年度建设运行总结、验收情况及“重点实验室开放课题”2013年度实施情况汇报。委员们对联盟在建设期间取得的成绩表示充分肯定及赞扬,认为实验室启动实施的开放课题与实验室三个研究方向相符,总体执行进展顺利,部分项目已取得阶段性重要成果,有望形成新的科技产业增长点。会议审议了实验室2014年重点工作计划及《稀贵金属综合利用新技术国家重点实验室开放课题》2014年申报指南,认为2014年计划目标明确,同意按计划开展相关工作。会议还就“贵金属材料产业联盟重大专项”策划组织工作进行了讨论,对该专项的下一步组织工作提出了建议和指导。

  (2)2014年4月~8月活动主题:联盟内开放课题申报。向“贵金属材料产业技术创新战略联盟”单位发出申报指南建议征集通知后,征集开放课题96项,遴选出与贵金属领域研究开发及产业发展密切相关的课题46项给予立项支持,开展创新活动。

  2、联盟成员的互动交流活动情况

  (1)组织联盟相关单位策划和编制了一批贵金属领域的重点项目申报建议书,并获得国家科技部经费支持。包括稀土产业调整升级专项项目“国VI汽车尾气高效净化催化剂共性关键技术开发”、国家发改委西部能力建设项目“贵金属催化技术与应用国家地方联合工程实验室创新能力建设”、云南省基础研究重大专项“碳纳米管增强金属基复合材料应用基础研究” 等国家及省部级重点项目。合作单位涉及中国石油大学、北京化工大学、厦门大学、昆明理工大学等产业联盟单位。

  (2)2014年11月组织召开了2014年中国贵金属研讨会,邀请了联盟单位及国内外知名院所、企业进行学术报告演讲及交流讨论,取得了较好反响。

  本次会议由中国有色金属学会贵金属学术委员会(CPMC)主办,贵研铂业股份有限公司和贺利氏贵金属(中国)联合承办。中国有色金属学会会长康义发表《当前我国有色金属工业发展形势及对策》的报告。围绕“贵金属创新与发展”的主题,在保持学术、技术交流的基础上,探讨中国经济新常态下贵金属二次资源回收及综合利用、贵金属新材料及技术进展、贵金属经济市场与展望。来自贵金属行业的知名专家、学者、管理者及从事贵金属学术、技术、产业、投资、金融各个领域的89个单位近200名代表参加了会议。其中,包括1名院士在内的11位专家、学者做大会发言;35篇论文在《贵金属》增刊做书面交流。会议发布了《贵金属蓝皮书》,贵研铂业的行业引领作用进一步加强。

  3、联盟工作、项目经费筹集及管理情况

  2014年联盟获得云南省科技厅补助资金100万元,主要用于设立联盟开放课题和日常运行费。2013年设立第一批开放课题14项,投入研发经费115万,2014年持续投入243万元。2014年继续设立第二批46项,预计总投入415万元。组织召开2014年中国贵金属研讨会,投入经费50万元。

  (三)联盟创新平台建设情况

  2014年继续加强稀贵金属综合利用新技术国家重点实验室、国家贵金属材料工程技术研究中心、贵金属催化技术及应用国家地方联合工程实验室、云南省贵金属催化材料工程技术研究中心、工业产品质量控制和技术评价国家实验室的建设。

  表1:创新平台建设情况

平台类型及数量(单位:个)

工程技术研究中心

工程研究中心

重点实验室

企业技术中心

国家级

 1

 

 1

 

省级

 2

 

 1

 2

市级

 

 

 

 

  备注:表中统计数据包括贵研铂业、贵研所、贵研催化三家单位。

  1、持续建设研发技术平台

  联盟以“稀贵金属综合利用新技术国家重点实验室”为核心,加大研发投入力度,完善各研发领域硬件条件,拓展研究方向,推进开放交流,不断提升研发能力。在现有贵金属催化材料研发平台基础上,在昆明贵研催化剂有限责任公司新生产综合楼二楼进行贵金属催化材料及催化剂中试平台建设,新增实验室面积约1000m2,按功能特点划分实验室区域,新增炭载催化剂和SCR产品开发实验室,满足机动车催化剂和贵金属炭载催化剂领域的材料研发需求。2014年已完成新增实验室区域规划、设计和施工方案,预计2015年3月可投入使用。

  目前对外开放的科研技术平台有:稀贵金属有机化合物合成技术平台、电接触材料电性能评价检测平台、冶金新技术研发平台、贵金属钎焊材料研发平台。研究技术平台自开放以来,已接受相关高校、院所30多人前来开展研究工作。

  2、推进分析检测评价平台建设

  贵研铂业2014年致力于贵金属化合物产品检验评价平台建设。主要的大型分析仪器设备全部向行业开放,2014年接受省内高校、院所、企业外委分析检测样品约6000多批次,部分主要仪器设备的共享率达到80%以上。贵研铂业完成了贵金属原、废料分析检测平台建设,引进购买了6台较先进的设备,作为现有设备的补充和技术提升,搭建了贵金属原废料检测领域所需的硬件平台。通过对贵金属化合物产品检验表征、评价技术、方法的研发,制定贵金属化合物产品检验表征、评价系列的国家标准、行业标准及企业标准,搭建贵金属化合物产品检验表征、评价的软件平台;通过添置设备及开展技术研发,培养一支从事检验表征、评价的人才团队。

  贵研铂业通过与国际前沿的汽车研究单位美国西南研究院合作,建设与国外催化剂企业同等的机动车催化剂测试平台、方法、标准,可满足国际化市场开发需求,同时,进一步加强其他催化剂分析检测方法研究,丰富检测评价手段,建立检测评价标准。2014年度已完成主体设备的采购与选型,部分设备已进场。正在进行台架实验室基础和公用设备设施的改造工作。

  3、推进信息情报平台建设

  2014年11月发布了主题为“贵金属资源与健康可持续发展”的《贵金属蓝皮书》,与贵金属同行及相关技术、经济、金融、管理等人士一道,围绕贵金属工业的可持续发展目标,共同研讨,培育贵金属领域发展的核心支撑要素与良好文化环境。

  通过购买、定期收集,获得“wind咨询”、世界黄金协会、世界白银协会、黄金矿业服务有限公司等平台的贵金属行业报告和数据,作为信息情报研究的基础信息来源,建立专业、系统研究分析体系,为科技发展提供稳定、可靠、全面的信息情报支撑。

  (四)联盟近期实施的项目情况

  在国家“十二五规划”及“中长期发展规划”精神指导下,贵研铂业牵头,组织联盟相关单位策划和编制了一批贵金属领域的重点项目申报建议书。包括国家“863计划”项目“废旧稀土及贵重金属产品再生利用技术及示范”、国家科技支撑计划项目“稀贵金属高效利用技术研发”、国家“973计划”项目“铂族金属二次资源高效开发关键基础研究”、国家“973计划”项目“稀贵金属矿产资源绿色分离相关科学问题研究”等国家及省部级重点项目。合作单位涉及昆明贵金属研究所、西北有色金属研究院、清华大学、中南大学、中科院金属所、北京矿冶研究总院、东北大学、厦门钨业股份有限公司等产业联盟单位及国内知名高校企业。

  联盟成立以来,共启动项目31个,其中承担的政府计划项目16项,联盟内部立项15项;筹集项目总经费58101万元,其中,自筹经费44281万元,获政府资金支持13734万元。

  表2:联盟近期实施的项目

序号

启动项目名称

项目类别

(政府立项/联盟内部立项)

启动

时间

项目投入经费(万元)

合计

自筹

政府资助

1

金的高效绿色制备及其高附加值产品开发

政府立项

2012.01

4309

2950

1359

2

铂族金属催化材料产业化技术开发

政府立项

2012.01

3037

1600

1437

3

稀贵金属电接触新材料产业化应用

政府立项

2012.01

2650

2120

530

4

铂族金属羰基化合物的制备技术研究

政府立项

2012.01

180

 

69

5

贵金属新型电接触材料制备关键技术及高效应用

地方政府立项

2012.01

1200

1000

200

6

含铂族金属废催化剂资源再生利用

政府立项

2012.03

2577

1800

777

7

废旧高温合金再生技术与示范

政府立项

2012.03

2269

1600

669

8

铂族金属羰基化合物的制备技术研究

政府立项

2012.06

180

111

69

9

高性能稀土基汽车尾气催化器研发及国V催化器产业化

政府立项

2012.06

40000

32000

8000

10

OLED用高效铱磷光分子制备技术开发

地方政府立项

2012.07

600

444

156

11

光伏产业用铜铟镓硒导电靶材制备关键技术研究

地方政府立项

2012.07

328

263

65

12

银钯复合微纳米晶的可控制备及其结构稳定性的微观机理

政府立项

2013.01

50

 

50

13

铱单晶的取向生长与形变机制研究

政府立项

2013.01

230

 

230

14

化学气相沉积铼涂层的组织结构与热辐射特性研究

政府立项

2013.01

25

 

25

15

铂族金属硼化物材料的合成、表征与应用研究

政府立项

2013.01

49

 

49

16

贵金属基电接触材料中的熔桥演化特征和相关因素的实验与模拟研究

政府立项

2013.01

49

 

49

17

高可靠性共烧银钯合金浆料的研制

联盟内部立项

2012.10

10

10

0

18

-超细氧化物电触头材料的微结构及性能研究

联盟内部立项

2012.10

20

20

0

19

废催化剂中贵金属绿色回收技术基础研究

联盟内部立项

2012.10

25

25

0

20

金属-膦杂吡唑化合物的开发与应用研究

联盟内部立项

2012.10

25

25

0

21

藕状规则多孔银的制备及其在银催化材料中的应用基础研究

联盟内部立项

2012.10

25

25

0

22

IrIr-10RuAgCuZnSnIn三种稀贵金属材料高温变形行为的研究

联盟内部立项

2012.10

25

25

0

23

化学镀制备银包覆低维材料的相关问题研究

联盟内部立项

2012.10

25

25

0

24

高性能银镍合金触头材料制备研究

联盟内部立项

2012.10

30

30

0

25

基于贵金属/石墨烯纳米复合物新材料及新技术在燃料电池及生物传感器领域的研究

联盟内部立项

2012.10

25

25

0

26

Ag改性LaFeO3基甲醛气敏材料及传感器研究

联盟内部立项

2012.10

25

25

0

27

铟银基体/铜板焊接过程中界面结构演变及动力学特征研究

联盟内部立项

2012.10

25

25

0

28

用于丙烯气相环氧化制环氧丙烷负载型金催化剂的研究开发

联盟内部立项

2012.10

28

28

0

29

高性能锂离子电池正极材料的可控制备技术基础

联盟内部立项

2012.10

30

30

0

30

中低温稀贵金属钎料制备过程中的扩散行为与机制

联盟内部立项

2012.10

25

25

0

31

含钌高温合金设计与应用的基础研究

联盟内部立项

2012.10

25

25

0

 

经费合计

 

 

58101

44281

13734

  (五)联盟产业共性关键技术突破、重大新产品开发、自主知识产权、技术标准、技术成果转化等方面的进展情况

  表3:关键技术突破、自主知识产权、重点新产品情况表

自主知识产权(单位:件)

发明专利

实用新型专利

外观设计专利

软件著作权

植物新品种

国家标准

行业标准

地方标准

累计申请数

 37

 7

 0

 0

 0

2 

8 

 

累计授权数

 20

 4

 0

 0

0 

 

 

 3

重点新产品(简要描述)

四辛酸二铑(项目编号:2014GRF30001)获2014年度国家重点新产品认定。四辛酸二铑,主要用作碳青霉烯类抗生素产品合成过程中的均相催化剂。经多家制药企业试用,催化活性均与进口产品相当,该产品可以完全替代进口产品。稀贵金属喷管新材料产品开发(项目编号:2014BA003),列入云南省重点新产品开发计划。

重大关键技术(简要描述)

 

Ag/TiO2纳米复合材料的结构及生物性能研究、稀贵金属合金系的相结构与性能研究、电子工业用金基蒸发材料等关键技术取得突破。国V催化剂基础研究取得重大进展,产品质量性能获得大幅提升;欧5催化剂产品技术开发获得突破,产品得到德国大众公司的认可。

技术成果转化

(定量描述)

2014年通过回收二次资源产出铂族金属3.75吨,黄金522公斤,白银220吨。完成“低温固化银导体浆料”成果转化,实现销售收入5682万元。实现“国IV标准钒基SCR催化剂产品” 技术成果转化, IV催化器产品应用于玉柴、潍柴和云内等市场车型项目,整机新鲜和耐久性性能满足国IV标准要求,累计实现销售25万升,销售收入2851万元。

  1、关键技术突破

  (1)Ag/TiO2纳米复合材料的结构及生物性能研究

  生物医用材料被列为国家"十二五"科学和技术发展规划中大力培育和发展的战略性新兴产业之一。本项目得到国家自然科学基金委和云南省科技计划支持,研究了表面机械研磨处理、化学氧化及离子束溅射相结合在Ti表面构建了纳米Ag/多孔TiO2复合材料,发现了位错演变过程中的应变诱导动态再结晶机制,获得了纳米晶表层;获得了纳米银的聚集长大规律,解释了纳米银抑制氧化钛相变规律;这种新型纳米复合材料不仅有效提高了金属表面层的结构稳定性,而且赋予其生物活性和抗菌性,极大地丰富了生物医用金属材料表面改性领域的研究内容。项目成果可直接用于Ti及Ti合金生物材料的制备与成型加工,被MATERIALS SCIENCE & ENGINEERING R-REPORTS等国际主流期刊所引用并认为是一种实现生物Ti合金表面改性的新方法。在此基础上对复合材料的结构进行了优化处理,为金属生物材料的发展提供了新思路,为生物医用Ti提供了一种新的表面改性方法,较好地完成了项目研究任务。本项目的实施对云南省传统产业的改造、钛资源的深加工具有示范作用和推动作用。

  (2)稀贵金属合金系的相结构与性能研究

  首次通过Pandat相图计算软件计算了Au-Pd-Zr三元系合金相图,获得了Au-Pd-Zr三元系合金的液相面投影图、不同温度下的等温截面及垂直截面图;通过实验,验证了计算结果的正确性;建立了Au-Pd-Zr三元合金的热力学数据库及模型,为其它稀贵金属三元相图计算奠定了理论基础。利用第一性原理对Au-Pd-M,Pt-Ir-M,Pd-Ru-M(M=Mo,Y,Zr)体系的电子结构、键合特征、力学性能、掺杂稳定性等进行计算模拟,研究了合金相结构、相组成与其热学、力学性能的关系;建立稀贵金属合金成分、结构、性能的优化设计理论,探明性能控制方法,为高性能稀贵金属合金的设计和研制奠定了理论和应用基础。建立了快速凝固强化相粒子析出过程动力学模型,以及枝晶生长三维元胞自动机模型,掌握了快速凝固对合金凝固组织的影响规律;建立Ag-Ni-Nb合金液-液相变凝固过程模型、合金时效弥散相沉淀析出过程动力学模型,以及凝固组织形成机理。首次从电子-原子层次阐述了Ag-Sn-O反应中合金相向富集区的转变,寻找过渡态,生成稳定相的过程,模拟出Al-O-Ag体系中氧化析出原子团簇的形貌等。

  (3)电子工业用金基蒸发材料关键技术及产业化

  本项目通过国家科技支撑计划立项支持,围绕金基蒸发材料及溅射靶材的产品开发、工艺优化和产品标准化开展研究。研究批量化学提纯和电解提纯高纯金制备工艺,研究低含碳量金高纯金、AuBe、AuGe、AuGeNi 、AuZn、AuSn合金等系列蒸发材料规则颗粒产品和靶材制备工艺,研究AuGe、AuGeNi合金蒸发片材、钎焊箔材产品制备工艺。解决了高纯金原料提纯制备、高纯金及合金加工制备污染控制、AuBe、AuGe、AuSn等脆性合金规则颗粒制备等关键技术难题,开发出了Au01、Au1、AuGe2、AuGe12、AuGe11.5Ni2、AuGe11.5Ni5、AuBe1、AuBe1.5、AuSn20-25、AuZn5等十多个新产品,几十个产品规格,建成年产3吨金基蒸发材料及溅射靶材产业化生产线。金基蒸发材料及溅射靶材作为LED关键基础材料,预计未来几年需求将达到10吨/年以上,产品具有重大推广应用价值和产业化前景。

  2、重大新产品开发

  四辛酸二铑(项目编号:2014GRF30001)获2014年度国家重点新产品认定。四辛酸二铑,主要用作碳青霉烯类抗生素产品合成过程中的均相催化剂。昆明贵金属研究所和贵研铂业股份有限公司在国家科技支撑计划课题“铂族金属催化材料产业化技术开发(2012BAE06B08)”和云南省重点产业创新工程项目“贵金属均相催化剂规模化生产关键技术及其应用(2008IA008)”的资助下,成功开发了四辛酸二铑催化剂,产品拥有自主知识产权的批量生产关键技术,实现了国内首家量产,并已部分替代进口,这将打破国外大公司对该产品的垄断,一方面提高了我国的铂族金属均相催化剂的研究开发水平,增强了我国在催化剂领域的研究实力,另一方面也对我国医药行业的技术进步和产业发展具有推动作用。

  稀贵金属喷管新材料产品开发(项目编号:2014BA003),列入云南省重点新产品开发计划,开发航天航空发动机用铂基合金喷管及碳/碳化硅喷管连接件等稀贵金属新材料产品,解决耐高温抗氧化新材料稳定生产等关键技术,到2016年9月建成生产线并实现批量生产。

  3、自主知识产权

  2014年申报专利共计44项,其中申请发明专利37项。获授权专利共计24项,其中发明专利20项。研究成果获省部级奖励4项,其中,云南省自然科学奖2项(二等、三等各1项);中国有色金属技术发明奖1项(二等);国防科技奖1项(三等)。

  4、技术标准

  2014年承担了8项行业标准、5项国家标准、1项国家军用标准的制修订任务。

  5、技术成果转化

  2014年通过回收二次资源产出铂族金属3.75吨,黄金522公斤,白银220吨。完成“低温固化银导体浆料”成果转化,实现销售收入5682万元。实现“国IV标准钒基SCR催化剂产品” 技术成果转化, 国IV催化器产品应用于玉柴、潍柴和云内等市场车型项目,整机新鲜和耐久性性能满足国IV标准要求,实现销售25万升,销售收入2851万元。

  (六)联盟联合培养人才、创新团队建设方面的情况

  1、人才培养方面

  利用贵研所和贵研铂业人才培养平台在国内的影响力,2014年人才培养工作取得较好成绩。一是利用现在的三个硕士点、联合博士点和博士后工作站,自主培养具备一定业务水平和工作能力的科技人员,选送11名研究生到厦门大学、中南大学联合培养。二是探索培养、吸引科技人才的新机制,立足需求有计划从重点大学、沿海和东部地区聚集人才。三是通过产学研结合方式,依托承担的科研项目、科技合作、成果转化等,增强科技人员的技术创新能力。人才队伍当中,有中国工程院院士1人,国家“千人计划”入选者1人, “西部之光”人才培养计划入选者2人;正高级专业技术人才95人;副高级专业技术人才106人;博士研究生导师5人,硕士研究生导师34人;博士24人,硕士121人;历年来享受国务院特殊津贴32人,云南省省委联系的专家4人,享受云南省政府特殊津贴14人;云南省有突出贡献优秀专业技术人才5人,云南省中青年学术技术带头人5人,云南省技术创新人才10人,云南省技术创新人才培养对象8人。

  2、团队建设方面

  继续加强三个省创新团队建设,“贵金属催化技术省创新团队”、“稀贵金属低维新材料省创新团队”、“稀贵金属电接触新材料及制备技术团队”全面完成云南省创新团队培育年度目标。2014年“铂族金属化合物及制备技术”团队入选省创新团队培育计划,为铂族金属化学学科和化合物产业的发展提供了重要的支撑。

  联合昆明理工大学搭建了“稀贵金属先进材料协同创新中心”,共同开展3个省级科研项目联合攻关。2013年与厦门大学郑兰荪院士团队合作、2014年与中南大学邱冠周院士团队合作分别建立了院士工作站,围绕贵金属冶金、化学领域联合开展前沿技术研究、新产品开发、创新人才培养等工作。

  表4:联盟培养人才、创新团队建设情况

人才情况

博士

硕士

本科

大专

高职

中职

初职

省级创新团队

省级技术创新人才

中青年学术技术带头人

数量

24

121

353

212

98

167

169

4

18

5

  三、联盟2015年工作要点

  2015年是实现“十二五”发展目标的最后一年,也是制定“十三五”规划的关键一年,要紧紧结合国家科技政策和规划,围绕战略目标和产业发展重点,主要做好以下工作:

  一是积极主动参与“十三五”国家和行业相关科技规划的研究。组织联盟成员单位编制国家贵金属行业“十三五”发展规划,提出重点研发计划规划。

  二是组织实施和完成好科技计划项目。发挥好技术创新战略联盟和国家重点实验室等创新平台的优势,策划好一批贵金属领域重大科技攻关项目,力争列入国家科技专项计划。

  三是加强产业联盟的运行管理,组织好联盟学术会议及理事会,加强联盟开放课题有效监管。

  四是进一步加强资源开放共享。强化联盟成员、联盟内外、联盟间的研发合作,推进重点实验室、工程实验室等研发平台开放运行,为企业特别是中小企业提供公共技术服务,为产业发展提供更好支撑。

  五是加强行业情报研究,编制好《贵金属蓝皮书》等行业报告,组织好“2015年中国贵金属论坛”。