千磨万击还坚劲——看国产纳米微晶玻璃如何造就
砸核桃、敲钉子、用沙子磨、用汽车轧……近期，某款华为手机经历极限测试后，屏幕仍完好无损的视频，在网络上火热传播。
一块薄薄的手机屏幕，为何如此坚劲？关键是其盖板采用了国产纳米微晶玻璃。
纳米微晶玻璃实现国产化，被业界认为“代表着我国特种玻璃领域的重大突破”。在这一领域率先打破国外垄断的，是一家来自西部的“小巨人”企业——重庆鑫景特种玻璃有限公司（以下简称“鑫景特玻”）。
鑫景特玻生产线上的纳米微晶玻璃。图片由鑫景特玻提供
跨界转型，特种玻璃自己造
玻璃作为众多行业的基石，在生产、生活中必不可少。随着高新技术的发展，具备各种特殊功能的特种玻璃应运而生。
微晶玻璃便是特种玻璃家族中的一颗明珠。与普通玻璃的非晶体结构不同，微晶玻璃内部有着独特的晶体结构。当这些晶体小到纳米级别时，就成为纳米微晶玻璃。
“巴掌大小的一块纳米微晶玻璃，内部充满了亿亿个高强度纳米晶体。”国内特种玻璃领域著名专家、海南大学材料与化工学院副院长姜宏告诉科技日报记者，“这种晶体的规则排列，赋予材料优越的物理和化学性质，可以有效阻断裂纹的扩散，使玻璃的强度、耐磨性等大大提升。”
正因如此，以纳米微晶玻璃为代表的特种玻璃，不仅被用在高端手机上，在诸多新兴行业也有着“天量需求”，重要性不言而喻。
然而，这一市场却长期被国外企业垄断。
10多年前，在重庆运营着国际五星级酒店的民营企业家白一波，得知我国特种玻璃制造受制于人的境况后，萌生了从房地产向新材料转型的想法。
此时，由姜宏牵头的航空玻璃、手机触摸屏两个特种玻璃国家级科研项目刚刚完成，成果亟待走出实验室、走向产业化。
白一波几经打听找到了姜宏。双方一拍即合：“中国人一定能造出自己的高端特种玻璃！”
2014年7月，鑫景特玻注册成立。作为公司创始人、董事长，白一波从此将全部心血和资源都倾注于特种玻璃的研发生产。
边招人、边建设、边测试，一场追求“硬度”的极限探索开始了。
尽管鑫景特玻手握姜宏的首创技术，但白一波很快发现，从实验室到工业量产，难度远远超出预想。高昂的研发费用、巨大的试产挑战，以及漫长的认证周期，如大山般横亘于他们面前。
丢个水包，气泡终于消失了
从2014年鑫景特玻工厂启动建设，到2018年生产线点火启动，4年过去了，投入多达4亿元，能否量产还是个未知数。
“研发配方可以在实验室验证，但制作流程只能在生产线上研究、调整、验证。”作为鑫景特玻设备动力部部长，彭灿有着十几年玻璃企业生产和建厂经验，深知其中不易。
特种玻璃对理化性能的要求极高，相关标准涉及上百个参数。每个参数都如精密齿轮，需要精准咬合。应力、气泡等亟待攻克的难点，考验着研发团队的智慧和耐心。
“窑炉点火后不能熄，生产线要保持24小时运转。”回忆起当时的情景，彭灿直言“压力山大”——一批批原料投进去，出来的却总是充满气泡的残次玻璃，每天的耗损可以买台豪华轿车。这让他茶饭不思、夜不能寐。
2019年尤为艰辛。技术研发不断烧钱，高薪聘请的生产部负责人频繁离职。一位经验丰富的老生产部部长，努力了一年，也不见起色，离开时无奈地说：“照这样下去，是造不出特种玻璃的！”
在熊熊燃烧的窑炉和一堆堆残次玻璃旁，科研人员和生产部门的员工陷入了沉默。
理论没问题、实验没问题、操作没问题，可为何玻璃中总是充满气泡？经过深入分析，他们发现，气泡是在玻璃液接触窑炉底部时产生的，要想减少气泡，必须给窑炉降温。但此前用吹风机降温效果有限，难以解决问题。
面对困境，有人提出大胆的想法：“往窑里丢个水包降温，行不行？”
这个方法很直接，但风险也很大，一旦处理不当，会直接导致窑炉受损、产线停产。
“初生牛犊不怕虎”。研发和技术部门的“90后”们决定试一试。
经过周密计算，黄昊等青年人和技术专家一道，每隔2个小时，把由钢板制成的水包（类似铁制水管）往窑炉伸进10毫米，给池壁降温，同时精细调控各种参数。
半个多月后，玻璃中的气泡终于消失了！
这一工艺创新，将特种玻璃量产合格率提升至80%，为大规模生产铺平了道路。随着工艺的不断改进，合格率又一步步提升至97%。
独有技术，纳米微晶长出来
2021年，我国第一块纳米微晶玻璃终于下线。
姜宏介绍，纳米微晶玻璃的成功研制，关键在于鑫景特玻掌握了该领域的核心技术——把数量庞大的纳米微晶融入玻璃中。
微晶玻璃生产工艺分为配料、熔化、成型、晶化等多个阶段，其中晶化是技术含量最高的一环。晶化过程需要将纳米级玻璃原子进行有序排列，形成“坚如磐石”的特殊结构。
“经过这些年的实践，我们摸索出了独有的晶化技术，实现了玻璃中微晶结构和形态的精准调控。”已晋升为研发部部长的黄昊说，技术的核心是对温度的精准控制。
为了攻下这一难关，他们先后进行了上万次的工艺调整和改进，其间经历了烧塌中试窑炉、拆掉新建产线等无数次挫折，最终开发出温度控制设备——隧道窑。该设备可将温度变化控制在1℃以内，确保玻璃中生长出足够数量的高强度纳米晶体。
经过近10年的努力，鑫景特玻打破了国外巨头在特种玻璃领域的垄断局面。目前，该公司已申请国内外专利350多项，其中发明专利282项，生产工艺拥有完全自主知识产权，产品广泛应用于智能家电、航空、高铁、新能源汽车等领域，为我国高端制造业的发展提供了有力支撑。
在鑫景特玻忙碌的生产车间里，记者看到，一块不足7英寸大小、厚度约0.5毫米的纳米微晶玻璃，要经过64克重的铁球，从0.4米到2.5米的不同高度落下砸击，没有丝毫损伤后才能通过出厂检测。
“材料强则产业强，一块小玻璃也能创造一个大世界。”站在生产线旁，白一波向记者表示，“下一步，我们将乘着大力发展新质生产力的东风，坚持以国家战略需求为导向，不断创新突破，为社会创造更大的价值！”
砸核桃、敲钉子、用沙子磨、用汽车轧……近期，某款华为手机经历极限测试后，屏幕仍完好无损的视频，在网络上火热传播。
一块薄薄的手机屏幕，为何如此坚劲？关键是其盖板采用了国产纳米微晶玻璃。
纳米微晶玻璃实现国产化，被业界认为“代表着我国特种玻璃领域的重大突破”。在这一领域率先打破国外垄断的，是一家来自西部的“小巨人”企业——重庆鑫景特种玻璃有限公司（以下简称“鑫景特玻”）。
鑫景特玻生产线上的纳米微晶玻璃。图片由鑫景特玻提供
跨界转型，特种玻璃自己造
玻璃作为众多行业的基石，在生产、生活中必不可少。随着高新技术的发展，具备各种特殊功能的特种玻璃应运而生。
微晶玻璃便是特种玻璃家族中的一颗明珠。与普通玻璃的非晶体结构不同，微晶玻璃内部有着独特的晶体结构。当这些晶体小到纳米级别时，就成为纳米微晶玻璃。
“巴掌大小的一块纳米微晶玻璃，内部充满了亿亿个高强度纳米晶体。”国内特种玻璃领域著名专家、海南大学材料与化工学院副院长姜宏告诉科技日报记者，“这种晶体的规则排列，赋予材料优越的物理和化学性质，可以有效阻断裂纹的扩散，使玻璃的强度、耐磨性等大大提升。”
正因如此，以纳米微晶玻璃为代表的特种玻璃，不仅被用在高端手机上，在诸多新兴行业也有着“天量需求”，重要性不言而喻。
然而，这一市场却长期被国外企业垄断。
10多年前，在重庆运营着国际五星级酒店的民营企业家白一波，得知我国特种玻璃制造受制于人的境况后，萌生了从房地产向新材料转型的想法。
此时，由姜宏牵头的航空玻璃、手机触摸屏两个特种玻璃国家级科研项目刚刚完成，成果亟待走出实验室、走向产业化。
白一波几经打听找到了姜宏。双方一拍即合：“中国人一定能造出自己的高端特种玻璃！”
2014年7月，鑫景特玻注册成立。作为公司创始人、董事长，白一波从此将全部心血和资源都倾注于特种玻璃的研发生产。
边招人、边建设、边测试，一场追求“硬度”的极限探索开始了。
尽管鑫景特玻手握姜宏的首创技术，但白一波很快发现，从实验室到工业量产，难度远远超出预想。高昂的研发费用、巨大的试产挑战，以及漫长的认证周期，如大山般横亘于他们面前。
丢个水包，气泡终于消失了
从2014年鑫景特玻工厂启动建设，到2018年生产线点火启动，4年过去了，投入多达4亿元，能否量产还是个未知数。
“研发配方可以在实验室验证，但制作流程只能在生产线上研究、调整、验证。”作为鑫景特玻设备动力部部长，彭灿有着十几年玻璃企业生产和建厂经验，深知其中不易。
特种玻璃对理化性能的要求极高，相关标准涉及上百个参数。每个参数都如精密齿轮，需要精准咬合。应力、气泡等亟待攻克的难点，考验着研发团队的智慧和耐心。
“窑炉点火后不能熄，生产线要保持24小时运转。”回忆起当时的情景，彭灿直言“压力山大”——一批批原料投进去，出来的却总是充满气泡的残次玻璃，每天的耗损可以买台豪华轿车。这让他茶饭不思、夜不能寐。
2019年尤为艰辛。技术研发不断烧钱，高薪聘请的生产部负责人频繁离职。一位经验丰富的老生产部部长，努力了一年，也不见起色，离开时无奈地说：“照这样下去，是造不出特种玻璃的！”
在熊熊燃烧的窑炉和一堆堆残次玻璃旁，科研人员和生产部门的员工陷入了沉默。
理论没问题、实验没问题、操作没问题，可为何玻璃中总是充满气泡？经过深入分析，他们发现，气泡是在玻璃液接触窑炉底部时产生的，要想减少气泡，必须给窑炉降温。但此前用吹风机降温效果有限，难以解决问题。
面对困境，有人提出大胆的想法：“往窑里丢个水包降温，行不行？”
这个方法很直接，但风险也很大，一旦处理不当，会直接导致窑炉受损、产线停产。
“初生牛犊不怕虎”。研发和技术部门的“90后”们决定试一试。
经过周密计算，黄昊等青年人和技术专家一道，每隔2个小时，把由钢板制成的水包（类似铁制水管）往窑炉伸进10毫米，给池壁降温，同时精细调控各种参数。
半个多月后，玻璃中的气泡终于消失了！
这一工艺创新，将特种玻璃量产合格率提升至80%，为大规模生产铺平了道路。随着工艺的不断改进，合格率又一步步提升至97%。
独有技术，纳米微晶长出来
2021年，我国第一块纳米微晶玻璃终于下线。
姜宏介绍，纳米微晶玻璃的成功研制，关键在于鑫景特玻掌握了该领域的核心技术——把数量庞大的纳米微晶融入玻璃中。
微晶玻璃生产工艺分为配料、熔化、成型、晶化等多个阶段，其中晶化是技术含量最高的一环。晶化过程需要将纳米级玻璃原子进行有序排列，形成“坚如磐石”的特殊结构。
“经过这些年的实践，我们摸索出了独有的晶化技术，实现了玻璃中微晶结构和形态的精准调控。”已晋升为研发部部长的黄昊说，技术的核心是对温度的精准控制。
为了攻下这一难关，他们先后进行了上万次的工艺调整和改进，其间经历了烧塌中试窑炉、拆掉新建产线等无数次挫折，最终开发出温度控制设备——隧道窑。该设备可将温度变化控制在1℃以内，确保玻璃中生长出足够数量的高强度纳米晶体。
经过近10年的努力，鑫景特玻打破了国外巨头在特种玻璃领域的垄断局面。目前，该公司已申请国内外专利350多项，其中发明专利282项，生产工艺拥有完全自主知识产权，产品广泛应用于智能家电、航空、高铁、新能源汽车等领域，为我国高端制造业的发展提供了有力支撑。
在鑫景特玻忙碌的生产车间里，记者看到，一块不足7英寸大小、厚度约0.5毫米的纳米微晶玻璃，要经过64克重的铁球，从0.4米到2.5米的不同高度落下砸击，没有丝毫损伤后才能通过出厂检测。
“材料强则产业强，一块小玻璃也能创造一个大世界。”站在生产线旁，白一波向记者表示，“下一步，我们将乘着大力发展新质生产力的东风，坚持以国家战略需求为导向，不断创新突破，为社会创造更大的价值！”
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