眼前的白色设备2.4米长、1.6米宽、2米高,一个“大块头”,却做得了“绣花功”——这是全国首台四维X射线显微镜,由位于江苏省苏州市的长三角先进材料研究院研发制造,能在微米尺度下将材料内部孔洞、裂纹等缺陷看得清清楚楚,还能模拟超高温、低温、腐蚀等复杂工况,在实际应用场景中全面评价材料性能。

  这台显微镜有多重要?

  “随着我国制造业发展,越来越多的材料,都需要有极端使用条件下的‘健康证明’,才能‘上岗’工作。而为材料做‘体检’,只有专业设备才能做到。”长三角先进材料研究院系统工程师杨尚京介绍,在极端环境下为材料做检测,技术挑战极大,即使是进口设备也无法完全满足需求。

  2020年11月,长三角先进材料研究院组建项目团队,致力于设计X射线显微镜。团队一方面从江苏、浙江、安徽等地采购探测器、防护棚屋等部件,培育高端分析表征仪器产业链;另一方面链接长三角创新资源,与上海光源、上海交通大学、南京工业大学等搭建创新链,进行协同攻关。

  零部件采购回来后的整机集成,特别是精度提升,是最难的一环。X射线是不可见光,要实现精准成像,相当于要在黑暗中命中“靶心”。判断是否命中,就要看X射线是否穿过标样打到探测器上。而标样的理想直径仅为1微米,不及一根头发丝的1/60。

  “上海团队有成像技术经验,我们发挥设计与材料研发优势,创新工艺制作标定材料,又经过3个月的反复尝试,逐步将精度提高到目标值。”杨尚京介绍,团队2021年8月制造出首台四维X射线显微镜原理样机,2022年12月售出首台,目前公司年销售额超2000万元。

  作为一头连接科技、一头连接产业的新型研发机构,长三角先进材料研究院正是加强科技创新和产业创新深度融合的生动缩影。

  “长三角是全国材料领域的聚集地,不仅特钢、碳纤维等供应端场景丰富,而且船舶、汽车等应用端体量庞大。在江苏,新材料集群是全省重点培育的16个先进制造业集群之一,2023年实现营收1.6万亿元。”江苏省工业和信息化厅副厅长黄萍介绍。

  随着长三角一体化发展战略深入实施,长三角先进材料研究院不断链接创新链、赋能产业链:不仅攻关重大装备,支撑科学技术发展;也面向企业发展实际,由企业出资、研究院出人才出技术,共建联合实验室,并对接产业链上下游企业与高校院所,满足企业与行业发展需求。

  今年3月,浙江一家不锈钢龙头企业找到研究院,提出共建联合实验室,破解熔炼高强钢这一技术难题。