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中国科学院宁波材料所:当好材料研发的“质量卫士”

2026-08-18 17:57 来源:《今日浙江》杂志 作者:叶慧

今日浙江记者  叶 慧


材料是支撑国家重大工程和高端装备的基石。多年来,中国科学院宁波材料所(以下简称“宁波材料所”)坚守“料要成材、材要成器、器要好用”的使命,以细致的检测、严苛的中试、极致的验证,坚定当好新材料从研发到量产的“质量卫士”。


宁波材料所开展跨海域的“实海验证”


当好材料质量的“诊断医生”


检测评价平台是贯穿材料研发全生命周期的“超级助手”与“质量卫士”,为研发提供精准导航、疑难诊断、标准把关,加速新材料从实验室走向高质量量产。

宁波是全国首批新材料产业国家高技术产业基地之一,产业规模领先,但一度面临高水平测试评价缺位的问题。

2007年,宁波材料所成立公共技术中心(测试中心),保障所内研究需求的同时,开放共享大型科研仪器,赋能区域新材料产业发展。

2017年,宁波材料所承建国家新材料测试评价平台浙江区域中心。依托这个中心,宁波材料所全面拓宽服务,配备高精尖设备和资深专家团队,为新材料产业提供从研发到量产的全链条测试服务。

2026年,宁波材料所获批培育建设国家质量标准实验室,围绕磁性材料、先进碳材料等新材料开展质量标准科学研究。

材料研发初期,无标准可循的“疑难杂症”常常让企业束手无策。测试平台化身企业的“诊断医生”,运用精密检测锁定问题“病灶”。宁波一家电梯企业在产品试运行期间出现电机不稳的棘手问题。平台专家通过精准检测,锁定问题根源在于磁钢的“磁偏角不良”,并进一步判断是产品成型制坯工艺存在缺陷。企业据此“对症下药”改进工艺,一举解决了电机不稳定问题,让产品合格率大幅提升。

从实验室走向量产,标准与规范是不可或缺的质量防线。针对上下游企业标准不一导致的“货不对板”问题,宁波材料所牵头制定了《永磁体磁偏角的测量方法》等国家标准;针对车用材料异味人工嗅闻易产生偏差的痛点,联合吉利汽车公司开发了标准化的“气味识别系统”,在产线中试中大幅拦截不合格材料,为车用材料迈向量产把好质量关。

当好“诊断医生”的同时,宁波材料所还扮演贸易纠纷“权威仲裁者”角色。宁波某企业出口的铜阀产品表面产生大面积灰白色锈渍,国外客户要求全部退货。接到企业求助后,宁波材料所专家对灰白色锈渍取样分析,最终查明锈渍是运输受潮后材料中的铅形成的细小粉末,对化工设备使用并无实质影响。这份详实、科学、权威综合分析报告赢得国外客户的认可,不仅避免了退货风险,更凸显了中国检测技术在国际标准下的公信力。


打通成果转化的“中试关口”


实验室烧杯里的成果与工厂大规模生产之间,温度、压力、配方稍有偏差,结果可能天差地别。中试平台,就是为这个过渡提供试验验证的载体。数据显示,经过中试的项目,产业化成功率超过80%,而未经过中试的,成功率不足30%。

宁波材料所在前湾新区打造“前湾工程化验证与示范平台”,总投资13.62亿元、建筑面积约20万平方米,被形象地称为“放大的实验室、缩小的生产线”。

新材料中试生产线投入大、安全环保门槛高,特别是光电功能、高性能高分子等材料对生产环境要求极高,科研团队常苦于找不到试产生产线。为破解这个痛点,宁波材料所前湾平台按照高等级洁净环境标准,建起了“千级无尘室”和“百级洁净棚”,直接为科研团队提供完整的“中试产线”。入驻团队不仅可以使用平台的基础设施,还可以直接将国家重大工程急需的关键零部件原型和设备带入平台,直接进行中试验证。目前,已有复合材料、光电功能材料等多支科研团队“带件入驻”,开展中试验证。

新材料从实验室到生产线,还存在多道技术难关。宁波材料所派出工艺放大、安全工程领域专家常驻基地,协助科研团队解决放大效应、设备调试等工程瓶颈,让科研成果突破“中试关口”,完成从样品到产品的“惊险一跃”。

如今,依托该平台贯通的“材料设计—工程化技术研发—工艺与装备系统集成”链条,科研团队已累计承担龙头企业委托的技术攻关逾400项,成功推动10多种关键材料及部件在空天装备、海洋工程等国家重大工程中获得示范应用。


检验材料质量的“终极考场”


深海万米高压、极地超低温、滨海高腐蚀……真正的“好材料”还要经得起这些极端环境的锤炼。宁波材料所依托海洋关键材料全国重点实验室,建起一座座“极限试炼场”,开展极端环境验证。

在深海领域,宁波材料所建成体系化的深海耦合损伤试验平台。依托该平台的研发能力,该所牵头研制的耐高压抗渗透长效防护材料,在2025年5月成功完成全球首次万米深海环境验证。这一突破,填补了极端深海环境腐蚀数据的空白,用实打实的数据为我国深海装备穿上一层坚不可摧的“铠甲”,让材料在深渊中“经得起考验”。

在极地领域,宁波材料所建成国内首个极地低温环境模拟实验平台。在零下70℃的极寒舱体内,风、雪、冰、盐雾等极端环境被精准复刻。在此环境下,普通钢铁往往脆如蛋壳,而宁波材料所研发的特种防冰防腐涂层却能保持优异性能。目前,该涂层应用于“雪龙2”号破冰船,为我国极地科考与北极航道开发提供了关键材料保障。

打造室内“极限试炼场”的同时,宁波材料所还将考场搬到真实的服役一线,建立最大设计工作水深达11000米、工作周期1年的深海原位材料腐蚀试验站。目前,该试验站已完成南海、西太平洋、北冰洋等跨海域深海试验10余次,获取了四大类20余种工程材料的实海环境与性能数据超200万条,填补我国在马里亚纳海沟等关键海域的深海材料服役数据空白。

从室内的“极限模拟”到跨海域的“实海验证”,宁波材料所通过构建“室内模拟+实海验证”的评价体系,让每一项新材料在走出实验室前,都能在最严苛的“终极考试”中交出优异答卷。

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