告别“卡脖子”!河南院士研发“中国靶”让日本靶材降价80%

大河报采访人员 樊雪婧 摄影 张琮
近两日 , 郑州大学何季麟院士带队研发的“平板显示用高性能ITO靶材关键技术及工程化”项目荣获2020年度国家技术发明奖二等奖 。消息发出 , 让这个突破“卡脖子”技术的“中国靶”备受关注 。
“中国靶”长啥样?它有啥大能量?我们在生活中 , 能不能遇见它?11月5日 , 大河报采访人员走进郑州大学先进靶材中心 , 寻找“中国靶”的出生故事 。
【先来认识这位靶材大咖】
走进郑州大学先进靶材中心 , 大厅最显眼处的展示台上 , 一块不起眼的炭黑色长方形板块站在C位 , 身旁还展示着它的名片——ITO靶材 。
想弄清楚这位大咖的身世?先来说说ITO 。ITO , 氧化铟锡 , 这对有色金属届的“CP” , 组合前是黄绿色的粉末 , 将它俩按照严格的比例混合、压型 , 制成灰绿色的素胚 , 放到特制的烧结炉内 , 经过1700摄氏度左右高温 , 变身为黑灰色的陶瓷半导体 。
(氧化铟、氧化锌粉末 , ITO靶材展示 , 通讯员张宁供图)
这就是那块炭黑色的长方形板块了 , 等它变身薄膜后就能大显神通:导电 , 透光 , 还隔离对人体有害的电子辐射、紫外线及远红外线 。
正因如此 , 它成为了平板显示制造中的“不二人选” 。可一大块像钢板一样沉甸甸的“大家伙” , 咋能变成屏幕玻璃后的肉眼不可见的膜 , 要知道 , ITO膜的厚度仅有30纳米到200纳米 。
原来 , 它先被制作成标准尺寸的固体靶材 , 由磁控溅射高速撞击 , 将其气化溅镀到玻璃基板上 , 形成膜状的“涂装” 。
我们生活中的电视机、电脑显示器、平板电脑、手机屏幕后 , 都有ITO靶材的身影 , 不仅如此 , 它还活跃在太阳能电池、抗静电镀膜、EMI屏蔽的透明传导镀膜等领域 , 在全球拥有广泛的市场 。
(实验室的实验器材 , 通讯员张宁供图)
【“中国靶”问世 , 可替代进口】
在实验室里 , 采访人员见到了大小尺寸不同的ITO靶材 , 通常靶材尺寸越大 , 溅射到平板上的拼缝就越少 , 价值也越高 。
但有小到大 , 却不是一件容易的事 。正是因为烧不出大尺寸的ITO靶材 , 我们被“卡脖子”了很多年 。
中国是铟资源大国 , 但80%靶材市场被日韩垄断 , 不仅平板显示产业仰人鼻息 , ITO高端靶材价格也要“看人脸色” 。以往靶材价格高达每公斤8000元 , 如今价格跌至每公斤1300元 , 80%的降幅正得益于“中国靶”的问世 。
“ITO靶材制备自主体系的建立牵系着占全球65%新兴显示产业的安全 , 但曾经 , 中国ITO靶材的研发滞后20年 。”提起过去 , 中国工程院院士、郑州大学材料学院院长何季麟有些痛心 。
为何选择这一领域?何季麟院士的回答很明确:“国家战略需要!”
“在上世纪末 , 我们便关注ITO靶材的研发 , 经过20余年的科技攻关 , 实现了从无到有、自主研发再到并跑超越 , 打破了国外技术封锁 , 凭借自主创新力量实现了大尺寸ITO靶材全流程制备的国产化 。”
据了解 , 何季麟院士团队创新发明了ITO靶材粉体制备、素坯注浆成形、无压氧气氛烧结与靶坯绑定——关键技术体系 , 建立了ITO靶材制备新型工艺流程 , 形成了完善的全流程工艺装备体系及控制标准 , 实现了ITO靶材粉末冶金技术的创新应用 , 其技术指标达到了国际先进水平 。该技术突破性解决了高性能ITO靶材制备全流程工序的关键技术与装备“卡脖子”问题 , 填补了国内空白 。


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