《南方》杂志全媒体记者丨史成雷
实习生 | 蔡莹莹
通讯员丨粤科宣
在广东省科学院新材料研究所（以下简称“新材所”）厂房里，诸多单个约1吨重的废旧金属“圆环”整齐摆放。仔细观察可以发现，这些“圆环”经长期使用磨损后，其内部显露出一颗颗有序排列的白色陶瓷颗粒，如同一张蜂窝状的网紧紧覆盖在钢铁表面。
这些“圆环”就是可以用于磨矿、磨煤、磨水泥的磨辊。广东省科学院新材料研究所复合材料研究中心主任王娟带领团队研发的这项技术，把陶瓷和钢铁融合在一起形成耐磨材料用于磨辊生产，可以让其性能和使用寿命实现翻倍，大大降低企业成本。
20多年来，项目团队扎根粤东西北地区，积极进行长寿命铁基耐磨复合材料相关技术的研发推广，为粤东西北地区企业创造了巨大的经济效益。
10月17日，2023年度广东省科学技术奖颁发。以王娟等为主要完成人，广东省科学院新材料研究所、广东越科新材料有限公司、梅州市粤科新材料与绿色制造研究院等为主要完成单位的“长寿命铁基耐磨复合材料关键技术与应用”项目（以下简称“长寿命耐磨材料项目”）获科技成果推广奖。
王娟带领团队扎根粤东西北地区积极进行技术研发推广，助力“百千万工程”。受访者供图
在火力发电、矿山、水泥、冶金等领域，一个共同的必不可少的工序就是破碎、粉磨，而其核心零部件就是板锤、锤头、磨辊等。“硬碰硬”的结果就是，这些“硬家伙”也成为易损耗件。
目前，铁基耐磨复合材料作为破碎和研磨设备中不可或缺的消耗性部件材料，国内年需求量超过千万吨。如果能够拉长铁基耐磨复合材料的使用寿命，其节省的成本和带来的效益是不可估量的。
王娟举例，比如修路修桥都要用到石子和沥青，石子要破碎，就要用板锤。传统钢铁材质的板锤，大概7天就要用完一套，大概磨损500公斤左右的金属材料，行业俗称“七日破”。
如何增加材料的耐磨性？20多年前，新材所的研发人员想到了耐磨损性能特别强的陶瓷。但陶瓷很脆，如何让钢铁较好的韧性和陶瓷的耐磨损性结合起来，实现“1+1＞2”的效果？
攻克这道难题，广东省科学院新材料研究所的团队耗费了10年左右时间。“不同物理性质的材料进行冶金结合，还要低成本地批量生产出来，背后的难度是非常大的，尤其是陶瓷和钢铁的性能差距非常大，很多意想不到的情况都会出现。”王娟说。
王娟举例，在做研究过程中，往往经过很长时间的摸索，在实验室已经做出了非常完美的小样，但是在做原型产品的时候，热处理完了，产品出炉一看全裂了，这就意味着所有流程都要推倒重来，非常让人绝望。而这种情况在研发过程中是非常普遍的。
从研发到生产，“最后一公里”往往是难度最大的。王娟认为：“如果一个技术保证60%的产品是合格的，那只能是一个科研文章。我们的技术必须要保证90%以上甚至98%的成品率，才能成为可孵化的技术。”
经过不断地实验，2015年左右，王娟带领团队终于攻克了相关技术，达到全球领先水平，并开始向企业落地生产，取得了非常好的成效。“七日破”的板锤，使用寿命可以延长到20天甚至更久。
目前在我国，火电行业磨煤机用的最关键的装备装置是磨辊和磨盘衬板，也是消耗极快的耗材，目前基本都是采用新材所相关企业生产的产品。
王娟给《南方》杂志记者算了一笔账，这两个零部件如果用传统的钢铁材料，大概寿命是一年到一年半，而如果用复合材料，寿命可以达到三年甚至更久。以万吨级水泥生产线来推算，每次更换配件都得停机7天，如果使用复合材料新技术，仅单从节约的更换配件时间来看就能为企业节约100万～200万元的成本。
2018年底，依托于王娟团队的技术，广东越科新材料有限公司（以下简称“越科新材料”）在梅州平远县成立，主要从事高性能长寿命陶瓷—钢铁基复合耐磨材料板锤、锤头、衬板、磨辊等产品的研发、生产、销售与服务。
短短几年时间，作为新材所孵化企业，越科新材料迅速成为国家高新技术企业，产品远销德国，给平远县带来了较大的出口额，为带动当地经济发展作出贡献。
王娟告诉《南方》杂志记者，团队一方面带着技术和人才、资金，直接到粤东西北落地孵化企业；另一方面也通过知识产权的转让和许可，支持一些企业的发展。
另外一家受益的企业是位于韶关的广州有色金属研究院新丰耐磨合金材料有限公司（以下简称“新丰耐磨材料”）。王娟介绍，此前，新丰耐磨材料因为同质化竞争比较严重，连续几年销售额都在下降，一直处于亏损状态，引进了新材所专利许可后，公司迅速稳定了客户，年销售额增长到接近1亿元。
在粤东西北地区，比如梅州、韶关等，分布着铸造行业、水泥行业等传统行业，有对耐磨材料的广泛需求。“表面上看好像是我们克服了困难去服务粤东西北，倒不如说是粤东西北吸引了我们团队，他们有这样的产业土壤，我们需要这样让技术落地的土壤。”王娟介绍，“广东省科学院包括新材所一直秉承的理念，就是以需求为牵引，我们几乎所有的研发工作都是在产业或者说市场有需求的前提下开展的。”
实际上，团队一开始在粤东西北地区推广新技术，也并非一帆风顺。“有些企业家对新技术持保留态度，会固守原来的生产模式和工艺流程。我们现在服务的企业有20多家，但我们主动去接触的企业有两三百家。”王娟介绍，省科学院在地市成立的产业技术研究院，比如梅州市粤科新材料与绿色制造研究院等，可以给地方提供点对点技术扶持，也可以为团队和当地企业之间搭建一个沟通的桥梁，对于团队取得企业的信任非常关键。
王娟经常在粤东西北地区推广新技术，她深深感觉到，粤东西北地区作为广东欠发达地区，制约其发展的一个重要原因就是创新能力不足，这导致技术和产品的同质化非常严重，拼价格拼人脉式的竞争成为常态。
“但创新能力不足并非仅仅是企业的原因，还受制于粤东西北创新人才匮乏，以及科技创新研发周期长、成本高等特性。”王娟认为，“作为科研单位，我们一个重大使命就是要帮助粤东西北地区企业缩短技术研发周期，或者把比较成熟的技术运用到企业进行落地转化，实现技术‘转得快、转得好、转得了’。”
单个团队的力量毕竟有限，但王娟有着更多的期待：“从人才上来讲，我们希望起到虹吸的效果，比如我们的人才带着技术来到粤东西北，成为企业的技术骨干，企业在招聘其他人才的时候就更加容易；从产业上来讲，粤东西北等欠发达地区工业发展的同质化竞争非常严重，如果有外来的新技术、新产品进来，就会‘一石激起千层浪’，打破原有的格局，逐渐引发产业的质变。”
实际上，“百县千镇万村高质量发展工程”实施以来，广东加大力度推进粤东西北地区培育和引进重大项目，推进科技支撑“百千万工程”全面实施。2023年6月，省科技厅印发出台《广东省科技支撑“百县千镇万村高质量发展工程”促进城乡区域协调发展实施方案（试行）》，明确8项重点任务计划，通过重大项目的发展带动区域产业的技术水平和创新能力。
统计数据显示，在2023年度218项获奖项目（人）中，粤东西北地区牵头完成的项目达13项，包括科技进步奖二等奖5项、科技成果推广奖8项。包括长寿命耐磨材料项目在内的科技成果推广奖18项获奖项目，在粤东西北地区推广应用产生的新增销售额超300亿元，带动了粤东西北地区提速提质发展。
从“模仿追随”到“引领全球” 11万汽车工程师书写逆袭故事
本文责编丨郭芳
