中试助力，高熵合金有了熔炼新工艺

——从实验室跑向生产线（二）

设备轰鸣，震得地面微微发颤。5月8日，在北京理工大学唐山研究院，技术人员将多种高熔点、高密度的单质金属放进一台一体化成形装备。

在这里，凭借超高温洁净熔炼等一系列核心技术，不起眼的金属可以变成国家战略产业不可或缺的高端材料，应用于半导体、光纤通信、航空航天、核能等高精尖领域。

“普通金属按吨卖，而我们的高熵合金按克卖。”北京理工大学唐山研究院院长助理刘增猛说。

高熵合金是一种复杂特种合金，由5种及以上主元金属组成，能耐极端高温、抗强腐蚀，在恶劣环境中依然保持高性能。但长期以来，这类高端材料的制备技术一直被国外垄断，制约了我国航空航天、海洋钻探等领域的发展。

“不同金属元素之间性质差异大、不相容，就像五六个人，性格不同、喜好不一，要把他们变成一个高度融合、不离不散的共同体，依托传统熔炼工艺几乎不可能。”北京理工大学高熵合金与数智化制造团队负责人孙世海说。

历经十年攻关，高熵合金与数智化制造团队研发出超高温洁净熔炼技术，并按照相关理论打造原理样机。

但当年打造出的首台样机，许多零件都是“手攒”的——一个大罐体上，裸露悬挂着一堆电路板，由于不是标准化设备，大量测试指标达不到产品注册要求。

从样品到产品，中试是关键一环。

“前期研究经费已经用完，后续投入主要靠团队‘化缘’。”孙世海告诉记者，设备要钱，场地要钱，材料要钱，这个阶段仅靠自己打拼，太难了。

山穷水尽时，团队找到了由北京理工大学和唐山市政府共建的北京理工大学唐山研究院。

研究院打造了先进功能材料科技成果中试平台，为他们提供1400平方米的车间，场地、水电费用全免，为团队省下一大笔开支。设备研发需要零部件，平台帮助团队在唐山本地寻找供应商，降低对接和交通成本。

2022年，这条中试产线在这里“点火”。

孙世海忘不了第一次开炉时的场景。实验室里，熔炼设备一次只能处理5公斤原料，高熵合金在重力作用下自然凝固，表面光洁、内部致密。大家心想：放大到20公斤的规模，“小锅”换“大锅”，配方照搬，参数微调，能出多大问题？

设备打开的那一刻，所有人的心都沉了下去——取出的合金锭上，布满了大大小小的孔洞，完全不能用。

重力成形的路走不通，团队必须调整工艺。

他们借助中试平台的测试设备和工程师团队，创新提出“负压吸铸”方案，用抽真空的方式，把金属液“吸”进模具的每一条缝隙。

难题接踵而至。高温导致设备密封件漏气，真空度达不到要求，吸不成形；电力供应不足，设备运行忽快忽慢，熔体温度波动剧烈；某些高活性金属与空气中的微量氧发生反应，生成杂质……

“这些在实验室里根本无法想象的技术挑战，经过我们反复摸索，在中试平台都找到了答案。”孙世海说。

2024年，团队攻克了复杂特种合金全纯净、均匀化熔炼技术，实现了从超高温熔炼到粉末、丝棒材及零部件的一体化成形。流程大幅缩短，成品率从60%提升到90%以上，成本降低50%以上。这项成果获得首届金砖国家发明展金奖，并在日内瓦国际发明展上摘得银奖。

为推动科技成果加速落地转化，2025年，省科技厅对先进功能材料科技成果中试平台立项支持，鼓励平台开放中试、研发、检测、孵化等创新资源，打造京津科技成果中试首选地。

乘着政策东风，团队成立宁谷科技（唐山）有限公司，入驻中试平台，享受专业的创业指导服务。同时，通过参加行业展会、资本对接会等，公司还结识了一大批上下游合作伙伴。

看好团队的技术优势和发展前景，前不久，北京一家投资机构主动找来，投资了2000多万元。

政策好、有扶持，如今，宁谷科技已经拿到国内钛合金龙头企业的订单，相关产品进入验证阶段。他们还进军电子市场，服务手机高端制造。（河北日报记者 王璐丹）