2025-06-19
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走進(jìn)手術(shù)室,當(dāng)CT機(jī)悄然運(yùn)轉(zhuǎn),其核心深處,一股無形的電子洪流正悄然涌出,瞬間化作清晰的生命光影畫卷;仰望蒼穹,衛(wèi)星穿越萬里,其精準(zhǔn)信號得以抵達(dá)世界每個(gè)角落,也依賴于一個(gè)微小部件激發(fā)的能量源泉。它便是陰極??此撇黄鹧郏瑓s如同這些精密設(shè)備的“心臟”,其每一次搏動(dòng),都決定著電子束的強(qiáng)弱脈動(dòng),也悄然掌控著設(shè)備生命的長度。
依托北京工業(yè)大學(xué)新型功能材料教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和陰極研究室,“凱斯科技—世界級高性能陰極技術(shù)的顛覆者”項(xiàng)目團(tuán)隊(duì),針對陰極性能進(jìn)入瓶頸期這一全球局勢以及國內(nèi)民用端高性能專用陰極生產(chǎn)廠商匱乏的問題,歷經(jīng)多年攻關(guān),研發(fā)出了國產(chǎn)化高性能陰極。
“高性能陰極作為戰(zhàn)略性原材料,國內(nèi)主要是一些科研院所在生產(chǎn),但是隨著國內(nèi)產(chǎn)業(yè)不斷升級,先進(jìn)裝備企業(yè)對高性能陰極的需求明顯增加,而國內(nèi)民用領(lǐng)域生產(chǎn)廠家生產(chǎn)陰極性能較國外有明顯差距?!眻F(tuán)隊(duì)指導(dǎo)老師、北京工業(yè)大學(xué)王金淑教授指出技術(shù)困局。目前,受困于陰極性能的問題,國內(nèi)一些關(guān)鍵民用管型研發(fā)進(jìn)展緩慢,導(dǎo)致關(guān)鍵管型中,西門子、飛利浦、通用等歐美廠商巨頭占據(jù)70% 以上的中國市場份額。
面對國內(nèi)真空電子設(shè)備相關(guān)產(chǎn)業(yè)國產(chǎn)化以及不斷增長的陰極需求,北京工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院陰極研究室亮出破局之劍:其研發(fā)的陰極脈沖電流密度突破100A/cm2,且實(shí)現(xiàn)了批量重復(fù)驗(yàn)證,“這標(biāo)志著我們制備出的陰極發(fā)射性能達(dá)到國際領(lǐng)先水平”,王金淑自豪地說。
突破背后,是團(tuán)隊(duì)對兩項(xiàng)核心技術(shù)的攻堅(jiān):陰極粉體與活性鹽。傳統(tǒng)陰極中,提升性能的關(guān)鍵元素“鈧”分布不均,這曾是世界級難題。“就如制作蛋糕時(shí)若糖攪拌不均,有的部位過甜、有的部分寡淡,整體口感大打折扣;同樣地,鈧在陰極材料中的分布不均也會造成局部發(fā)射性能失衡,導(dǎo)致陰極性能驟降。”團(tuán)隊(duì)研發(fā)骨干孫俊浩博士比喻道。團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新發(fā)明了亞微米氧化鈧均勻混合粉體技術(shù)及低溫?zé)Y(jié)技術(shù),結(jié)合氧化學(xué)勢晶面調(diào)控,成功改善了陰極表面鈧分布均勻性,陰極發(fā)射性能大幅度提升。
在活性鹽制備上,針對活性鹽活性相占比低、熔點(diǎn)低的難題,團(tuán)隊(duì)首創(chuàng)“均質(zhì)凍干法結(jié)合氟化策略制備技術(shù)”。孫俊浩展示對比數(shù)據(jù):“我們將活性鹽純度提升至95%以上,雜質(zhì)含量極低,同時(shí)降低了陰極活性鹽的熔點(diǎn),使陰極壽命倍增?!睗M足不同場景需求。
與此同時(shí),針對目前市面上幾乎沒有針對高性能陰極檢測平臺,且測試手段單一的問題,北京工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院陰極研究室自主搭建獨(dú)有的完整陰極測試平臺。該測試平臺可以從發(fā)射能力、壽命、均勻性等多角度對生產(chǎn)的陰極性能進(jìn)行評估,提升陰極測試的準(zhǔn)確性。
談及項(xiàng)目產(chǎn)品的社會價(jià)值,王金淑表示:“項(xiàng)目在陰極電流密度和壽命上實(shí)現(xiàn)了突破,能夠推動(dòng)國內(nèi)在關(guān)鍵管型上打破國外的壟斷,提升了我國在相關(guān)領(lǐng)域的自主創(chuàng)新能力。在醫(yī)療領(lǐng)域,可推動(dòng)高端設(shè)備如加速器、微焦點(diǎn) X 射線源的國產(chǎn)化,降低成本,提高設(shè)備普及率。在國防領(lǐng)域同樣可能發(fā)揮重要作用,保障國家安全。這將推動(dòng)行業(yè)升級,促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級和高質(zhì)量發(fā)展?!?
目前,團(tuán)隊(duì)的高性能陰極產(chǎn)品已在多個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域落地生根,開花結(jié)果。團(tuán)隊(duì)研發(fā)的陰極已經(jīng)在X射線源、加速器、磁控管、X射線管中進(jìn)行驗(yàn)證和推廣應(yīng)用,受到了用戶單位的一致好評。在產(chǎn)業(yè)布局方面,團(tuán)隊(duì)建立了從礦級原料開始生產(chǎn)到陰極組件組裝的全流程生產(chǎn)線,實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過程全自主可調(diào)可控,也是國內(nèi)乃至全球首個(gè)具備全流程生產(chǎn)的陰極專業(yè)團(tuán)隊(duì),具備每年萬件陰極生產(chǎn)的能力。
從實(shí)驗(yàn)室的微觀世界到產(chǎn)業(yè)化的廣闊天地,這群青年科研者用創(chuàng)新證明:中國制造不僅能突破“卡脖子”困境,更能在全球高科技領(lǐng)域發(fā)出強(qiáng)音。當(dāng)真空電子器件的“心臟”躍動(dòng)著中國技術(shù),一個(gè)更自主、更普惠的高端制造時(shí)代正加速到來。
2025年4月10日,安徽省蕪湖市無為市昆山鎮(zhèn)三公山茶葉種植基地,千畝高山野生杜鵑在翠綠的茶園之間絢麗綻放,美輪美奐,美不勝收
2025年4月1日,北京懷柔慕田峪長城內(nèi)外山花盛開,美麗的春花把古長城打扮的多姿多嬌,猶如春天里一幅壯美的風(fēng)景畫
引江濟(jì)淮菜巢線日,船舶航行在安徽省合肥市廬江縣境內(nèi)的引江濟(jì)淮航道上,標(biāo)志著菜子湖濕地候鳥越冬季禁航結(jié)束,菜(子湖)巢(湖)線
2025年3月31日,江蘇蘇州吳中區(qū)光福鎮(zhèn),太湖之濱,桃花、櫻花、油菜花等競相綻放,生態(tài)優(yōu)美,春景如畫
2025年2月25日,云南省昭通市綏江縣,新市金沙江特大橋施工現(xiàn)場,工人正加緊施工。
2025年2月7日,重慶市巫山縣曲尺鄉(xiāng)月明村一大片梅花競相開放、燦若紅霞,游客和市民前來游玩打卡,盡享春日的快樂和愜意
2025年2月5日,福建省福清市石竹山風(fēng)景區(qū),一場非遺英歌舞、建甌挑幡等非遺表演正在進(jìn)行,讓游客感受中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化魅力,豐富景區(qū)文化內(nèi)涵和游覽品質(zhì)
2025年1月20日,江西省贛州市章貢區(qū)城市中央公園內(nèi),游船與湖水、植被、高樓相互映襯,呈現(xiàn)出一幅冬日多彩美麗生態(tài)畫卷
2025年1月16日,受低溫天氣影響,山西省運(yùn)城鹽湖出現(xiàn)冬季獨(dú)特的“硝花”景觀,水面上的硝花形態(tài)各異晶瑩剔透,美不勝收。
一位“行者”行走在廣袤的沙漠中,遮掩著絕世的面龐,一面“古鏡”掩埋于厚重的沙下,刻滿了時(shí)間的裂痕。
2025年1月9日,重慶市酉陽土家族苗族自治縣桃花源國家森林公園白雪皚皚,雪景如畫
2025年1月5日,在山西太原南站開往呼和浩特東站的D4022次列車前,游客自拍合影。
2024年12月8日,廣西梧州岑溪市岑城鎮(zhèn)木榔村,生態(tài)田園中阡陌縱橫線條分明,冬韻如畫。
2024年12月10日,貴州省黔西市綠化白族彝族鄉(xiāng)大海子村,青山環(huán)繞樹木蔥蘢,構(gòu)成一幅美麗的生態(tài)畫卷。
2024年12月6日,古城蘇州街頭,成片的銀杏、紅楓等樹木色彩斑斕滿目繽紛,成為一道迷人的風(fēng)景。
2024年12月6日,初冬時(shí)節(jié),山東省青島市即墨區(qū)靈山街道花卉種植基地的大棚里一片繁忙,種植戶忙著管護(hù)花卉。
2024年11月30日,初冬時(shí)節(jié),河南省南陽臥龍崗文化園內(nèi),樹木換上新裝,宛如一幅五彩斑斕的畫卷,吸引不少市民、游客前往賞景。