随着我国在科学仪器设备自主研发方面的持续发力,分析仪器作为科学仪器的重要部分,正经历着从“跟跑”到“并跑”乃至“领跑”的历史性转变。这一转变标志着我国分析仪器在技术创新和自主研发能力显著提升,为国产分析仪器的高质量发展奠定了基础。近期,第九届中国分析仪器学术大会在深圳盛大召开,本次大会以“下一代分析仪器”为主题,汇聚了众多两院院士、知名专家学者、杰出的青年科学家以及优秀企业代表,共同探讨分析仪器的未来趋势,旨在进一步提升用户对国产仪器和国产关键部件的信心。
气相质谱仪与液相色谱仪作为科学仪器重要组成,在锂电池检测、电镜(SEM/TEM)以及食品药品检查等领域发挥着不可替代的作用,在大会专题论坛及关键零部件展览中,气相质谱仪与液相色谱仪核心零部件创新成为众人瞩目的焦点。会后,为更深入了解这些精密制造核心零部件自主创新背后的故事,国内领先的高端精密仪器制造企业——上海阿为特精密机械股份有限公司董事长兼总经理汪彬慧先生接受了记者采访,他给记者分享了精密技术创新的独到见解。
作为国内科学仪器和医疗器械的核心部件精密制造杰出应用专家,汪先生深耕该领域多年,凭借精密制造生产的运营能力、精密制造技术应用的研发能力以及精密制造顶尖人才的培养能力,屡次带领团队获得技术应用突破,获得多项发明专利。不仅成为了全球顶级质谱仪制造商长达15年的战略合作伙伴,更为气相质谱仪与液相色谱仪的发展作出了重要贡献。
采访伊始,汪先生告诉记者,气相质谱仪与液相色谱仪之所以具备高灵敏度和高分辨率的特性,离不开其零部件的精密度和制造质量。而核心零部件——真空腔体的制造,则是一项极为复杂且精细的工作,对材料、工艺、设备都有着极高的要求。长期以来,这一领域一直被欧美、日本等工业发达国家所垄断,国内制造企业多数处于非核心产品外包代加工和学习阶段,缺乏自主创新能力。随着科学技术的快速发展和需求的不断增加,这一领域的产能严重不足,质量标准也日益向精密、高效、紧密、轻量化方向发展。
面对上述挑战,凭借掌握的精密制造技术和质量控制能力,汪先生带领团队,从精密度、排气要求、洁净度要求、装配条件苛刻以及检测要求这五个方面进行技术难点攻克。在精密度方面,汪先生率先引入了先进的数控机床和精密测量设备,实现了零部件的微米级加工精度。他深知,精密度是真空腔体性能的关键所在,任何微小的误差都可能对仪器的性能产生重大影响。因此,他们不断优化加工工艺,提升加工精度,最终实现了5μm级的加工精度,这一精度比现状10μm级精度显著提升,在行业内处于领先地位。
排气能力是真空腔体制造的另一大技术难题。金属内部存在的间隙和残渣会残留气体,这些气体在真空环境下会释放出来,影响离子在磁场中的运动轨迹,导致影响质谱仪的质量。为了解决这个问题,汪先生自主研发了一套独特的热处理工艺,以提高金属的排气能力。同时,针对不同金属材质研发了不同的排气方法,这一技术的突破提高了真空腔体的真空度,还确保了仪器的稳定性和可靠性。
洁净度是真空腔体制造中不可忽视的一环。汪先生指出,如果真空腔体表面粘有油脂或污渍,就会污染芯片,影响离子的通过。他带领团队建立了1000级的洁净室,确保在无尘环境下进行装配和检测。在洁净室内,员工需要严格遵守规定,不能化妆、不能吃有异味食物,甚至需要戴口罩进入,以确保室内环境的洁净度。这一举措不仅提升了真空腔体的制造质量,还为后续的检测和装配工作提供了有力保障。
真空腔体的装配条件同样十分苛刻。在汪先生指导下,技术团队采用了先进的装配技术和设备,确保装配的精度和稳定性。在装配过程中,任何细微疏忽都可能削弱腔体性能,因此他们严格检测监控每一环节,此举不仅大幅提升了装配效率,更保障了真空腔体的性能稳定可靠。
作为真空腔体质量的关键环节,检测工作同样不容忽视。汪先生采用了先进的检测设备和方法,对真空腔体的各项性能指标进行了严格的检测。在负压高的情况下,他们甚至需要采用氦质谱检漏仪等高精度设备来检测腔体的真空度。这一系列的检测措施不仅确保了真空腔体的质量,还提高了仪器的可靠性和稳定性。
通过以上五个技术难点创新突破,汪先生技术团队创新研发生产的真空腔体达到了行业领先标准,达到了0^(-9)torr的真空度,获得全球顶级质谱仪制造商的认可。这一创新成果成功打破了国外的技术封锁,为国内制造企业在国际市场上赢得了更多的机会和话语权,还为国内质谱仪制造业的发展树立了新的标杆。同时,“质谱仪结构件”项目也被认定为上海市高新技术成果转化项目,得到了政府的认可和支持。除了质谱仪领域,该真空腔体产品还具有广泛应用前景,其卓越的真空性能和稳定性,使其成为众多高端设备不可或缺的零配件。目前该零部件已经实现了批量生产,并成功获得了全球众多顶级设备制造企业的订单,展现出巨大的市场潜力和应用价值。
汪彬慧先生创新故事,是精密制造领域的一段传奇,更是国内科技事业发展的一个缩影。他对技术创新的严谨和创新的精神让我们看到了国内精密制造的未来希望。更让我们坚信,在科技创新的引领下,制造行业必将走向更加辉煌的明天。对于未来,他表示将继续带领团队深耕精密制造领域,不断提升产品质量和技术水平。为国内制造企业在国际舞台上赢得更多的荣誉和机遇,打造出更多属于自己的世界级科学仪器品牌,推动国内科学仪器事业的发展。(李琼)
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