江蘇
在溧水高新區永陽高標準廠房里，有一家成立于2018年的企業——南京同溧晶體材料研究院有限公司。這里的生產車間沒有傳統流水線的轟鳴聲，卻在持續制備一種高硬度材料：藍寶石管。
它不是珠寶級藍寶石，而是純度達99.995%、能耐受近2000℃高溫的人工晶體。“藍寶石管號稱工業界的‘鋼筋鐵骨’，硬度僅次于金剛石。”公司總經理助理朱鵬介紹道。
這種透明管材，目前已應用于半導體蝕刻、重油反應器、艦船裝甲等領域，逐步推進相關材料的國產化替代進程。
“燒”出來的藍寶石
一次成型的絕活
走進晶體生長車間，多臺生長爐穩定運行。爐內溫度約2100℃，原材料經熔融后，按晶體原子排列方式，一層層“長”成完整的藍寶石管。
“我們采用自主改進的導模法，可實現一次成型，無需焊接，在標準檢測條件下氣密性良好。”現場技術員展示了一根長約1米、通體透明的藍寶石管，“其耐高溫性能可達1950℃，耐腐蝕性較傳統石英材料提升3-5倍。”
在石化、半導體、能源等工業場景中，部分設備需在高溫、強腐蝕環境下運行。過去，高端傳感器護套、反應器內襯等部件曾長期依賴進口。“早期國內難以制備長尺寸藍寶石管，主要因溫場控制、模具設計、熱場優化等技術有待突破。”朱鵬介紹，目前已實現定制化生產，可根據客戶需求提供不同尺寸的管材。
從同濟實驗室
到溧水產業熱土
這家研究院的故事要從2018年講起。
那一年，溧水區政府與同濟大學正式攜手。溧水有產業空間和政策支持，同濟大學材料學院在晶體材料領域有深厚積累，雙方決定共建一個“新型研發機構”，以市場化方式推動技術落地。
研究院的作用，就是架橋。“政府給了我們場地、啟動資金、人才等政策支持。同濟大學輸出核心技術和高水平團隊。我們的團隊里，博士、碩士等核心骨干近20人，研究院首席科學家徐軍教授曾以《大尺寸優質藍寶石晶體研制》獲國家科技進步二等獎。”朱鵬說，這種“政府+高校+團隊”的組合模式，可以讓科研人員能安心做技術。
2020年，研究院被評為國家高新技術企業。2023年，又通過高企復審。截至目前，研究院已申請專利170件，擁有授權專利48件，其中2件PCT專利在南非獲得授權，孵化科技型中小企業3家。
一塊藍寶石板
能擋得住子彈
除了工業用藍寶石管，透明裝甲是研究院的另一個重點方向。2023年，研究院聯合江蘇師范大學等單位，攻關新型透明裝甲技術。
“簡單說，就是防彈玻璃的升級版。”研發人員介紹，“藍寶石硬度遠超玻璃。我們用導模法長出大尺寸板材，再通過復合工藝做成透明裝甲，透光率高，防彈效果出色。”該板材已入選江蘇省重點推廣應用的新技術新產品目錄。
目前，研究院掌握導模法、熱交換法、提拉法三種晶體生長技術，可實現從原料到成品的全流程自主制備。
“我們聚焦于大尺寸藍寶石管材、板材等國產化需求較高的材料研發。”朱鵬表示，高端藍寶石制品曾長期被國外企業主導，進口替代市場空間較大。下一步，研究院計劃深化與本地企業合作，聯合產業基金推動技術產業化。
在研究院車間，剛制備完成的藍寶石管正等待檢測。這些材料未來有望應用于國產高端設備或半導體產線，助力產業鏈自主可控。
記者 | 陶燕燕
素材來源 | 溧水高新區
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