什么金属能让粒子以近乎光速奔跑?答案是:铌。
近日,“沿着黄河看中国”宁夏行采访团一行在位于石嘴山市的中色(宁夏)东方集团有限公司(简称“中色东方”)车间里,见证了一支支银灰色的金属腔体在精密制造中诞生的过程。它们看上去并不起眼,却是大科学装置的“心脏”——射频超导腔。粒子加速器等“国之重器”,能否让粒子以接近光速奔跑,全靠这颗“心脏”强劲而稳定的跳动。

宁夏东方超导科技有限公司大型真空热处理设备,用于关键超导材料的精密热处置。(图片由受访单位提供)
作为核心原料,金属铌看上去相貌平平,却堪称物理界的“魔法师”。从遨游太空的卫星,到植入人体内的人工关节,再到智能医疗领域的核磁共振仪,都有它的身影。
“在零下269摄氏度的极低温环境下,铌的电阻会完全消失,电流进入其中,如同踏上永无止境的跑道,能够无损耗地持续运行。”宁夏东方超导科技有限公司(中色东方下属公司)总经理李众以一句形象生动的比喻揭示了超导铌材料的神奇特性。
如今,这里的超导铌材各项性能已达到国际领先水平,国际市场占有率达70%。“最让我们骄傲的,是我们自主研发的产品打破了国外垄断,不仅支撑了国内大科学工程的实施,而且让国际项目研制的产品得到国外专业机构认证。”该负责人说。
要把一支铌射频超导腔从图纸变成实物,靠的不只是材料和技术,还有一群能“在针尖上绣花”的人。“大国工匠”、国家级技能大师工作室领衔人郭从喜,便是其核心技术团队中的一员。
“一个个‘哑铃’焊接后串成‘糖葫芦’,再穿上一层‘夹克’,这套工艺流程看似简单,实则是铌射频超导腔制造的核心关键技术。”李众借助通俗巧妙的比喻讲解铌射频超导腔的加工工艺。铌射频超导腔是粒子对撞机、X射线自由电子激光、放射性核素物理研究装置等重大科学工程的核心部件,这也对它的加工工艺提出了极为严苛的标准。
“在铌射频超导腔的制造环节,金属铌腔体的内壁粗糙度、尺寸精度直接决定超导性能,稍有偏差就会影响粒子加速效率。”郭从喜坦言,尽管经他加工的工件已不计其数,但每次遇上高难度加工任务,都像在鸡蛋壳上雕刻一般让他如履薄冰:看不见的加工区域,借助内窥镜反复观察;壁厚不均的风险,用壁厚仪一次次测量、校准——哪怕只是微米级的误差,都可能导致同轴度检测不合格,让价值不菲的工件彻底报废。
这份“如履薄冰”,恰恰是郭从喜对精度的极致敬畏。也正是这份时刻绷紧的严谨,让他数十年如一日保持着“零废品”的纪录,将“大国工匠”的坚守刻进每一道切削纹路里。
如今,中色东方正沿着科技创新之路稳步前行,产品不仅配套国家级科研单位的“国之重器”,更走出国门远赴海外,服务于全球多家高能物理研究机构,让世界目光聚焦石嘴山。
依托国务院国资委战新产业“百大工程”重点项目——全球最大超导铌材和铌超导腔研发制造基地项目,中色东方正在建设年产400支铌超导腔新产线,打造超导细分领域“隐形冠军”。
有一种金属叫铌,有一种速度叫光速,有一种坚守叫“从0到1”。“沿着黄河看中国”宁夏行采访团一行在石嘴山市找到的,不只是一个答案,更是一群人以匠心潜心攻关、勇攀高峰的时代担当。(宁夏日报报业集团全媒体记者 苏峰 马梅 石嘴山市新闻传媒中心记者 朱凤玲)
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