自20世紀80年代起,地球已陷入生態(tài)超載,能源與環(huán)境危機日益嚴峻。
黨的十八大和今年“兩會”召開后,“生態(tài)文明”和“美麗中國”建設已深入人心,然而持續(xù)到來的“霧霾”,卻深深刺痛了國人的神經。
據統(tǒng)計,僅今年1月份,北京即經歷了4場嚴重霧霾天氣,非霧霾日僅有5天,為1954年以來同期最多。
中國經濟轉型能否成功?中國會成為經濟巨龍,還是成為“灰天鵝”甚至“黑天鵝”?這考驗著國人的智慧與決心。
近年來,科學界對摩擦科學在節(jié)能減排領域作用的認知逐漸深化,摩擦學研究日漸趨熱。據悉,世界上使用的能源大約有1/3~1/2消耗于摩擦,另外,機械產品的易損零件大部分也是由于磨損超過限度而報廢和更換的。
因此,可降低摩擦、減少磨損的新型潤滑材料與技術的研究開發(fā),對于我國節(jié)能減排事業(yè)的發(fā)展和產業(yè)結構的轉型升級,具有重要的戰(zhàn)略意義。
摩擦學納米世界
江蘇省南通市素有“江海明珠”的美譽,南通眾誠生物技術有限公司即坐落在這里。
眾誠成立于2002年,是一家專業(yè)致力于研究、開發(fā)并生產潤滑、抗磨、自動修復等高科技產品的股份制公司,是南通市產學研示范企業(yè),南通潤滑節(jié)能工程技術研究中心建設單位。
近年,公司與河南大學合作,在技術領域成功突破兩項世界難題,制備了油溶性納米銅及銅合金。目前,公司已研制出以“蘭博士”為代表的高效節(jié)能修復抗磨損系列產品,成功實現了產業(yè)化。
據了解,油溶性納米銅(合金)項目,是國家“863、973”計劃支持的重點項目,由我國著名摩擦學家、“兩彈一星”功臣、中國科學院院士黨鴻辛先生牽頭實施。
在眾誠推進技術和產品研發(fā)、改進的道路上,中國首位世界摩擦學領域最高獎“國際摩擦學金獎”獲得者薛群基院士,給予了持續(xù)地關注和指導。
據悉,世界上使用的能源大約有1/3~1/2消耗于摩擦,約有70%的設備損壞是由各種形式的磨損引起。減少無用的摩擦消耗,可大量節(jié)省能源,同時還能減少設備維修次數和費用,并節(jié)省制造零件及其所需材料的費用。因此專家指出,先進潤滑技術及產品是減少摩擦、磨損,促進節(jié)能減排的關鍵和共性技術,是解決這一問題的最有效捷徑。
在摩擦學領域,納米材料因其特殊的納米效應表現出獨特優(yōu)勢,成為研究熱點,同時也為研制高性能潤滑抗磨損材料和技術,開辟了新途徑。
其中,納米銅及銅合金由于優(yōu)異的減摩抗磨作用和自修復功能備受關注。但是納米微粒表面活性高,極易團聚沉淀和氧化,在潤滑油(脂)中難以穩(wěn)定分散,這成了其工業(yè)化應用道路上的技術瓶頸。
針對這一技術難題,眾誠與河南大學聯手進行了長期的技術攻關,并形成了獨具特色的原位表面修飾合成納米微粒技術。最終,他們在此技術基礎上制備的油溶性納米銅(合金),攻克了金屬納米材料在非極性介質中難以穩(wěn)定分散和抗氧化性能差的世界性難題,為其工業(yè)化應用開辟了現實路徑。
實驗和市場驗證表明,眾誠與河南大學制備的油溶性納米銅(合金),能長期穩(wěn)定分散在潤滑油品中,作為添加劑可起到自動修復磨損作用,節(jié)能減排功效顯著。
搶占世界技術高地
將納米材料應用于潤滑體系中,是一個全新的研究領域。
傳統(tǒng)的潤滑油添加劑雖能改善摩擦,但也存在一些副作用,例如遇水生成酸進而腐蝕摩擦表面、產生化學變化形成對潤滑不利的物質。
據了解,納米物質由于量子尺寸效應和表面效應,在摩擦表面以納米顆?;蛘呒{米膜的形式存在,具有良好的潤滑性能和減摩性能。同時,納米微粒粒徑小,表面活性高,可直接吸附到摩擦表面的劃痕和微坑處,在摩擦過程中發(fā)揮表面修復作用。
眾誠推出的新型潤滑技術和產品,主要包含以下兩項核心技術:
——自修復技術。
眾誠創(chuàng)造性地提出了自修復的新思路,即利用納米合金粒子的量子尺寸效應和宏觀量子隧道效應與摩擦副材料形成固溶體和剛性納米微粒,填充由于材料磨損和疲勞所產生的微犁溝、微裂紋的綜合磨損。
利用本技術所制備的有機-無機納米微粒用來做自修復潤滑抗磨材料,取得了很好的實驗室結果,顯示出了獨特的納米摩擦學效應。
由于納米合金微粒的量子尺寸效應和宏觀量子隧道效應,其熔點大幅度降低,從而使其在中高負荷下于摩擦表面處于熔化狀態(tài),這些液體狀的金屬會自動緊緊地附著在由于潤滑疲勞而產生的微犁溝、微裂紋上,從而達到自修復的目的。
該技術達到了世界先進水平,并成功將摩擦學發(fā)展推向了一個新的階段。
——原位表面修飾技術。
據悉,由于納米粉體的易團聚性,在潤滑油中很難分散成納米級粒子,非納米級無機粉體在潤滑油中的分散,不僅不能抗磨減摩,反而會促進磨損,增大摩擦。同時,納米粉體在空氣中易氧化、變質、分解,不能穩(wěn)定存在。
為此,在納米微粒制備的基礎上,需對納米粉體進行改性,使其吸附一層油溶性表面活性劑,提高其在空氣中的物理、化學穩(wěn)定性,增加納米粉體在油品中的可分散性,提高和改進油品的摩擦學性能。
眾誠利用原位表面修飾技術,使其產品能夠廣泛應用于各行業(yè)所使用的潤滑油中,并將產品的有效存放期延長至36個月以上。該方法突破了納米微粒無法大批量生產的傳統(tǒng)技術瓶頸。
在納米合金微粒形成過程中,對其進行原位表面修飾,將各種表面修飾劑以強化學鍵的方式結合于納米合金微粒表面,改變其表面微觀結構,保證納米合金微粒以原生微粒形態(tài)分散在介質中,這是一種先進的納米微粒制備技術,也是一種先進的納米微粒分散技術。該方法有利于納米粉體的工業(yè)化大批量生產,達到工業(yè)客戶生產周期內所用在潤滑系統(tǒng)的需求量。
眾誠將潤滑技術導入了一個全新的納米世界,技術水平處于世界領先地位。眾誠的產品具備節(jié)油、抗磨、降噪等多重功能,適合于解決各種機械設備在多種工況條件下的摩擦、磨損和養(yǎng)護問題。
產品突出的經濟與社會效益
目前,我國的能源利用效率僅為40%左右,資源浪費和環(huán)境破壞嚴重。
隨著人們對社會發(fā)展規(guī)律認識的深化,傳統(tǒng)的過分注重通過提高產能爭取更大利潤的企業(yè)盈利模式,已悄然發(fā)生改變,如今人們越來越重視通過降低成本,實現企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
在經濟轉型和傳統(tǒng)產業(yè)升級的社會背景下,企業(yè)加大了對生產工藝和條件的改進力度。同時,在生產過程中,降低設備磨損、減小設備摩擦、提高設備能源利用率,以及延長設備正常工作時間也日益受到重視。
進入21世紀,工業(yè)機械設備持續(xù)向著大功率小型化、自動化、高精度、縮小體積、減輕重量、增大功率、提高效率、增加可靠性的方向發(fā)展,摩擦部件的設計越來越復雜,需承受更大的載荷、更高的溫度,以及更惡劣的環(huán)境。傳統(tǒng)的潤滑油和潤滑技術,已難以適應產業(yè)發(fā)展對技術的需求。而且,潤滑油的大量使用,在一定程度上擠占了企業(yè)的利潤空間。
如今,潤滑技術及產品對相關產業(yè)發(fā)展的牽制作用己經顯現,人們對潤滑產品的性能,提出了更高的要求。
除了工業(yè)生產,
汽車后市場是潤滑技術及產品的另一主要應用領域。
近年來,我國汽車保有量大幅增加,交通堵塞狀況越來越嚴重,汽車的啟動和剎車次數遠遠高于其他發(fā)達國家,因此,發(fā)動機摩擦磨損現象也尤為嚴重,汽車大修時間相對較短。
另外,近些年自駕游盛行,在自駕游途中,汽車面對的路況較嚴苛,發(fā)動機運行時間較長、溫度較高,容易產生常見的汽車“亞健康”現象。
傳統(tǒng)的潤滑油對極端環(huán)境適應能力較弱,而且傳統(tǒng)的有機化合物極壓抗磨劑含有的硫和磷等物質,會腐蝕基體金屬,同時帶來環(huán)境污染問題。
因此,汽車后市場對多功能抗磨修復劑的呼聲同樣越來越高。
幾十年來,國內外多種所謂高性能抗磨劑產品曾先后涌現,但最終都因技術性能和質量問題又悄然退出市場。抗磨添加劑“抗極壓”性能始終不夠理想,其工業(yè)應用有待技術突破。
由眾誠推出的油溶性納米銅(合金)系列產品,具備突出的抗摩減磨、自修復功能,且特別能適用于苛刻條件下的潤滑場合。
總體來講,采用納米銅及銅合金系列產品效益顯著,可以實現節(jié)能降耗、減震降噪、安全生產的綜合效益,投入產出比高達1:50。
經相關企業(yè)應用試驗證明,使用納米銅及銅合金生產的高效節(jié)能減排納米抗磨潤滑油,與其它潤滑油相比,可延長潤滑油使用壽命1倍以上,節(jié)能10%以上。同時,還具有節(jié)省機械維修費、材料費、人工費、管理費,提高效率等綜合效益。
經測算,使用該技術節(jié)約潤滑油的效益占該技術總效益的1.7%;節(jié)省燃料(電能)的效益占總效益的5.46%;節(jié)省人工費用占總效益的6.08%;節(jié)省維修費、材料費占總效益的22%;提高效率產生的效益占總效益的14.67%。在高耗能企業(yè)使用該產品,節(jié)能1%產生的綜合效益,可到達企業(yè)純利潤的10%左右。
因此,該技術的應用對高耗能如鋼鐵、煤炭、水泥、運輸、紡織、汽車、機械制造、軍事、工程建設等產業(yè)的轉型升級意義尤其重大。
另外,目前我國的汽車保有量為1.14億輛(2012年6月),汽車每年消耗燃油約2.2億噸,按節(jié)油10%計算,每年節(jié)油2200萬噸,價值近1900億元。
而1輛中等排量的汽車在1年中至少排放4噸二氧化碳 ,在汽車領域推廣使用納米銅及銅合金系列產品,可減少尾氣排放30%以上,也就是說僅汽車領域每年就可減少碳排放1.3億噸以上。
此外,我國長期缺乏高性能潤滑油(脂),造成了對昂貴進口油(脂)的依賴。而實際上進口油脂只是理化性能優(yōu)于國內同類產品,但在“極壓抗磨”性能方面與國內產品相比,并沒有大的突破,同樣難以滿足高低溫、高低速、重載、超高真空等苛刻條件下的潤滑要求。
正因為如此,納米銅及銅合金的推廣應用具有非常廣闊的市場前景和深遠的社會意義。
它不僅能節(jié)約資源、減少碳排放,打破國外對高端潤滑技術與產品的市場壟斷,而且對促進我國經濟轉型,改變企業(yè)、社會經濟增長方式,實現循環(huán)經濟發(fā)展,甚至將對人類社會意識形態(tài)、社會發(fā)展方式產生深遠影響。
產品廣闊的市場前景
據《2013-2017年中國潤滑油行業(yè)市場需求預測與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告》顯示,2002-2011年,我國潤滑油消費量從409萬噸增長到710萬噸,年均增速為6.32%,是全球市場為數不多的一直保持增長的市場之一。2012年,受全球經濟下滑影響,國內潤滑油需求下降,實際消費量較上年基本持平。
未來5年,我國潤滑油市場仍將以每年5%左右的速度增長,前瞻網預計到2015年,我國潤滑油消費量有望超過800萬噸;預計到2020年,我國的潤滑油消費量會超過美國。
現在,隨著機械化水平的提高,潤滑油行業(yè)發(fā)展也隨之興起。機械化的程度越高,潤滑油的使用率也就越高。
從工業(yè)整體市場分析來看,整個市場需求量巨大,但實際上由于價格、生產技術、工廠的要求等因素的影響,供應量遠遠不足以滿足實際需求。其中,電力行業(yè)需求規(guī)模約2000億元,鋼鐵行業(yè)需求規(guī)模約2000億元,全國約800萬臺的空壓機年需求也達到1000億元。
這就要求開發(fā)出價格適中、技術過硬并能夠大規(guī)模供應的納米銅及銅合金系列產品,以解決目前工業(yè)領域潤滑產品供需之間的突出矛盾。
2013年1月10日,環(huán)保部發(fā)布公告稱,自2013年7月1日起,所有生產、進口、銷售和注冊登記的車用壓燃式發(fā)動機與汽車,都必須符合國IV標準的要求。
今年1月1日起,《乘用車燃料消耗量評價方法及指標》、《商用車燃料消耗量測量方法》兩項國家標準開始正式實施,這兩項標準可以說是給汽車企業(yè)戴上了一道節(jié)能的“緊箍咒”。作為一項國家強制標準,到2015年,全國平均乘用車燃油消耗量要降到百公里7升左右。
隨著環(huán)保部出臺政策加強機動車尾氣排放監(jiān)管,燃油添加劑這個巨大的節(jié)能環(huán)保市場將迎來轉機。
當前,我國已經成為全球第一機動車產銷國,全球第二大潤滑油市場。機動車尾氣排放成為環(huán)境污染的重要來源,是造成灰霾、光化學煙霧污染的重要原因,降低機動車尾氣排放迫在眉睫。
而提高油品質量,除了要提高汽、柴油車排放標準促進燃油標準外,適量添加燃油添加劑可起到立竿見影的效果。隨著人們環(huán)保意識的不斷加強,燃油添加劑的需求也會逐漸增加,未來,燃油添加劑市場前景十分廣闊。
我國目前汽車保有量達1.14億輛(2012年6月),僅汽車后市場就有3420億元的市場需求。未來10年中,亞太地區(qū)潤滑油年需求量將達到2050萬噸,而中國將占該地區(qū)需求量的45%。到2020年,中國市場的潤滑油需求量將會翻一番,用油檔次將實現跨越式發(fā)展,高檔油品直接與國際接軌。
夢想創(chuàng)造奇跡
上世紀90年代,由于行業(yè)亂象橫生,缺乏相應的標準約束,大量宣稱具備抗磨、修復功能的抗磨劑產品涌入市場,但大部分因為技術含量低,事故官司不斷,這些產品于2004年己基本退出市場。
這對市場的健康發(fā)展造成了很大的負面影響,使真正的高技術產品難以推廣。
通過與眾多同類產品的橫向對比和近幾年的市場應用對比,油溶性納米銅及銅合金系列產品綜合比較優(yōu)勢明顯,具備突出的經濟和環(huán)境效益。
因此,實現納米銅及銅合金在各摩擦潤滑領域的推廣和在全社會的應用,使這一技術盡快服務于社會,是眾誠人矢志不渝的事業(yè)目標。
近年來,眾誠堅持以發(fā)展科技水平和振興民族經濟為己任,以實現“可持續(xù)經營”為戰(zhàn)略發(fā)展目標,樹立“以務實高效發(fā)展自我,以優(yōu)質產品服務用戶,以拼搏創(chuàng)新貢獻社會”的企業(yè)發(fā)展理念,應用高科技手段實現“零磨損”的技術理論目標突破。遵循“質量就是生命,服務就是市場”的企業(yè)宗旨,在確定“務實、拼搏、創(chuàng)新、高效”的市場服務理念的同時,還建立了完善的產品研發(fā)、生產、市場推廣和終端服務體系。
公司視人才為企業(yè)的資本,培養(yǎng)出了一支能吃苦、講奉獻、懂管理、富有激情和創(chuàng)造精神的技術研發(fā)、市場營銷、企業(yè)管理高素質年輕化人才隊伍,經過與高校和科研院所的技術合作和公司全體員工的不懈努力,克服了許多前進道路上的困難,終于成功研發(fā)了“油溶性納米銅及銅合金”技術。
眾誠秉持“以人為本”的經營管理理念,在企業(yè)發(fā)展的各個時期,著重引進高學歷、有學識、有豐富實際市場操作經驗的人才來管理企業(yè)。建立健全科學管理機制,對企業(yè)的經營路線與經營策略進行系統(tǒng)的規(guī)劃,減少企業(yè)運作中的風險。注重監(jiān)督機制的完善和人才自主意識的培養(yǎng),讓人才與企業(yè)發(fā)展進步融為一體。著重建立以銷售服務工程師為目標的營銷管理體系,從產品檢測工程師和生產工程師中選拔銷售服務工程師,即該項目的設計工程師就是產品生產工程師和銷售服務工程師,實行誰設計,誰生產,誰服務。
公司還改變了傳統(tǒng)組織結構的剛性管理模式,淡化部門界限,防止出現“內部制約”現象,進一步完善實行部門及環(huán)節(jié)目標管理,增強快速反應能力。積極開展員工培訓工作,建立集管理培訓、技術培訓和新員工上崗培訓于一體的培訓體系,提高員工之間交叉互動式的學習,同時與各高校和科研院所合作以委托培養(yǎng)等方式,進一步提升員工素質,實現公司價值與員工價值的同步增長。
經過11年來的不懈努力和執(zhí)著攀登,眾誠終于站立在世界技術高地。誠然,未來的路不會一帆風順,眾誠還會遇到諸多可以預見和難以預見的挑戰(zhàn)。但是,信心與勇氣,始終與眾誠人同在。
用小產品,點燃為人類節(jié)能減排的大夢想,眾誠已是風正帆舉,正在高歌遠航。