——专访湖南南方搏云新材料有限公司副董事长蒋建纯教授

　　像她这样，横跨机械学、材料学、摩擦学，熟悉化工和粉末冶金，既做过教学和科研，又做过生产管理，在整个材料科学领域都是极其罕见的人才。——著名材料学家、中国工程院院士才鸿年

　　“先进的技术必须由自己开发，因为先进的东西是买不到的，不是被人封锁，就是引进来的也是人家前面好几代的技术，你始终只能跟在别人后面，被牵着鼻子走。”——蒋建纯

　　一种新材料的广泛应用，改变的可能不仅是人们的生产与生活方式，甚至可以是人类文明的进程。
　　2004年，中南大学校长黄伯云率领研究团队凭借“高性能碳-碳航空制动材料的制备技术”获得了空缺数年的国家技术发明一等奖，同时也使得我国成为少数几个掌握高性能碳-碳复合材料制备及生产技术的国家之一。
　　爱迪生曾说，必要性是创新之母。碳-碳复合材料作为一种军事和航天科技领域的尖端材料，在民用生产领域其实有着广泛的应用空间。蒋建纯教授作为这一重大国家发明研究团队的核心成员，于2006年7月在中国兵器装备集团和中南大学的支持下创办了湖南南方搏云新材料有限公司（以下简称“南方搏云”），开始将高性能碳-碳复合材料向民用生产领域转化和推广，目前已在半导体和太阳能光伏行业的高纯硅氢化及单、多晶硅料生长热场领域获得了广泛的推广和应用。
　　我国著名材料学家、中国工程院才鸿年院士曾如此评价蒋建纯教授：像她这样，横跨机械学、材料学、摩擦学，熟悉化工和粉末冶金，既做过教学和科研，又做过生产管理，在整个材料科学领域都是极其罕见的人才。
　　或许正是因此，蒋建纯教授率领下的南方搏云，不仅具备满足多种功能要求的碳-碳复合材料的研发和生产能力，同时还拥有其关键生产设备和先进制造工艺技术的设计开发能力。南方搏云目前所使用的核心生产设备全部由自己设计和开发，核心零部件也由自己制造，总成也由自己完成，因此拥有规模化生产碳－碳复合材料的全套技术和综合能力。
　　笔者早在2008年便有幸结识了蒋建纯教授，并邀请到她出任《太阳能发电》杂志编委会顾问。三年多来，笔者亲见了南方搏云在蒋教授的率领下快速成长为国内最大的民用碳-碳复合材料生产及研发基地。日前，在南方搏云成立五周年庆典上，围绕这一新兴材料的推广以及学者创业的相关问题，笔者专访了蒋建纯教授。

　　记者：在南方搏云成立五周年之际，您能谈谈创业五年来的感受吗？
　　 蒋建纯：我做碳-碳复合材料的研究开发多年，这些成果和技术积累如果不转化成实际的生产力非常可惜，这是我创办这个企业的初衷。
　　我是学机电专业的，多年的教学和科研，使我对机械学、材料学、摩擦学、现代设备管理、化工等专业知识有较多的理解。后来到粉冶院（中南大学粉末冶金学院，拥有粉末冶金方面的国家重点实验室和国家工程研究中心——编者注）开始搞航空摩擦材料的研究和教学，更多地接触到了材料学和摩擦材料，加上参与国家工业性实验项目“碳-碳复合材料航空刹车片”的研制与开发，埋头苦干了十几年，对碳－碳复合材料研究和制备技术有一些收获和心得，再加上多年的电工、钳工、铣工、焊工的工程实践以及多种学科的教学和科研实践，所以养成了理论实践相结合的习惯。
　　可能做科研的人都有这个心理，要把多年积累的技术转化为生产力。我认为，把碳－碳技术向民用方向转移，通过二次开发和推广，在民用领域有着很大的应用空间。我的想法不仅获得了学校的认同，还得到了中国兵器装备集团的大力支持，并在他们的支持下成立了南方搏云公司。五年下来，我们首先在太阳能光伏行业取得了成功，同时也间接地推动了碳－碳复合材料产业的发展。2003年全球碳-碳复合材料的年产量也只有5.9吨，而我们现在一个月的产量就超过了这个数字。所以，虽然这几年很辛苦，但今天的成绩还是令人欣慰的。
　　我觉得，先进的技术必须由自己开发，因为先进的东西是买不到的，不是被人封锁，就是引进来的也是人家前面好几代的技术，你始终只能跟在别人后面，被牵着鼻子走。这也正是我希望把碳-碳复合材料推广到更多民用领域的一个原因。

　　记者：碳-碳复合材料有哪些特点和应用范围？
　　　蒋建纯：碳-碳复合材料的优点很多，比如耐高温、抗热震、耐酸碱腐蚀、摩擦磨损性能优异，在特别低温和特别高温环境下都可以使用。而且其本身质量轻强度高，比重只有1.8左右，没有任何一种金属材料比碳-碳复合材料更轻。要知道，在航空航天项目中，能省一克的重量就相当于省下了一克黄金。
　　所以，碳－碳复合材料的应用范围很广。除了航空航天和军事用途外，也很适用于很多民用生产领域，比如：多晶硅氢化炉，单晶硅生长炉、多晶硅铸锭炉以及其他人工晶体生长的热场材料；高铁、风电等许多结构功能件；各种耐高温、高强度的螺钉、螺母等紧固件，以及各种各样的板材和型材等等。可以这样说，在需要高强度、耐高温、耐腐蚀的环境下，目前还很难找到一种材料比碳-碳复合材料具有更优良的性能。

　　记者：目前晶硅生长热场使用的材料主要还是石墨，但前不久有一位老专家跟我说，碳-碳复合材料不仅完全可以替代石墨，甚至可以替代石英坩埚，而且性能更好也更节能，您怎么看待这个说法？
　　　蒋建纯：用碳-碳复合材料替代石英坩埚是可行的，只是需要在碳-碳复合材料坩埚里面施加具有一定性能的涂层。而用碳-碳复合材料替代石墨做热场材料，不仅完全没有问题，在综合性能和经济性方面也更具竞争优势。
　　首先，从材料性能上来说，碳-碳复合材料与石墨在耐高温、抗热震、耐酸碱腐蚀方面的能力一样。在有惰性气体保护的情况下，碳-碳复合材料可以在最高达3400℃的高温下保持良好的性能，在一般真空状态下也可以在2500℃的温度环境中表现良好，这与石墨没有太大的差别。
　　但在强度方面，碳-碳复合材料却比石墨高很多倍，大约高五倍左右，因此碳-碳复合材料的整体埚能够反复使用数十次不会胀坏，可以说是一个革命性的产品。另外，即或有漏硅、停电等特殊情况出现，也不会导致整个碳-碳复合材料热场损坏，在冷却之后照样还可以使用。而目前普遍使用的三瓣石墨坩埚，随着使用时间增长，三瓣之间的间隙会逐渐增大，安全性和可靠性会越来越差。
　　其次，大型碳－碳复合材料制备和加工工艺性较石墨优越很多。目前我们在碳-碳复合材料的生产制备和工艺方面拥有完全的自主知识产权，不仅生产设备和工艺由自己开发，设备上的核心零部件也是用碳-碳复合材料来做的，这让我们很容易控制产品性能和生产能耗，而且在设备和工艺改进方面也更容易。同时，我们的设备不仅尺寸比国外的大，造价也比国外的低，而且我们用二、三百万人民币就能做出国外价值三百多万美元的设备。
　　在制造工艺方面，越是大尺寸的产品，碳-碳复合材料的性价比也越高。碳-碳复合材料可以根据产品结构需要加工出任意尺寸和形状的整体坯件，再通过一定的增密工艺制造出超大尺寸的产品，加上采用近净成型（Near and net，也叫少无切削加工——编者注）工艺，因此构件尺寸越大经济性也越好。近净成型工艺是根据最终产品的形状先用碳纤维编织一个坯体，然后经过化学气相沉积和高温处理，最后对端面、孔和槽进行少许机械加工，因此基本上不需要丢掉什么东西。这种工艺与精密铸造工艺一样，可以节省材料和再加工能耗。而目前高性能石墨成形还是挤压成形，大尺寸石墨是等静压成形，需要的压机很大，投资很大；同时等静压原材料配方和工艺很难掌握，成品率不高，报废损失很大；而挤压料一般为实心棒料或块料，加工成本也很高，因此目前国内用于硅晶体行业的高纯高性能石墨多数还是靠进口。比如做一个大直径、2米多高的加热器，用石墨材料只能一节一节拼起来，而用碳-碳复合材料则可以整体成型。
　　再者，石墨生产的能耗也高得多。从开始研发碳-碳复合材料到现在，我们在设备和加工工艺已经过了多次改进，原来真空中频感应电炉存在着能耗高和严重电网污染的问题，经过不断地实践和改进，现在在适用性、可靠性、经济性和先进性方面都有了很大的提高，同时近净成形工艺也日臻完善。
　　关于两者的能耗比较，我给你举个实例来说明。我们有一家上海的客户，他们曾经很仔细的对比分析了使用碳-碳复合材料和石墨材料的能耗情况，得出的结论是使用碳-碳复合材料要节能20%-25%。这就意味着，如果原来拉晶要耗能80千瓦，现在则只需要60千瓦左右，一台设备每个月大约节电1万度左右；按照工业用电1元/度计算，一台设备每月可以节约1万元；这个企业有40台设备，一年下来节省了500万元左右的电费。而实际上，这家客户每年从我们这里采购碳-碳复合材料还没花到这么多钱，也就是说，相比以前，他们现在不但白用了碳-碳复合材料做热场，甚至还有赚头。
　　另外，不同热场材料和热场设计带来的综合性价比差别可能更大。事实上太阳能行业有不少这样的例子，由于热场材料性能不稳定或布局设计不科学，沉积条件太差，造成拉晶困难甚至根本拉不出晶体。热场的布局设计决定了炉体内部温度的分布，也决定了晶体的生长。比如，从纵向来说，温度需要从下到上慢慢降低下来，因为温度低下来才能结晶，但对横向则不是这样，横向需要均衡的温度才能保证晶体的生长结构和性能。由于不同材料的温度梯度不同，导热系数也不一样，因此对热场温度分布环境的设计也不一样，导致最后生长出来的晶体性能也会有差别，其价值当然也就不一样。
　　而无论是保温筒、导流筒还是坩埚，碳-碳复合材料的性价比优势也都很明显。比如导流筒，原来的导流筒结构是外面一个石墨锥形套着里面一个石墨锥形，两个锥套之间塞一点保温毡，也就是三件构成一个导流筒；而碳-碳复合材料是靠材料的密度梯度做成一个整体的导流筒，两者在强度和耐用性方面完全不可同日 而语。同样，用碳-碳复合材料做成的整体坩埚，也比原来的三瓣石墨坩埚无论是强度还是耐用性方面都提高很多，而且使用方便，寿命也有很大的提高，性价比大大提高。
　　因此，综合比较而言，无论是制备设备成本和加工成本，还是材料损耗成本与能耗，碳-碳复合材料也都更有优势。而石墨生产耗能高、污染大、制造周期长、成品率低，因而成本更高。

　　　记者：相比国际先进技术，我们国家碳-碳复合材料在技术上处于一个什么样的地位？
　　　蒋建纯：应该算是中上水平吧。尽管很多方面我们都还在向国外学习，但有些方面我们已经青出于蓝胜于蓝了，比如我们现在的制备和工艺都是比较先进的。国外一般只有很高端的热场产品才用化学气相沉积工艺，其他产品就是经过碳化和高温就结束了。但碳沉积是沿着界面生长的，需要跟基体结合紧密；浸渍则是在空隙之间，与纤维之间存在间隙，因此增强碳纤维的作用相对弱一些。而我们目前是以化学气相沉积增密为主，这就增强了碳纤维与基体的结合强度。虽然成本上可能高一点，但最终成品的价格并不比进口产品贵，且高质量的产品保证了竞争力和高的性价比。
　　总的来说，我觉得我们现在的技术水平是比较高的，不仅在国内领先，在国际上也处于先进地位，我们完全可以给客户提供先进可靠、经济适用的产品，同时也可以为客户提供全面的系统解决方案。

　　　记者：从一个学者转变成为一个企业家，您觉得其中最难的是什么？
　　　蒋建纯：我最大的感受，还是觉得我们的创业环境可能差了一点。也许我来做碳-碳复合材料技术向产业转化的条件是最得天独厚的，但在创业过程中同样也还是遇到了很多困难。
　　第一是资金，或者说合作模式。创业型企业直接从银行融资的可能性不大，所以只能找资金合作者；但合作就面临着一些问题，既有如何评估技术的价值和保障知识产权的问题，也有如何保障资金安全和投资收益的问题。双方对技术的价值及其市场前景的认识很可能不容易达成一致，因此对各自的权益保障就会有担心。有钱的人可能觉得钱很值钱，有技术的人则可能会把技术看得很宝贝。这原本没什么对错，但却造成双方很难谈到一起来，不容易形成良好的合作。
　　我创立这个公司的时候，是因为特别想做成，所以对合作者提出的条件基本都认同。另外，我对待技术的看法是，技术如果是成熟的，那也一定是落后的；如果是先进的，那就可能是不成熟的，是需要通过产业化过程去不断完善的。成熟的技术，可能就写在书上了，到处都可以找到；如果只有你知道怎么做，那虽然可能是很先进的，但却不一定是完善的，是有风险的。事实也证明了我的这种看法，南方搏云创办五年来，我们一直在不断投入新的研发技术，不断根据客户提出的问题和市场的需求去探索、研究，包括材料研究、工艺研究、新设备的研究、产品制造工艺过程的改进等等。因此，我们的成功，是立足于实践、立足于客户的使用环境，不断解决实际问题，是把满足客户需求放在首位的创新。
　　所以，在科技向产业化转化的过程中，无论是技术方还是资金方，都是有风险的，需要相互信任、相互体谅、同心协力、义无反顾才有可能获得成功。
　　第二是机制和体制问题，比如税收。拿增值税来说，我们把产品买给了客户，客户还不一定能付款，但增值税却必须先交，这可能也是中国特色吧。这一点对技术型创业公司压力很大。
　　还有，技术的所有权如何界定也是一个左右技术能否顺利产业化的大问题。目前在这方面各个部门的规定可能有所不同，但更多是限制而不是鼓励技术的产业转化，无法对技术发明人在向产业化转化上形成激励。事实上，技术转化为生产力是一个非常艰难的过程，这不仅需要把技术变成产品，还要把这个产品变成商品，还得是进入产业链、能实现量产、市场也认同的商品才能赚钱，因此转化本来就是一个非常艰巨的事情。所以，不要以为技术很值钱，技术如果不能转化为生产力，其实一文不值。但技术要转化，其中的风险和投入都相当大，失败的机率也很高。有的人认为你把单位的技术拿出来卖钱了，会认为这个技术是“大家”的，这些事情很容易牵扯不清，带给创业者的压力甚至会比经营压力更大。
　　第三是市场的认同，这是科技转化的基础。做企业和在学校做研究有很大的不同，企业是要根据市场的需求去解决实际问题，需要急客户之所急，会面对很多甚至是想象不到的挑战。实际上这五年来我们为客户解决的问题，可能比在学校做研究一辈子都要多。
　　所以，企业和公司对推动科技进步有更高的效率。这几年来，我们与合作企业之间基本上都能实现双赢，正如一位客户所说，我们是一种相互的支持，我们从他们那里赚了钱，他们也因我们的技术获得了利益。这种双赢，对一种新科技的产业化转化来说是很重要的，没有市场认同，再好的技术也没有生存空间，也不能成为生产力。而在学校搞科研，可能就不会考虑这些，至少遇到的问题不会那么多、那么实际。
　　从这几年的经验来看，我觉得，一个企业家也好，一个创业者也罢，要想成功，第一是要有冒险精神，敢于迎接各种各样的挑战；第二是要有气度、有眼界、有奉献精神；第三则要有强烈的事业心和社会责任感。

　　　记者：目前南方搏云是否建立起了属于自身的技术研发体系？
　　　蒋建纯：我们的研发系统，是一种科研单位的研发管理模式与市场化的技术支持体系的结合。我们的研发涉及面比较宽，主要内容都是来自市场需求，也就是研发项目来自于生产的需求和客户的需求，有时候围绕一个要解决的问题，可能需要设计七八个课题，每个课题都由专人负责。就拿我们与江西一个企业在氢化炉热场的合作为例，他们从国外采购的原装产品远远没有达到设计寿命就损坏了，于是找我们合作，内容就涉及到封头（盖子）、底板、保温筒、U形加热器等。因为每个零件的技术要求和制造技术不同，所以要系统解决问题就需要全面研究零件的功能、使用条件、使用要求以及损坏形式等，就这一个订单，就涉及到很多方面，我们的研究人员需要一项一项的研究清楚之后，再对指定的技术方案进行评议、实施、跟踪、总结和验收等一系列程序，最后还要根据用户反馈的信息进行总结。也就是说，我们更多的是根据市场的需求去解决实际的生产问题，我们的研发系统是围绕市场需求建立和运转的。但同时，我们也会根据技术的发展不断投入对新技术、新装备、新工艺的研究，因为我们面对的是一个全新的市场、一个全新的应用领域和一种全新的材料，其制造工艺和制备技术都在不断发展，如果不能持续投入研发，不能持续创新，就不能保持领先地位，就很可能被人赶超。

　　　记者：也就是说您把在学校搞科研时的管理体系也搬到企业里面来了，只是您的课题直接来源于市场。
　　　蒋建纯：是的，这可能不仅是一种思维惯性，因为学校的科研模式其实有很多好的方面，是可以与市场化对接的。只是由市场而来的课题，可能都很急，需要马上解决，不然就影响客户的生产和效益了。而这对学校那种科研模式也是一种很好的修正，可以让我们建立一种反应更灵敏也更具实践意义的科研模式，因为市场会逼着你往前走。

　　　记者：从您的描述来看，目前南方搏云更多的还是在为客户提供个性化的产品和技术服务。那么这个产品要实现更大规模的产业化发展，是不是要往标准化方向去走？
　　　蒋建纯：是的，我们也安排有专人在做这方面的事情。无论是太阳能光伏产业，还是其他行业，碳-碳复合材料的利用都是新课题。就拿热场来说，即或是同样20寸的热场，不同企业的标准也有很大不同，因此产品品质也就千差万别；另外因为没有标准，一个热场就包括几十种零件，没有统一的标准，客户选用、使用、安装和维护都非常不方便。
　　标准化不仅可以提高可靠性，还可以降低成本，实际上也是一个实践推动技术进步的过程。因此标准化、规范化这条路是肯定要走的，这实际上也是我们的责任和义务，只是可能还要经过很长时间的实践。
　　我们一直都在研究碳－碳复合材料生产制造过程中的规律，希望能掌握一些规律性的东西，比如流量、压力、沉积时间等，在同样的使用环境下，一定存在一个最佳工艺参数。我们希望通过掌握这些规律来帮助客户达到几个目标，一是提高和稳定质量，二是降低成本，三是降低劳动强度。

　　　记者：南方搏云近期把原来2013年上市的计划提前到了2012年，请问这是出于什么样的考虑？
　　　蒋建纯：资金还是我们现阶段最主要的发展瓶颈。实际上，我们目前的技术实力和市场基础与生产规模是很不相称的，我们的订单任务甚至已经安排到了明年，但产能却一直跟不上。虽然兵装集团资金实力雄厚，但这是一个非常大的产业，需要更多的社会力量参与进来，才能把这个产业做大。尽管我们在这个行业里做的时间并不长，但目前已经有了一些国际影响，一些国际大公司也对我们表示了关注，并给予我们很高的评价。所以，我们这个产品是可以走向世界的，只是需要更多的支持来发展。
　　同时，我们认为，上市公司的公司治理结构和决策程序可能更利于一个企业长远健康的发展，更利于让企业贴近市场，更利于企业遵循市场规律，抓住市场机遇获得发展。
　　所以，希望提前上市，是为了解决发展瓶颈，是为了更好更快地发展。

蒋建纯教授简介：
　　中南大学教授，研究员，中国兵装集团湖南南方搏云新材料有限责任公司副董事长、技术总监。2004年国家技术发明一等奖“高性能航空碳/碳制动材料制备技术”研究团队核心成员；湖南省第八届、第九届政协委员；湖南省摩擦学会理事长。
　　先后发表论文60余篇和多部专著，其中十余篇论文被SCI和EI收录，并先后参与和独立承担多项国家级或省部级科研项目，拥有十多项专利发明。并曾于上世纪八十年代初赴德国CLAUSTHAL工业大学专修机械工程摩擦学和从事摩擦磨损润滑的试验研究。