学科专业评审组:材料科学组
项目名称:大尺寸单晶硅直拉炉用炭/炭热场产品研制
提名单位: 陕西省知识产权局
提名等级:二等奖
提名单位意见: 该项目面向大尺寸、长寿命、低成本及高纯度单晶硅直拉炉用炭/炭热场产品的市场需求,通过技术开发、工艺改进及设备改造,实现了该类产品的批量制备。 主要创新点如下: (1)提出了一种新型炭纤维缠绕针刺预制体成型技术,提高了炭/炭坩埚预制体连续碳纤维含量,实现了大尺寸高强度预制体的可控制备; (2)采用天然气气相沉积和树脂液相浸渍/炭化相结合的技术,解决了大尺寸单晶硅直拉炉用炭/炭热场产品密度不均匀、抗硅蒸汽侵蚀效果差的难题,从而大幅提升最终产品的性能和使用寿命; (3)开发了高性能复合涂层制备技术,大幅提升产品的抗硅化侵蚀性能和使用寿命。 该项目技术攻关难度大,创新成果显著,关键核心设备及工艺技术完全自主可控,拥有多项自主知识产权,总体技术达国际先进水平。自2017年起,西安超码科技有限公司成功研制并批量生产涵盖百余种规格型号的炭/炭热场产品,建成年产2000吨产能,产品广泛应用于国内三十余家主流光伏单晶硅企业。2023-2025年累计实现销售收入8.24亿元,新增税收1945万元,新增就业人口30余人。该项目有力推动了关键部件进口替代,大幅降低光伏制造成本,支撑了我国光伏产业高质量发展。项目技术成熟,应用成效突出,符合陕西省科学技术进步奖二等奖提名条件。 特此推荐。
项目简介:
客观评价:

应用情况和效益:

主要知识产权和标准规范等目录:

主要完成人:
  1. 姓名:程皓
    排名:1
    行政职务:董事长
    技术职称:高级工程师
    工作单位:陕西中天火箭技术股份有限公司
    对本项目技术创造性贡献:对项目创新点1、2、3均有贡献 1、负责项目整体技术方案、研制工作流程的具体逻辑的设计; 2、参与设计了新型炭纤维缠绕针刺预制体成型技术路线,授权专利《一种提高缠绕成型炭/炭复合材料层间结合强度的方法》; 3、参与设计了天然气气相沉积和树脂液相浸渍/炭化相结合技术路线,授权专利《一种具有碳化硅/硅涂层的炭/炭保温筒及其制备方法》; 4、参与设计了高性能复合涂层制备技术路线,授权专利《一种含有α-Al2O3涂层的C/SiC复合材料坩埚》。
    曾获国家科技奖励情况:1、2023年“纤维复材预成型体内环轨道三维编制系列成套装备技术”获中国纺织工业联合会科技进步一等奖;证书号:KJ-J-202301011D03;排名第2。 2、2024年“大尺寸单晶硅直拉炉用炭/炭热场产品研制”项目获中国航天科技集团有限公司科学技术进步奖二等奖;证书号:2024HTKJB040-1;排名第1。
  2. 姓名:张灵玉
    排名:2
    行政职务:副总经理
    技术职称:高级工程师
    工作单位:西安超码科技有限公司
    对本项目技术创造性贡献:对创新点1、2均有贡献 1、参与项目技术方案整体设计; 2、参与设计新型炭纤维缠绕针刺预制体成型技术路线,授权专利《一种缠绕成型高强高纯炭/炭复合材料回转体的制备方法》; 3、参与设计了天然气气相沉积和树脂液相浸渍/炭化相结合技术路线,并承担了技术方案的验证,负责双元炭基体致密工艺的优化及孔隙率控制、不同比例的双元炭基体试验、不同比例双元炭基体产品的使用寿命验证,授权专利《一种炭/炭坩埚及其制造方法》。
    曾获国家科技奖励情况:2024年“大尺寸单晶硅直拉炉用炭/炭热场产品研制”项目获中国航天科技集团有限公司科学技术进步奖二等奖;证书号:2024HTKJB040-2;排名第2。
  3. 姓名:张永辉
    排名:3
    行政职务:无
    技术职称:研究员级高工
    工作单位:西安交通大学
    对本项目技术创造性贡献:对创新点3有贡献 1、参与设计了高性能复合涂层制备技术; 2、负责涂层材料的选择; 3、负责硅原子与氧化铝涂层反应能模拟分析、复合涂层热震试验、涂层制备与寿命验证等,授权专利《一种含有氧化铝涂层的低密度C/C-SiC复合材料坩埚》,《一种含有α-Al2O3涂层的中密度C/C-SiC复合材料坩埚》等。
    曾获国家科技奖励情况:2024年“大尺寸单晶硅直拉炉用炭/炭热场产品研制”项目获中国航天科技集团有限公司科学技术进步奖二等奖;证书号:2024HTKJB040-3;排名第3。
  4. 姓名:邢如鹏
    排名:4
    行政职务:副总经理
    技术职称:高级工程师
    工作单位:西安超码科技有限公司
    对本项目技术创造性贡献:对项目创新点2有贡献 1、具体实施了天然气气相沉积和树脂液相浸渍/炭化相结合技术路线的开发与验证,具体为双元炭基体致密工艺的优化及孔隙率控制、不同比例的双元炭基体试验、不同比例双元炭基体产品的使用寿命验证; 2、对产品计划、生产环节关键节点进行跟进,确保产品保质保量完成交付,保证产品交付节点,授权专利《一种炭/炭坩埚及其制造方法》。
    曾获国家科技奖励情况:2024年“大尺寸单晶硅直拉炉用炭/炭热场产品研制”项目获中国航天科技集团有限公司科学技术进步奖二等奖;证书号:2024HTKJB040-4;排名第4。
  5. 姓名:侯卫权
    排名:5
    行政职务:无
    技术职称:研究员级高工
    工作单位:西安超码科技有限公司
    对本项目技术创造性贡献:对项目创新点2有贡献 1、参与实施了新型炭纤维缠绕针刺预制体成型技术路线的开发与验证; 2、参与实施了天然气气相沉积和树脂液相浸渍/炭化相结合技术路线的开发与验证,授权专利《一种炭/炭坩埚及其制造方法》。
    曾获国家科技奖励情况:1、2012年,“多晶硅氢化炉用炭/炭热场产品研制”项目获陕西省科学技术奖二等奖,证书编号:2012-2-039-R2,排名第二。 2、2024年“大尺寸单晶硅直拉炉用炭/炭热场产品研制”项目获中国航天科技集团有限公司科学技术进步奖二等奖;证书号:2024HTKJB040-5;排名第5。
  6. 姓名:孟凡才
    排名:6
    行政职务:安全总监
    技术职称:研究员级高工
    工作单位:陕西中天火箭技术股份有限公司
    对本项目技术创造性贡献:对项目创新点2有贡献 参与了双元炭基体致密工艺的优化及孔隙率控制、不同比例的双元炭基体试验、不同比例双元炭基体产品的使用寿命验证,授权专利《一种炭/炭坩埚及其制造方法》。
    曾获国家科技奖励情况:1、2012年,“多晶硅氢化炉用炭/炭热场产品研制”获陕西省科学技术奖二等奖,证书编号:2012-2-039-R4,排名第4。 2、2024年,“大尺寸单晶硅直拉炉用炭/炭热场产品研制”项目获中国航天科技集团有限公司科学技术进步奖二等奖;证书号:2024HTKJB040-6;排名第6。
  7. 姓名:赵大明
    排名:7
    行政职务:总经理
    技术职称:研究员级高工
    工作单位:西安超码科技有限公司
    对本项目技术创造性贡献:对项目创新点1、2均有贡献 1、通过参与实施新型炭纤维缠绕针刺预制体成型技术,解决了现有单晶硅直拉炉用坩埚存在的环向力学性能不高、使用过程中纵向开裂的问题; 2、参与实施了双元炭基体致密工艺的优化实验,降低了炭/炭复合材料孔隙率,并参与实施了不同比例双元炭基体产品的使用寿命验证; 3、对项目产品进行质量监测,确保生产产品保质保量完成交付。
    曾获国家科技奖励情况:1、2012年,“多晶硅氢化炉用炭/炭热场产品研制”获陕西省科学技术奖二等奖,证书编号:2012-2-039-R7,排名第7。 2、2023年“纤维复材预成型体内环轨道三维编制系列成套装备技术”获中国纺织工业联合会科技进步一等奖;证书号:KJ-J-202301011D03;排名第4。 3、2024年“大尺寸单晶硅直拉炉用炭/炭热场产品研制”项目获中国航天科技集团有限公司科学技术进步奖二等奖;证书号:2024HTKJB040-7;排名第7。
  8. 姓名:谢乔
    排名:8
    行政职务:副总经理
    技术职称:工程师
    工作单位:西安超码科技有限公司
    对本项目技术创造性贡献:对项目创新点1、2、3均有贡献 1、具体负责了项目研发试用产品长期的应用结果及数据积累; 2、负责项目产品的市场推广; 3、并参与实施了高性能复合涂层制备技术的技术开发与寿命验证。
    曾获国家科技奖励情况:1、2012年,“多晶硅氢化炉用炭/炭热场产品研制”获陕西省科学技术奖二等奖,证书编号:2012-2-039-R6,排名第6。 2、2024年“大尺寸单晶硅直拉炉用炭/炭热场产品研制”项目获中国航天科技集团有限公司科学技术进步奖二等奖;证书号:2024HTKJB040-8;排名第8。
  9. 姓名:赵松
    排名:9
    行政职务:副部长
    技术职称:高级工程师
    工作单位:西安超码科技有限公司
    对本项目技术创造性贡献:对项目创新点1有贡献 提出了一种新型炭纤维缠绕针刺预制体成型技术并参与开发实施,解决了现有单晶硅直拉炉用坩埚存在的环向力学性能不高、使用过程中纵向开裂的问题,授权专利《一种提高缠绕成型炭/炭复合材料层间结合强度的方法》、《一种缠绕成型高强高纯炭/炭复合材料回转体的制备方法》《回转体类炭/炭复合材料的制备方法》等。
    曾获国家科技奖励情况:2024年“大尺寸单晶硅直拉炉用炭/炭热场产品研制”项目获中国航天科技集团有限公司科学技术进步奖二等奖;证书号:2024HTKJB040-9;排名第9。
  10. 姓名:康文杰
    排名:10
    行政职务:部长
    技术职称:高级工程师
    工作单位:西安超码科技有限公司
    对本项目技术创造性贡献:对创新点1、2均有贡献 1、参与实施新型炭纤维缠绕针刺预制体成型技术,具体负责了预制体实物制作及寿命考核。 2、具体实施了不同比例的双元炭基体试验,降低了炭/炭复合材料孔隙率,提高了产品致密密度,授权专利《一种炭/炭坩埚及其制造方法》、《一种具有碳化硅/硅涂层的炭/炭导流筒及其制备方法》等。
    曾获国家科技奖励情况:2024年“大尺寸单晶硅直拉炉用炭/炭热场产品研制”项目获中国航天科技集团有限公司科学技术进步奖二等奖;证书号:2024HTKJB040-10;排名第10。
主要完成单位及创新推广贡献:
  1. 单位名称:西安超码科技有限公司
    单位贡献:对项目主要创新点的1、2、3都有贡献: 1、提供了项目研制所需的人力、物资、资金、场地等资源; 2、提供了技术开发所需的技术支持、研制计划管理,质量体系监督; 3、提供项目市场销售服务。

完成人合作关系说明: 完成人合作关系说明:1
陕西省科技厅成果处