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需求背景

根据中国光伏行业协会CPIA数据，2021年，我国光伏新增装机***，占全国新增发电装机量的***%，同比增长***%。在光伏新增装机总量中，分布式新增装机量约***（其中户用光伏新增装机量约***），占当年我国新增光伏装机量约***%，历史上首次突破50%。预计2022-2025年，全球光伏年均新增装机将达到232-286GW。根据工信部数据，2022年上半年全国硅片产量约***，同比增长***%。金刚线作为硅片切割环节的核心耗材，其切割效果直接影响硅片的质量及光伏组件的光电转换性能，对光伏降本影响重大。在硅片薄片化和硅料价格高企的背景下，金刚线具备细线化的长期趋势。

随着钨丝母线的产能逐步释放和金刚线环节工艺技术的进步，预计钨丝母线在光伏切割金刚线应用领域的渗透率将逐步提升，为本次项目顺利实施提供了强大的市场基础。

破断力是指金刚线在拉伸过程中所能承受的最大拉力。破断力和线径、抗拉强度成正比，因此一般线径越细则破断力越低。随着线径越来越细，对碳钢丝的力学性能也相应提出了巨大挑战。而钨丝为合金材料，一般掺杂Re、La等元素，配方不同钨丝性能表现不同。钨丝因其高强度和高韧性、可加工至更细等性能可升级替代碳钢丝。

本项目旨在通过预烧及垂熔烧结技术的改善，焊接技术的提升，配方的完善来生产出直径达到3微米的超细钨丝产品并实现产业化生产。

需解决的主要技术难题

拟突破和需要解决的关键技术有：

（一）配方添加过程中稀土元素的添加及均匀性控制

在钨中添加一定量的稀土元素，能改变钨丝的使用性能，如在钨中添加铈或钍能提高电子发射能力和抗烧蚀能力，同时可提高钨的加工性能。但在生产过程中，钨掺杂稀土元素也会出一些意想不到的麻烦，钨丝的加工属于难熔金属变形加工，元素掺杂的均匀性较难控制。

（二）拉丝、锻打加工较困难，通过拉丝、锻打要保证最终钨丝的直径均匀性、改善钨棒内部晶粒结构、提高钨棒的加工性能有的重要的作用。

（三）低温预烧结、高温垂熔烧结技术

压制后的圆形钨条必须先经过低温预烧结和高温烧结，所以烧结工艺对中的温度、时间、氢气流量的控制对产品中杂质元素的挥发，提高密度、横断面晶粒的均匀性至关重要。

（四）电解腐蚀方法，采用多段式连续电解腐蚀方法使钨丝表面光滑平整。

期望实现的主要技术目标

期望实现的主要技术目标：

（1）配方添加过程中稀土元素的添加及均匀性控制

（2）拉丝、锻打加工较困难，通过拉丝、锻打要保证最终钨丝的直径均匀性、改善钨棒内部晶粒结构、提高钨棒的加工性能有的重要的作用。

（3）低温预烧结、高温垂熔烧结技术

（4）电解腐蚀方法，采用多段式连续电解腐蚀方法使钨丝表面光滑平整。

需求解析

解析单位：“科创中国”河南科技服务团（河南省科学技术协会） 解析时间：2023-10-07

姬淼鑫

河南工业大学

副教授

综合评价

技术需求综合评价：该技术需求描述的精准度比较准确，该技术具有一定的难度，市面上也有相关的技术类型，应用于不同的场合，具有较大的可行性；该技术非常有共性，行业难题，待有新技术突破。

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