维度网讯， 近日，中国山西中电科电子装备有限公司(简称“山西中电科”)联合中国五矿集团有限公司(中国五矿)共同攻关的“高纯石墨提纯关键技术装备及应用”项目，获得中国非金属矿工业协会颁发的2025年度非金属矿科学技术一等奖。研发团队攻克超高温温控、炉膛布气、超高真空稳控三大技术难题，成功研制出可在2400℃超高温、高真空环境下高效去除石墨杂质的高温纯化炉，产品纯度达99.99995%(6.5N)，达到国际先进水平。目前该装备已实现批量生产并进入国内新材料、新能源企业生产线。

石墨因导电、耐高温、耐腐蚀等特性，在航空航天、核工业等领域被誉为“工业黑金”。然而，天然石墨纯度通常在95%左右，半导体、航空航天等高精尖领域则需要含碳量达99.99%以上的超高纯石墨。此前，高纯石墨纯化装备长期受制于国外技术封锁，设备价格昂贵、供货周期长，严重制约了中国相关产业发展。

2018年，山西中电科携手南开大学、中北大学等高校正式发起技术攻关。第一道难关是温度监测失效——国内原有设备升温至1800℃即出现测温失灵。团队改用红外非接触测温，经上百组试验优化，采用双点位监测与补偿算法，将测温误差控制在1℃以内。此后，团队又遭遇加热元件熔断、热场不均等难题。通过甄选新型耐高温材料、反复优化炉膛结构与保温工艺，历经上百轮冷热启停测试，最终实现设备长时间稳定2400℃恒温运行。

第二道难关为炉膛布气。首台样机试验时石墨坯料发生倾倒坍塌，团队发现纯化过程不仅需要高温，更需要均匀稳定的定向气流带走杂质。团队引入气流场及传热耦合仿真建模，先后17次修改炉膛内部结构，开展100余次仿真与炉上实测，最终攻克气流难题。

随后，随着产业对纯度要求提高，维持高温下的高真空成为新挑战。团队将难题拆解为“抽得快”和“漏得少”两条路径：研发智能联动抽气系统，提升抽气效率近3倍;改造炉体密封结构，采用无氧铜刀口密封搭配波纹管热补偿装置，解决高温密封渗漏问题，建成2400℃、万分之一帕的超高真空工艺环境。2019年底，中国首台自主立式高温纯化炉正式投用。经纯化后产品灰分低于百万分之一，关键杂质含量低于0.01ppm，纯度达99.99995%(6.5N)，达到国际先进水平。2024年装备完成智能化改造，搭载可自动生成生产工艺的智能系统。

山西中电科是中国电子科技集团(中国电科)下属企业，专注于高纯碳基材料、锂电碳纳米管材料等关键装备研发制造，属国家级专精特新“小巨人”企业。中国五矿是中国最大且全球领先的综合性矿产企业，其王炯辉科研团队在石墨高温纯化领域持续攻关，成功实现核级石墨、超高纯石墨等高端产品规模化生产。

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