我国是怎样把打火机做到称霸全球的？

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　　我国近十多年来一次性使用的压电点火气体打火机，年产量一直维持在150亿个，占全世界市场的70%。而且市场价格一直保持在人民币一块钱左右的低价位，即使发明打火机的欧美发达国家或者东南亚发展中国家都很难与我们竞争，而且我们的产品也在不断地迭代更新，即使在高端芯片的智能电子点火产品方面也具有很强的竞争能力。虽然比起那些国之重器来说，打火机只是一个很不起眼的小产品，但他在中国的迅猛发展，已经引起了全世界的注目，成为我们从贫穷落后的农业国突飞猛进地发展到一个现代化工业国过程中的一个经典事例。

　　我国在20世纪40年代以前连最简单的点火用火柴都需要进口，直至60年代火柴还要象米面肉油一样凭票定量供应，70年代以前打火机还是欧美生产的产品作为奢侈品占领着国内市场。80年代开始在市场上才能看到日本进口的气体打火机，但是从90年代开始在温州，宁波就开始批量生产国产的气体打火机，2000年以后，便逐步形成了十多个年产值超过十亿元的龙头企业，并且形成了几十个生产配套零件的供应链群，而且压电打火机的生产基地开始扩展到湖南的邵东和贵州岑巩等偏远地区的县城，形成了现在这样的一个“线上线下全面销售”，不断打开欧洲，北美，东南亚及世界各地的销售市场的局面。虽然打火机是一个技术含量并不是很高的日常用品，但在中国几十年的发展过程中可以看到很多值得思考的问题。我有幸在人生的发展过程中参与了其中部分阶段的工作，我很想把自己亲身经历的一些经验教训写出来与大家分享，或许能够帮助大家对这个小小的产品有一个更深入的了解，並从中能够看到新中国在科技和生产方面发展的一些特点。这对理解今天我国能够迅速崛起为世界第二大经济体是有一定的帮助。

　　点火是一个伴随着人类产生就有的一个古老的问题，地球上第一个点火的机会大概是雷电闪击了树木燃起了大火，这对人类的进化起了一个非常关键的促进作用，至今地球上的人类仍然离不开火种产生的能量，所以点火是人类永恒的一个课题。我们现实生活中仍然非常重视怎么样用一种更方便，可靠的方法来取得火种，现在当然不会使用古老的钻木取火和凹凸镜聚焦太阳光来点燃火种的方式。其实从二十世纪初欧洲人因火柴受潮点不着香烟而发明了用金属轮摩擦铁合金的火石产生火花，点燃汽油浸润棉芯的半自动打火机，这个产品就一直由欧美人统治着市场。在旧中国我们工业基础薄弱又缺乏科技人才，就是连滚带爬的都追赶不上。

　　100年前，居里兄弟发现了一种钙钛矿型结构的晶体，由于正负电荷的中心不重合形成了一个具有自发极化的“电畴”，因此当有外力改变晶体结构的形状时，电畴的自发极化方向的两个电极上就会释放出正负电荷来，用导线引出来就会产生一个直流电压，这就是正压电效应。由于有这种结构的天然晶体，比如石英等压电效应较弱，直到1948年首先在实际中得到应用的是钛酸钡陶瓷。陶瓷是一种多晶体，他由许多杂乱无章排列的单晶体经过高温烧结而成，在陶瓷体两个平行的电极上，加上高压直流电在规定的温度下保持一段时间后，即使撤除外加极化电压后，降到常温后大部分无规则排列的自发极化电畴，仍然能够通过晶格结构的形变，释放掉产生的内应力， 因而保留一大部分电畴的自发极化按照外加电场的方向整齐排列，这就叫剩余极化。这样在宏观上就能显示出压电效应来。这就象磁铁的充磁过程相类似。我以上尽量用通俗简单的表述来说明压电陶瓷的放电原理。我在大学中也没有学过这个专业的课程，在此做这个科普的介绍，就是要强调搞生产、销售和使用的人也要学点基本的理论知识，这样才能胜任自己的工作。

每一个点火组件里边有二个压电陶瓷，他们在电学上呈并联状态，力学上呈串接状态，手压弹簧使一个小锤撞击压电陶瓷的一个端面，在正负两个电极之间能够产生峰值达5千伏以上的直流脉冲电压，就能够在两电极间产生四至五毫米长的电弧放电，点燃喷嘴中喷出的丁烷气体。

　　50~60年代，日本在引燃引爆用的压电陶瓷方面做了大量的研究工作，发表了成千上万的专利和论文，他们在材料的配方，制作工艺，性能测试方法和各项指标方面都发表了很详细的资料。他们想在这个领域方面，建起一条护城河来保护他们的知识产权。发表专利最多的是日本特殊陶业株式会社（NTK），这是一家1936年在名古屋成立的全世界最大的生产汽车火花塞的公司（NGK），还有一家在东京的生产电容电感等电子元器件的公司（TDK），在七八十年代的中国，这两家公司的压电点火产品几乎垄断了全部市场。当然除了用在打火机以外，还有煤气灶，热水器、卡式炉和点火枪等很多燃气具产品。当时甚至有一家中国小公司打着[NIK]的假商标来冒充进口货。在80年代末，温州刚开始仿制日本的产品小批量生产时，日本也派人到中国来调查过，但面对那么多个体户，小微企业，他们都找不到起诉对象，政府连个专业行业协会都没有。最近我查了一下这两家企业的生产情况，他们早都退出了点火器产品的竞争。

我在80年代初，军工厂正碰到“军转民”的转产初期，在上海科技情报所查阅了大量的日本专利资料，为此还专门自学了一段时间日语，幸亏日文的专业资料中汉字占的比例很大，只要看到有关引燃引爆的资料，复印了近千份，这对我开发民用的产品有很大的帮助。

　　我在1970年从“西军电”毕业以后，正好赶上五机部在三线军工企业抢建一大批使用压电引信的69式新40火箭弹厂，用来防御苏联当时在我国北疆陈兵百万的大批T60坦克。我虽然是学习无线电通信专业的，但毕业分配到甘肃的5204厂压电陶瓷生产车间后，毫不犹豫的就赶到湖南的282厂当学徒工，从头学起十八道工序的操作，向老师傅和技术员学习工艺技术和理论知识近一年时间，回厂以后又参加生产线的建设，不到一年的时间就试制出合格产品，用三年的时间在西北关山脚下的荒山沟里建起来，全国生产规模最大的新40火箭弹的生产基地，开始投入长达十年的军工生产，积累了丰富的生产和管理经验，建立了一条先进的压电陶瓷大规模生产线。1977年恢复高考后，我还报考过中国科学院上海硅酸盐研究所电子陶瓷专业的研究生，自学了一部分基础理论知识，并且作为五级部的唯一代表参加了全国铁电压电陶瓷测试标准化委员会，起草和评定了多项国家标准。翻译了苏联全套的有关技术标准。具体的工作内容我在另外的回忆录中有比较详细的汇报，就不在此重复。

　　以上资料是我们配套的全弹总装厂解密历史资料的一部分，我们引信厂生产的电一2引信实际达到320多万发，因为还有部分給新疆等地的弹厂配套。按建厂时的设计要求，我们的生产能力是年产100万发，但在1979年对越南的自卫反击战时也只有达到35万发，所以我们平时的劳动生产率连百分之五十也达不到，大部分车间都是这样的情况。从报表上可以看到我们生产的火箭弹价格只有人民币150块左右。电-2引信的出厂价十二块钱左右，引信的结构复杂，有几十个零件，不但有金属零件，还有电雷管等多个火工品，当然包括一个装在头部最前端的压电陶瓷，远比一个打火机要复杂的多。80年代开始，总后装备部的订单大幅度减少，但是中东的伊朗和伊拉克正在激战，双方都通过中间商向我们中国购买了大批的常规武器，我们生产的单兵火箭弹很受他们的欢迎，当时五机部的北方工业公司的外贸价都卖到200美元一个，所以有了40多亿美元的外汇收入。中央让我们军工厂利用这笔外汇进口民品生产线，实现“军转民”生产转型。应该看到，我们那时已经开始具备进入世界之林的能力！

　　80年代初，五机部和香港的商人在深圳办了一个生产压电陶瓷蜂鸣片的合资企业，向我们厂借调我去那里参加筹备工作，当时的厂领导不同意我离厂，我也考虑到那时正是改革开放的初期，开发区的发展前景很难预测，所以也没有决心要去。一九八三年，五机部三局三处的韩工邀我去北京考察第二打火机厂引进的一条气体打火机的生产线。这个在天坛东大街的北京市轻工局所属的一个小厂，通过日本东海精器引进的压电打火机是有盖的塑料外壳，可充气。在日本的市场价大概是200日元，在中国的市场价是15元人民币，外观新颖，结构精致，销售情况还不错，每月能销售1万个以上。经过初步考察了解到，生产线上的主要设备就是注塑机，自动冲床等一些国内都可找到的机械加工设备，比较创新的有一台超声波焊接塑料外壳的自动装配机，这个在国内当时是没有现成的，但要仿制研发的话也不是很困难，关键是那个压电点火组件是日本进口的，光那个点火组件进口价就要七元多，所以在国内生产打火机的利润率就不是很高。八十年代各行各业都在大量引进国外的先进技术和装备， 现在看来往往有三个坑，1.我们不掌握的核心技术他们不会轻易透露给你。2.你要全面引进整条生产线，就会搭上很多你並不急需的东西。3.你想立竿见影出产品，就还要另外付“培训费、模具费等”更多的费用。那段时间引进的国外先进技术大部分是成功的。我们今天所以有这样的成就，应该承认学习先进的国外技术是必须要走的路，不管要付出多大的代价！我给部里的调研报告中提出两点要求：第一，加强压电陶瓷的配方和工艺的研究和试制。第二，把三线厂的这条生产线搬迁到沿海发达地区。

　　钛酸钡作为一元系的压电陶瓷得到了广泛的应用。60年代苏联生产的RPG-7反坦克火箭弹压电引信中实际使用的就是钛酸钡压电陶瓷，他已经能够胜任引爆电雷管的作用，我在五机部资料室看到的原始图纸上就是这样标志的。但是从50年代开始，二元系的锆钛酸铅压电陶瓷就得到了进一步的发展，我国仿制的电-2引信中就采用了五机部23所研制的这种材料，压电性能有了很大的提高，就引爆的可靠性来讲是绰绰有余的，但由于过分灵敏，要保证引信的安全性，就要在结构上设计一些其他的保护措施。另外因为在原料中使用了溶于水的碳酸钠，所以在生产工艺过程中要使用无水酒精，不但提高了生产成本，而且使产品的性能增加了不稳定因素，良品率很难提高。我们在开发民品点火器的初期，由于缺乏对压电陶瓷的性能有全面深刻的了解，就直接采用这种材料来做引燃用点火器，因多次反复撞击后，纵向压电模量d33下降的很快，与日本的标准：3万次冲击后下降不超过15%相差较远，所以首批出口到灶具厂的点火器因寿命试验不过关遭到了退货。我从收集到的日本专利中挑选了几十个性能比较接近进口样品的配方，大都是超过了二十年专利保护期的三元和四元系材料。在我们的生产线上完全采用国产的原料，投料做了十几个配方的样品，最后选中了两三个用不同的掺杂物的四元系“锆钛酸铅（PZT）一铌锂酸铅(PLN)”压电材料，进行了大批量生产，基本性能上可以替代日本进口的产品。原谅我说一句实话，如果全面的来测试对比产品的各项性能，我总觉得还差“一口气”。这并不是我们不认真，不仔细的对待每一个细节，而是任何一个产品“质”的提高，取决于这个国家全部材料设备基础水平的整体提高，有了一块短板，就会美中不足！。

　　80年代初期，我们重点研发生产的是煤气灶用的压电点火器。因为这个市场需求量高，附加值也比较大，进口的连线带放电针要卖到10块钱人民币，我们生产的替代品只要3块5，装在点火枪里的压电组件，我们提供给乡镇企业装配的只需要一块钱。这方面我们做了很多有创造性的工作，那时也不兴什么申请专利，只要客户认可，能卖出去就可以了。像上图那两只红兰长形外壳的点火枪是能够连续放电的挤压式电火枪，虽然也是仿制意大利飞利浦公司的产品。当时在国内有能力生产的单位不是很多。打火机上用的压电陶瓷尺寸比较小，我们車间现有的设备生产不太适应，效率比较低，产量上不去，每天只能生产几千粒，当时卖三毛五分一粒，温州的客户住在招待所里等着要货。其实我们三线厂“小而全”的设计，凸轮式的自动车床，大小冲床，缠簧机，电镀，塑料加工等等，小零件的机械加工设备比较齐全，还有专业做模具的工具科和做非标设备的机械科，要做成一个打火机都不用出厂门。但这样的部属国营企业完全是计划经济的一套管理模式，我们生产军工产品是得心应手，但要做民用产品在市场上价格就没有一点竞争力。

　　80年代后期，我们厂划归首都钢铁公司管理，他们派人来我们车间专门做了调研，也认为这个产品很有市场发展前途，专门拨了70万专款来资助这个产品的研发。温州几位个体户老板，参观了我们的生产线后，非常感兴趣，带着我去温州考察市场情况。当时温州本地还不能生产压电陶瓷点火器，所以市场发展机遇很好。其实当时我们中国生产和研发压电陶瓷的单位很多，中国科学院上海硅酸盐研究所第四研究室有上百人的规模，设有电子陶瓷各种专业课题的研究团队，他们其中一个课题组已经把一个引燃用压电陶瓷材料的技术成果转让给福建闽清的一个乡镇企业，转让费十万元（所里和研究人员是按比例分成的），这个厂投产以后，主要的技术骨干学会以后又分散出去开办了多家个体的生产企业。大概在一九八七年前后，这个压电陶瓷的生产技术就在温州，宁波等地遍地开花。我当时作为一个国企的干部，没有经过厂里的同意，当然不能把这项技术作为我个人的资产转让给别人，谋取个人的利益。况且当时我也确实没有想下海的打算，我只是想把我负责的这个车间经营好，虽然不能挽救这个二千多人的大厂，但我在尽自己最大的努力，做出自己应有的贡献。

　　压电陶瓷生产“配料是基础，烧结是关键”，配方看起来很神秘，只要拿到配方分子式。就可以很方便的计算出各种原料的重量百分比。氧化铅的含量要占60%以上，所以压电陶瓷是一个含铅的重污染环境的产业，因此在材料合成反应前要防止粉尘的污染。在烧结时温度超过九百度以上，铅就会变成蒸汽挥发出来，我们要采用刚玉坩锅来密封产品。全世界都一直在研究不含铅的压电陶瓷材料，但一直找不到性能比较好的替代品。欧盟对产品的环保要求中不允许含有重金属铅，不知道他们是否对压电陶瓷免检？配方中氧化锆的重量比也要达到20%左右，单这种材料的价值就超过了其他所有材料的总和。我们国家锆资源贫乏，日本的东曹公司（TOSOH)成立于1935年的山口县，是著名的二氧化锆粉体生产企业，世界上生产人造关节和人造牙齿的原材料80%以上都由他们供应。我们现在已经可以使用国产的二氧化锆原料，价格也降低到每公斤100元以下。现在烧结大多采用连续生产的隧道电窑，既提高了产量又保证了质量。我们当时主要还是用箱式炉来烧结。我们车间当时人员最多的是成型和被银工序，当时第五设计院安排的都是手工操作设备，很落后！点火粒子在闽清大批投产后，就由当地的个体户郑老板，设计出来多孔自动装料，双向加压的成型机，价格只卖到1万多元一台，远远低于日本和德国的设备。同时，还制造出模块化的双面平面研磨机，大大的提高了生产效率。温州有一个六兄弟组建的点火粒子生产厂，他们把两端的电极改成了铝膜，而且是用低温的有机浆料涂敷上去的。，只要在烘箱里加热不到200℃就行了，这样就极大的降低了生产成本。类似这个方案我们在生产军品时就提出来过，但当即就被军代表否定了，认为有偷工减料之嫌。其实我们做了很多研发和试验工作，证明是可行的，但要在军品上使用必须通过非常繁杂的批准手续，所以就放弃了。现在打火机用的压电陶瓷点火粒子只卖到两三分钱，组装好的点火组件也只有一毛多。从我们行业的专家角度去看，都觉得很难理解是怎么做到的？！这里包含了广大的生产企业所做的大量改进工作，这是研究所、大学和国企不可能做到的！

我当时在三线军工厂就意识到这一点，所以积极的想把我们的生产线搬迁到沿海的城市，以上是连云港开发区与我们厂签订了合作的协议。但由于在厂长会议上得不到统一的意见，我的很多建议和努力方案都付之东流了。

　　大学毕业以后，我生活和工作在条件非常艰苦的三线军工企业里，为了当时国家的需要，放弃了自己从小热爱的无线电通信专业，砥砺前行的干了20年压电陶瓷的军品和民品的研发和生产，虽然没有创造出什么丰功伟绩，但我已经尽了自己最大的努力，把自己份内的工作干到了同行业内较高的水平，做出了一定的贡献，应该对得起培养我的国家和人民！

90年代初，大量的三线军工企业开始调整转制，在我们大学毕业分配的同学中，我是第一个到厂报到的，后来就剩我一人还在这个厂里坚持工作。前任的厂长和很多干部都离厂各奔前程了。我已经为三线军工企业贡献了自己的宝贵青春，难道还要贡献自己的一生，甚至搭上自己的子孙？我在北京总部厂长任命文件下达的前两个月，匆忙的没办任何调动手续，借调到上海硅酸盐所办的一个外资企业，生产PTC温度自控型的加热陶瓷，开始了我人生中的第二次创业。刚开始的十年，我在外资企业艰难地“打工”，把全家的户口落户到上海，在浦东买了一套商品房，总算是落叶归根。2003年，通过融资成立了一家股份制企业，还是干我的老本行精密陶瓷专业产品，筚路蓝缕干了20多年，逐步成长为个人独资的高新技术企业，给子孙的发展开辟了一条道路，现在仍然在发挥我的余热。