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周万城:“航空发动机用特种功能材料”的开拓者

科普小知识2022-03-12 06:15:05
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周万城:“航空发动机用特种功能材料”的开拓者

在迅速发展的中国科学技术领域,涌现出无数不屈不挠、意志坚强的科学家。他们一生致力于创造无数的中国科技,从0到1。带着强烈的民族自信心和家乡情怀,他们让中国在世界强国的森林中崛起——著名高温功能材料专家、西北工业大学材料学院教授周万成就是这样一位科学家。

周万成是我国高温特殊功能材料研究的先驱之一。20年来,他带领团队冲破一切障碍,走出了一条完全自主创新的道路,为我国克服了一系列前沿的材料和技术难题,填补了国内空白。由于其在材料领域的特殊贡献,先后获得了1项军事科技进步一等奖(2008年)、1项国家科技进步一等奖(2010年)、1项“十一五”期间中国人民解放军后勤科技重大成果奖(2011年)、1项国防科技发明一等奖(2017年)、10多项省部级二、三等奖。他发表了300多篇学术论文,被SCI收录300多次。已授予50多项国家和国防发明专利。

几天前,经过22年的艰苦研究,周万成主持完成了“航空发动机专用功能材料”项目,获得了2018年国家技术发明奖二等奖。铸剑22年,这个奖项不容易获得!然而,周万成告诉记者,“能够为国家克服尖端材料的技术难题比获奖更令人欣慰。我们的材料可以显著提高先进国防装备的性能,这是对我们的最大奖励!”

22年来取得的成就有多努力、多长时间和多持久?!

“我坚信青山不会放松,一千下也很难打败它们。”

在过去的22年里,我一直只专注于做好国家需要的事情。在周万成看来,“我们在国家的重型装备方面只做了一点有用的工作。我们只是做了我们应该为国家做的事情。”

当记者与周万成和他的团队成员面对面时,他们行动迅速,但说话缓慢。他们没有谈论任何大事,也没有和侃侃谈论这件事。他们只是用简单的语言和简单的描述交谈。经过长期的坚持和不断的创新,他们只有“破茧成蝶”的微弱喜悦。

“当初是怎么想到从事这种‘特殊功能材料’的研究的?对这种材料的研究如此困难,你有没有想过找到另一种方法和更好的方法?”记者问道。

“1996年,国家材料领域的专家组组长在西工大学材料研究所做了一份报告,报告提到国家急需这一领域的材料,因此我们开始调查,并最终将这一材料作为我们的主要攻击目标。”周万成表示,许多单位已经陆续开展了这方面的研究,但大多数单位经过几年的工作后都放弃了。

“事实上,我们也无意中承担了这个任务。既然这是国家急需的材料,不管有多困难,我们都必须完成这项任务。”周万成说道。

学习这份材料有什么困难?首先,陶瓷涂层的膨胀与金属工件的膨胀不匹配,这将导致工件在加工过程中受到极度冷热冲击后,陶瓷涂层剥离。其次,在高温下很难实现陶瓷涂层所需的功能。第三,陶瓷材料的内部结构在高温下长期工作后会发生变化,这将导致材料性能的变化。

"同时解决这三个难题是非常困难的."周万成说,“虽然在研究过程中有许多困难,但很难回到原来的样子。我相信我们有能力克服它。我坚信,外国能够做到这一点,我们也一定能够研究这一点,以满足中国对这类关键材料的需求。”

起初,一个16平方米的实验室和一个经常出错的热压炉都是周万成的“财产”。仅在这种条件下对尖端材料进行研究并不容易。

“最初几年,虽然实验设备简陋,科研经费很少,而且只有一名博士生,但我们坚持不懈,想尽一切办法克服一切困难。”因此,坚持就是22年!

第二名获奖者罗发教授是周万成教授的博士生。那年博士毕业后,许多国内外组织向他伸出了“橄榄枝”。一个国内组织甚至为他的房子提供了所有的家具,但是因为他的导师周万成的一句话,他留下了。

“我们的研究工作是我们国家的迫切需要和我们生命价值的最好体现。然而,这项研究非常困难,需要我们通力合作才能取得突破。”当想起将来在困难时期的退路时,罗发总是想起当年周老师对他说的话。“回顾过去,当时我冒着极大的风险选择了这个研究方向。如果我失败了,我可能会失去很多,一无所有。”

周万成坦率地承认,他在研究中走了一些弯路。“在最初五年的研究中,我们很快获得了具有优异高温性能的涂层材料,但进一步的研究发现,这远远不足以解决材料的高温性能问题。因此,我们必须抛弃原有的研究材料,从根本上重新研究新的材料体系。新材料体系具有良好的高温性能,同时具有良好的高温长期稳定性和抗热震性。然而,进一步的研究发现,这种材料在高温下与发动机气体成分发生反应,导致涂层开裂和剥落。因此,这种物质系统只能被抛弃,而必须构建一种新的物质系统……”

"艰难困苦是成功的结果。"周万成团队在“解决问题-再发现问题-解决问题”和“新思维-新技术-新思维”的反复突破和创新中,克服了无数技术难题。最后,成功研制了一整套新材料,解决了国防装备发展中的一个关键问题。

”一口咬定青山不放松,原来根在破碎的岩石里。要打一千一万下,让东风、西风、北风、南风盛行,还是很难的。”——清代画家郑燮的诗《竹石》不正是周万成团队的执着、信念和诚信的真实写照吗?

“疾风火见真金,白头举鞭建尊”

"设备开发,材料第一."材料是国民经济建设和国防工业建设的基础。材料性能的每一次提高都会带来设备性能的实质性提高,甚至带来设备的升级。

周万成团队研发的高性能高温功能材料是现代国防装备跨代发展的标志性新材料。他发明的一整套高温功能材料被国家国防科学技术工业局评为“研究综合技术水平达到国际先进水平,部分材料达到国际先进水平”,为我国尖端装备的升级和跨越式发展做出了突出贡献。

周万成的团队从哪里来的“硬技术、硬雄心、硬精神”?

“客观地说,我没有远大的抱负或目标,但我始终以国家的主要需求为导向,以进步的方向为导向,并坚持问题的方向。然后我会坚定不移地去做,一个一个地解决难题。这样,我一定会走得更远,有一个光明的未来。”周万成说道。

对周万成的团队来说,新材料的研究过程是一个坚持不懈、锲而不舍、不断超越的过程,是一个不断创新思想、方法和技术的过程。新材料的开发必须有独特的想法、独特的方法和独特的技术,才能突破各种困难他强调说。

周万成向记者讲述了两项技术突破的故事。通过这两个故事,也许“一个人可以透过管子看到豹子”

一个是“生死”故事。

要开发一种新材料,必须有配套的设备来测试材料的性能。1998年,由于承担国家“高温功能材料测试设备研发”的其他团队研发失败,周万成的高温功能材料研究无法进行性能评价,课题搁浅。

“这个国家迫切需要这种材料,但它被这种测试设备卡住了。我们该怎么办?”周万成很担心。他做了一个快速的决定,决定为相关测试设备的研发筹集资金!经过近一年的研究,一种高性能的测试装置终于研制成功,使这种材料的研究得以“复兴”。这一关键设备至今仍在使用,已成为研究和开发高温功能材料的基本手段。

“我们能够发明这种设备,主要是因为我们有一个不同于传统设备的独特想法。”这一关键设备的成功开发已成为高温功能材料研究里程中的里程碑事件。

另一个是“一棵黑柳树和一朵鲜艳的花”的故事。

一种材料已经在实验室中成功地开发出来,并且具有良好的性能,但是当它应用于工程中时,经常会出现一些意想不到的问题。“2016年,有一个电影脱落的问题。如果这个难题不能在短时间内解决,这个国家的设备将面临拆卸的可能性。当时,形势非常严峻,压力巨大。”

到底是什么问题?“后来的事实证明,这不是我们的材料问题或技术问题,而是其他工件的表面状态发生了变化。与之前的工件不同,薄膜材料必须适应工件的新表面状态。这是一个必须重新研究的新问题。”

周万成连续主持了三次工作组会议,讨论解决方案。根据工件的特殊情况,经过严格的理论分析,设计了十多个方案,并逐一进行了试验。队员黄志斌(第四名)一直在现场“浸泡”,每天只睡一两个小时,日夜做实验,奋斗了20天,终于克服了这个难题。

回顾科学研究的漫长道路,“地球是颠倒的,慷慨的”。

经过211工程和985工程,周万成的团队从原来的“一个教师的生活”发展到7名教师(3名教授、4名副教授)和30多名研究生(包括博士生和硕士生)。实验室从原来的16平方米扩大到1200平方米,实验设备也从原来的热压炉扩大到300多台。在实验室里,几乎所有你想做的研究工作都能完成。

“这个团队的主要攻击方向非常明确,那就是解决最先进材料的技术问题。我们将研究国家需要的任何材料。在我们的研究领域,我们已经了解了这个国家这么多年来需要什么样的材料。”周万成自豪地说:“我们基本上是在研究国家在这方面需要的高温系列材料。一些已经完全成熟,一些即将成熟,一些还处于半成熟阶段,一些战略性新材料也正在开发中。”

周万成的团队被西部工业大学材料学院认定为“和谐团队”。“没有团队成员的真诚合作,任何重大创新都无法实现。一个团队只有思考并努力取得进步,才能立于不败之地。”周万成怀着深厚的感情说道。在他看来,是共同的价值观和精神追求将他们紧紧联系在一起。他很高兴地告诉记者:“我团队中的老师都是典型的实干家,都做实事。他们也跟着我去做好国家急需的事情,而不是追逐名利。”

周万成的团队一直肩负着责任。凭借惊人的毅力和非凡的努力,周万成的团队向科技前沿发起了一系列攻击。尽管取得了一系列成就,但当面对家人时,他们深感遗憾。“频繁出差、没有假期、每天晚上11点后回家是我们工作的常态。我非常感谢团队成员的支持,也非常感谢我的爱人孙小梅对我的理解。她照顾了我所有的家务、食物和日常生活,让我可以全身心地投入到我喜欢的研究工作中。我的“军功徽章”也有她的一半。

2019年1月8日,在**、国务院隆重召开的2018年全国科学技术奖励大会上,周万成作为第一个完成项目的人,受到了**的热烈欢迎。他一时冲动写了一首诗:“在22年的春天,当荆棘被砍断时,风和火看到了真正的金子。当你走在高山上,你可以放松;当你抬起你的头,挥动你的鞭子,你就能建立一种新的荣誉。”

周万成喜欢为国家的需要做科学研究。今年65岁的周先生说,他的精力和体力仍然允许他继续工作,他有信心为国家做出一些国际领先的科研成果。他相信“如果一个人真的能为国家完成一件事,那么我的生活中就没有这样的事。”