啃科研硬骨头、演原创重头戏 --访粉末冶金国家重点实验室
来源:科技日报 点击次数:次 发布时间:2005年10月27日 作者:徐兰山
记者:徐兰山
主任:黄伯云院士
时间:2005年10月22日
地点:中南大学粉末冶金国家重点实验室
■编者按
“粉末冶金”这个在普通人眼里或许还很陌生的名词,已经深入地渗透到几乎所有的冶金和材料科学的分支领域,成为当代国际材料科学的前沿阵地。国外将它视为争取高性能材料、特种功能材料和极限条件下工作材料的有效途径。我国粉末冶金国家重点实验室主任黄伯云院士,带领实验室的科技人员勇夺连续六年空白的国家技术发明一等奖,在基础材料研发史上写下了中国科学家勇攀科技高峰的辉煌篇章。
本期“发现·求索”将带您走进中南大学粉末冶金国家重点实验室,领略科技前沿的魅力!
面前的学者,中等身材,不苟言笑,精瘦的脸上突显着干练和沉稳,平缓的语言中透露着睿智与严谨。他就是我国著名的材料学专家黄伯云院士。现任国家“863”高技术新材料领域专家委员会主任、国家粉末冶金重点实验室主任、国家粉末冶金工程研究中心主任、中南大学校长。近年来在粉末冶金、新材料等领域取得一系列国家级、省部级科技成果。今年他和他率领的团队,获得国家技术发明一等奖,打破了该奖项连续6年无人问鼎的历史,再一次成为全国科研教育领域的焦点人物。
记者:粉末冶金作为当代材料科学与工程学科中发展迅速的领域之一,您能不能简单介绍一下国际粉末冶金及新材料领域的发展趋势?
黄伯云:粉末冶金是研究金属、合金、非金属、金属间化合物和化合物的粉末及其材料的制备和性质的技术科学。以粉末途径制取新材料已成为材料制备中最具发展活力的领域。二战后,国外粉末冶金研究获得了一系列突破,不仅极大地改善了传统粉末冶金材料的性能,而且促进了一大批高性能粉末冶金新材料的出现,如粉末高温合金、纳米粉末、快速冷凝微晶、非晶材料、高性能难熔金属材料、超硬材料、特种陶瓷、高性能摩擦材料、多孔材料等等。它已成为冶金科学与材料科学的交叉学科,深入地渗透到几乎所有的冶金和材料科学的分支领域。国外将它视为争取高性能材料、特种功能材料和极限条件下工作材料的有效途径。粉末冶金已发展成为当代国际材料科学的前沿阵地。
早在20世纪,以粉末冶金学科创始人黄培云院士为代表的研究人员就致力于粉末冶金的基础和应用基础研究,重点研究了粉末冶金压制与烧结的规律性和机理,创立并逐步完善了“黄氏粉末压制和烧结综合作用”理论,使我国粉末冶金学科在国际上占据了重要的一席之地。经过40余年的发展,作为我国粉末冶金学科的发源地,中南大学粉末冶金专业已建成国际知名度较高的专业学科,1989年,粉末冶金国家重点实验室经国家批准依托于我校,1995年验收后,更使我们如虎添翼,我国的该项研究也跃上了新的台阶。
记者:项目组近年来的研究方向和研究课题怎样,取得了哪些成果?
黄伯云:这些恐怕只能用简单的概念和数字说明一下。研究方向我们是随着国际材料科学的发展做动态调整的,重点考虑将粉末冶金学科前沿领域的研究与国家安全建设和国民经济建设有机结合,现在主要集中在:材料设计的科学基础、粉末制备、成形与致密化新技术、高性能粉末冶金材料、C/C复合材料、钛铝合金材料、新型功能与生物材料等六个方面;课题开展主要承担一大批以国家级项目为主体的科研任务。近4年来,实验室共承担各类科研项目约180项,其中,国家973基础研究项目7项,国家863计划高新技术基金项目15项,国家自然科学基金项目15项(其中杰出青年基金1项),国家攻关项目7项,国际合作项目3项。获得国家级奖励8项,获省部级奖30项,获国家授权发明专利25项;在国内外重要刊物上发表论文600多篇,其中,国际会议特邀报告40余篇,出版专著12本。在2003年国家科技部组织的国家重点实验室评估中,实验室进入了排名位于前15%的优秀实验室行列。
记者:谈到成果,我们知道以您为领军人物的项目组研制的高性能炭/炭复合材料航空刹车副已于今年3月28日,获得了由胡锦涛总书记亲自颁发的2004年度国家技术发明一等奖,该项奖连续6年无人摘撷,被您和你的助手获得,本身就说明了项目研制成功的重大意义和巨大影响,它对我国发展有何实质性贡献?
黄伯云:这项成果对我国发展的实质性贡献,我想应该是不言而喻的。炭/炭复合材料不仅轻,只有金属的1/4重,增加了有效机载量,而且耐3000多摄氏度高温,使用寿命是传统制动材料的4倍,极大地提高了航空飞行器的性能和效益;它打破了国外的垄断和制约,可以确保我国航空战略安全;与此同时,基于这一发明构建起了我国自己的高性能炭/炭复合材料制备工业技术平台,为我国航天器发动机提供了耐高温、抗烧蚀、轻质高强的特殊和关键部件,大大提升了航天器的推进系统水平和综合性能。
20世纪80年代,只有英、法、美三国先后研制出高性能炭/炭航空制动材料,我国每年得花费巨额外汇来进口。更大的问题是国外技术严密封锁,使我国航空、航天事业的发展维系在极不稳定的依赖上,随时可能遭到别人卡脖子,对我国国防安全和国民经济发展构成重大威胁。
炭/炭课题组从1986年开始艰难跋涉,迄今近20年来,走出了一条与国外完全不同的技术路线,形成自己独立的自主知识产权。我们这套技术体系,其关键技术达到了国际领先水平;理论上发现了CVI微区气氛原子堆积和摩擦膜形成的微观机理;在国内外首次设计并采用全炭纤维预制体,突破了国外的预氧丝预制体模式;首创了逆定向流—径向热梯度CVI热解炭沉积技术;我们的产品与国外同类产品相比,使用强度提高30%,耐磨性提高20%;寿命提高9%;价格降低21%;生产效率提高100%;高能制动性能超过25%。使我国成为世界上第四个能生产C/C复合材料航空刹车副的国家。
记者:很多人都说黄院士搞科研特别重视成果的产业化,您倡导成立了几家“学科性公司”,最近又在长沙麓谷征地200亩,建设“炭/炭”复合材料生产基地,能谈谈这方面情况吗?
黄伯云:这就涉及到科研工作的目的问题了,从事科研工作决不是为科研而科研,科研的目的,说大点是为促进人类发展作贡献;说具体点,落实到一个国家或民族,它是为提升一个国家或民族征服自然、改造自然的能力,全面提高人民物质、精神生活水平服务的。因此,科技成果仅仅停留在论文或实验室而不能有效转化,是无形资产的最大流失!
我总在思索怎样才能使实验与工程二者有机结合起来,办“学科性公司”就是这方面的尝试。所谓“学科性公司”,这是我独创的名称,其实它就是把科技成果转化为产品的一个基地,实验室研制的成果在这个基地转化为成熟的技术和产品,再推向社会批量生产,可以说它是继实验室第一次创业后成果转化过程中的第二次创业。
最近,我们加快了科研成果产业化的力度,将建设“炭/炭”复合材料生产基地,正式落户长沙高新区麓谷,这得感谢湖南省政府和长沙市政府给我们的大力支持。这个项目土建和固定资产总投资1.5亿元,项目建成后将形成年产1万套“炭/炭”复合材料航空刹车副生产规模以及火箭喷管材料、燃烧室材料等系列产品的规模生产能力,并带动和拓展粉末冶金航空刹车盘、高性能汽车制动材料和粉末冶金设备等系列产品的生产。基地完成一期工程后,年总销售收入可达10亿元以上。
记者:黄院士,您在科研工作上拼搏了这么多年,也获得了世人瞩目的成绩和荣誉,最近中共中央十六届五中全会提出“科学技术发展要坚持自主创新,重点跨越,支撑发展,引领未来的方针”,您能结合这方面谈谈您的感悟和下一步的工作吗?
黄伯云:没有国家的资助、没有团队的拼搏努力,成绩的取得都是不可想象的。我们现在攻克的毕竟只是飞机上的关键零部件———刹车片,还不会制造最好的飞机。因此,我常常想:搞科研,困难的时候,要有必胜的信心,经得起摔打;荣誉面前,要有平常的静心,经得起“折腾”。
创新是一个民族发展的灵魂。我们知道科学自主创新有三个层面的涵义,即原始性创新,集成性创新和引进、消化型创新,这中间的重头很明显是原始性创新。作为科技创新的“专业户”,我们理应挑硬骨头啃、演重头戏,因此,加大原始性创新研究力度,将是下一步粉末冶金国家重点实验室课题组的主要任务。