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记中南大学黄伯云院士及其团队

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来源: 作者: 2019-05-17 01:23:40

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2005年3月28日上午,2004年度国家科技嘉奖大会在人民大会堂隆重举行。中国工程院院士、中南大学校长黄伯云教授在热烈的掌声中,从中共中央总书记、国家主席、中央军委主席胡锦涛手中接过了国家技术发明一等奖的荣誉证书。

国家技术发同龄的女生谁最后变了大妈
明一等奖在连续6年空缺后,终于被黄伯云带领的课题组以"高性能炭∕炭航空制动材料的制备技术"打破。

黄伯云多次说过:科学研究要放在国家的层面上、放在国家的水平上,进行自主创新,解决国家的大问题,解决民族的大问题。

今天,我们可以自豪地说:黄伯云带领的课题组的确通过自主创新,解决了国家的大问题---"高性能炭∕炭航空制动材料的制备技术",不但打破了国外在这方面的技术封闭,成为继英、法、美以后第四个具有该制造技术和生产该类高技术产品的国家,实现了我国高性能航空制动材料国产化,对确保国家航空航天战略安全具有重大意义,而且其关键技术达到了国际领先水平。

立意深远的挑战

航空制动材料的研究,是黄伯云率领的课题组多年的攻关项目。20世纪90年代,他主持完成了"高性能粉末冶金飞机制动材料"等重大课题,产品综合性能超过国外,处于世界领先水平。功成名就的黄伯云并没有止步,率领课题组瞄准高性能炭∕炭航空制动材料的制备技术",开始了又一个自主创新的跋涉之旅。

飞机的起降和滑行离不开刹车副。目前,国际上使用的航空刹车副有金属盘和炭/炭盘两种,而炭/炭复合材料作为航空制动材料,具有重量轻、性能好、耐高温、寿命长等特点,代表了当今航空制动材料的发展方向。早在20世纪60年代末,世界许多国家就开始进行航空刹车用炭/炭复合材料的研制工作。80年代中期,美、英、法三国技术已成熟,并生产该材料,至今已有20多年的历史。我国虽早在20世纪70年代末起开始研究,但尚未实现真正的技术突破。炭/炭复合材料技术和生产由几个国家的公司垄断,并对技术实行高度保密。我国大型民航飞机和军用飞机中,使用炭/炭复合航空刹车副的飞机在50%左右,仅大型民航飞机每一年更换量达1万盘,全部依赖进口,不仅价新生儿听力筛查的类型
格高,每年消耗外汇近5000万美元,而且受制于人,影响航空战略安全。

为了打破国外技术封闭,迎头赶上国外在高性能炭/炭航空制动材料研究步伐,并超越他们,从1986年开始,中南大学"高性能炭/炭航空制动材料的制备技术"课题组着手基础研究工作。 但是,从金属刹车盘制备到炭/炭制动材料的制备绝不是简单的重复和模仿,是一项全新的探索和创造,难度远远高于金属材料制备。他们也曾想到国外学习借鉴,但有一年黄伯云到国外一家很有名的公司参观时,接待人员对他说:"很抱歉,你们不能参观我们的生产车间。如果你们购买我们的技术,就可以至少缩短20年的研究时间。"言下之意就是说我们20年还拿不出这个产品来。当时花钱买了一个样品回来,可课题组对这个样品进行解剖研究,发现是一个废品。外国专家的话语和做法在课题组成员的心中激起了强烈的波涛。国外技术封闭,别人靠不住,只能自主创新。中国人不但应当自行研制开发出这类产品,而且在技术性能上要超过他们!这是一个大胆的科研方向的抉择,更是一个立意深远的挑战。

科学研究需要勇气,更需要实力。课题组的成员都是粉末冶金材料的专家,在金属基刹车盘制备有着丰富的经验,但粉末冶金研究的是金属材料的制备,炭/炭却是无机非金属材料,属于材料学科不同的研究方向。为了打好研究基础,他们从探听粉末冶金和炭/炭不同规律和特性开始入手。

1997年,熊翔作为高级访问学者到英国Leeds大学材料学院学习,主修炭/炭复合材料。在英国进修期间,振兴祖国科技事业的强烈愿望鼓励他克服重重困难,抓紧一切时间学习和研究。他几乎每天学习到深夜。圣诞节,室外大雪纷飞,气温摄氏零下30多度,一位英国同事半夜到实验室拿白天忘记带的包,看到全部大楼只有他一个人在做实验,不解地问他:"他人要么在休息,要么在狂欢,你却在节日深夜做实验,你为了甚么?"熊翔点头微笑地回答:"我必须利用这次进修机会,学习和研究更多的东西。"这位英国同事敬佩说:"你真刻苦。中国人真是好样的!"

与此同时,课题组成员黄启忠、邹志强也电信运营商的物联网之路该如何走?
在俄罗斯宇航材料研究院刻苦攻读……

而在国内的黄伯云、易茂中、张红波、蒋建纯等人通过大量阅读资料和刻苦研究,掌握了炭/炭复合材料的相关知识。

又是一个不眠之夜。四周鸦雀无声,天色将曙,东方显出了鱼肚白。黄伯云院士打开办公室的一扇窗,一股清新的晨风迎面吹来。他临窗伫立,心潮澎湃。一整夜的构思,对于如何攻破"高性能炭/炭航空制动材料的制备技术"这一项目的总体思路,他已胸有成竹。那就是必须攻克核心制备技术,关键工艺设备和试验规范和性能评价体系技术难关,创新高性能炭/炭航空刹车材料制备技术,形成我国具有自主知识产权的军民用飞机高性能炭/炭刹车材料制备技术体系,冲破国外的技术封锁和产品垄断!

微观世界的探求

高性能炭/炭航空制动材料的制备技术着眼的是国家的经济和国防建设,但探求的却是原子等微观世界。炭/炭航空制动材料是以炭纤维为增强体、炭为基体的先进复合材料。炭纤维要通过无数个炭原子的沉积,才能填满空隙,形成比重轻、密度低、性能好的材料。炭纤维只有人头发的十分之一粗,炭原子则看不见、摸不着。让炭原子在炭纤维有序排列,是一项高难度技术。

1996年,黄伯云率领的课题组经过无数次实验,完成了"高性能炭/炭航空制动材料的制备技术"实验室基础研究,掌握了基本制备方法;1997年通过成果鉴定,申请工业性试验;1998年,原国家计委列为国家重点项目,投资1.5亿元,开始工业性实验。

然而,从实验室到工业化实验,从小样到大样,并不是技术的简单移植,参数变化很大,研制经历了屡次实验、失败、再分析、再试验、直至成功的艰难曲折。

根据研制方案和反复研究,1998年上半年,课题组设计了小型一整套自认为可以生产高性能炭/炭航空制动材料设备进行实验,结果出来了一堆连他们自己都看不懂的炭团团。离实际应用的标准相差甚远!再进行实验,又失败了……

挫折接踵而来。项目组成员向黄伯云院士传递探询的目光:我们又失败了,这样下去,能成功吗?国外的同行有言在先,他们最少比我们领先20年……黄伯云院士的神色渐渐变得凝重,

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