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蒲吉斌（中）與團(tuán)隊(duì)研討技術(shù)問題。中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所供圖

“工作到后半夜，好不容易躺在折疊床上休息，卻根本睡不著。閉上眼睛，腦子里還是涂層研制中遇到的各種問題?！敝袊?guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所研究員蒲吉斌坦言，每次承擔(dān)科研攻關(guān)任務(wù)，壓力都非常大。

“但壓力就是動(dòng)力。在科研攻關(guān)中遇到困難挫折是常事，要迎難而上。”蒲吉斌說，“國(guó)家相信我們，給予各種資源，因此再難我們也要不辱使命?！?/p>

蒲吉斌和團(tuán)隊(duì)致力于研發(fā)在苛刻環(huán)境下堅(jiān)不可摧的表面涂層。他們成功實(shí)現(xiàn)了我國(guó)快堆核心部件表面防護(hù)材料技術(shù)的國(guó)產(chǎn)化和自主可控，并建設(shè)了工程化平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了高性能防護(hù)涂層的工程化應(yīng)用，保障了我國(guó)許多“大國(guó)重器”工程的順利實(shí)施。

擔(dān)當(dāng)

2015年初，蒲吉斌接到一個(gè)電話，中國(guó)原子能研究院（以下簡(jiǎn)稱原子能院）向他咨詢反應(yīng)堆安全服役的專業(yè)技術(shù)。正是這通電話，將蒲吉斌的研究生涯與核電快堆聯(lián)系起來。

第四代核能鈉冷快堆具有快中子通量高、運(yùn)行溫度范圍寬的特點(diǎn)，能夠解決目前核能發(fā)展過程中存在的鈾資源不足和核廢料處理難的問題，是我國(guó)核能發(fā)展“三步走”戰(zhàn)略——“熱堆—快堆—聚變堆”的重要階段，將緩解能源危機(jī)，實(shí)現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展。

在250℃~650℃的高溫液態(tài)金屬腐蝕以及中子輻照、摩擦磨損等極端工作環(huán)境中，核心組件的可靠性和壽命關(guān)系著整個(gè)反應(yīng)堆能否安全服役。

掛掉電話，蒲吉斌立刻意識(shí)到這里蘊(yùn)含核能領(lǐng)域的一項(xiàng)重大需求——強(qiáng)韌耐蝕抗輻照特種涂層。但此前，我國(guó)在這一領(lǐng)域幾乎沒有技術(shù)積淀。

要確?？於押诵慕M件高安全可靠運(yùn)轉(zhuǎn)40年，傳統(tǒng)的潤(rùn)滑、耐磨、耐蝕涂層都無法滿足要求。在快堆特種高溫合金構(gòu)件表面，可控地制備出能夠滿足高安全服役需求的涂層，成為我國(guó)自主建設(shè)首座示范快堆的關(guān)鍵技術(shù)要求。

經(jīng)過與原子能院近兩年的技術(shù)溝通，蒲吉斌團(tuán)隊(duì)在2016年末爭(zhēng)取到“涉鈉設(shè)備表面處理及涂層研發(fā)”合同，開啟了四代核能技術(shù)的相關(guān)研究。

2019年，該團(tuán)隊(duì)研制出國(guó)內(nèi)首臺(tái)液鈉環(huán)境摩擦試驗(yàn)系統(tǒng)，在國(guó)際上首次報(bào)導(dǎo)了涂層在高溫液鈉中長(zhǎng)期服役的結(jié)構(gòu)演變和性能，提出液鈉中高穩(wěn)定相的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，并發(fā)展出稀土調(diào)控和復(fù)合熱擴(kuò)滲技術(shù)，成功突破快堆合金表面特殊相結(jié)構(gòu)涂層的強(qiáng)韌耐蝕抗輻照一體化瓶頸，研發(fā)出6種快堆合金的涂層工藝，通過了6000小時(shí)液鈉相容性考核。

攻堅(jiān)

2020年2月，蒲吉斌團(tuán)隊(duì)又承擔(dān)了示范快堆31根動(dòng)導(dǎo)管的表面防護(hù)涂層工程化制備任務(wù)。

這是一項(xiàng)必須按快堆工程整體建設(shè)節(jié)點(diǎn)完成、只許成功不許失敗的任務(wù)。

為保證按時(shí)合格交付任務(wù)，蒲吉斌還立下了“軍令狀”。“做科研就要敢啃硬骨頭，并能啃下硬骨頭?！彼f。

示范快堆控制棒驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)導(dǎo)管長(zhǎng)2.7米，是保障控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可靠工作的重要組件，也是典型的大長(zhǎng)徑比薄壁異型管，不僅要經(jīng)受高溫液鈉的強(qiáng)腐蝕和輻照，同時(shí)還存在控制棒的沖擊磨損，是堆內(nèi)工況環(huán)境最苛刻的重要部件。彼時(shí)國(guó)內(nèi)連滿足要求的工程化設(shè)備都沒有。

蒲吉斌帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)從“零”開始，多方調(diào)研，不到一年就建成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高溫真空復(fù)合熱擴(kuò)滲工程化裝備。

然而，在距離任務(wù)交貨期僅幾個(gè)月的關(guān)口，發(fā)生了新冠疫情。蒲吉斌和團(tuán)隊(duì)主動(dòng)請(qǐng)纓回到封控區(qū)內(nèi)的試驗(yàn)場(chǎng)所持續(xù)攻關(guān)，確保每個(gè)環(huán)節(jié)和細(xì)節(jié)都萬無一失。

他們很快迎來工程化驗(yàn)證的關(guān)鍵時(shí)刻。但蒲吉斌甲狀腺出了問題，要立刻做手術(shù)。直到手術(shù)前一天的夜晚，他還在處理事務(wù)，術(shù)后剛能坐起來就又開始辦公。

經(jīng)過4個(gè)月的高強(qiáng)度攻堅(jiān)，他們最終突破從材料、工藝、設(shè)備到工程化的全鏈條關(guān)鍵技術(shù)，成功解決了動(dòng)導(dǎo)管表面涂層制備的控型控性工程化難題，確保了項(xiàng)目如期完成，為我國(guó)首座示范快堆核心組件的國(guó)產(chǎn)化應(yīng)用作出了重要貢獻(xiàn)。

征途

憑著堅(jiān)韌不拔的意志，蒲吉斌接連承擔(dān)苛刻環(huán)境特種防護(hù)材料攻關(guān)任務(wù)，研制出抗熱腐蝕、抗磨蝕、高溫阻氫等系列特種功能涂層，解決了航空航天、核能及海洋裝備重要型號(hào)關(guān)鍵部件的損傷防護(hù)與延壽難題，為“大國(guó)重器”披上堅(jiān)不可摧的“鎧甲”。

“我們考慮，能夠應(yīng)用于長(zhǎng)壽命航天器的新一代空間功能涂層，也要能面向?yàn)I海航天發(fā)射以及未來海上發(fā)射的場(chǎng)景，以及深空探測(cè)、探月、探火等場(chǎng)景?！逼鸭笳f。

他以我國(guó)空間站太陽能柔性電池翼為例，指出太陽翼伸展機(jī)構(gòu)的低摩擦功能涂層在面對(duì)濱海發(fā)射的高濕熱環(huán)境時(shí)，需要具有可靠的環(huán)境適應(yīng)性；長(zhǎng)期在軌運(yùn)行期間，要能夠抵御高劑量原子氧的輻照。

通過功能元素復(fù)合調(diào)控、納米多層精細(xì)結(jié)構(gòu)構(gòu)筑及晶體取向的精準(zhǔn)控制，蒲吉斌帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)解決了空間特種功能涂層在海洋高濕熱環(huán)境和空間原子氧輻照下的性能劣化以及早期失效難題。他們研發(fā)的海洋環(huán)境適應(yīng)性抗輻照低摩擦涂層通過了發(fā)射場(chǎng)環(huán)境暴露適應(yīng)性測(cè)試、全壽期高劑量原子氧加速輻照試驗(yàn)及熱真空疲勞壽命試驗(yàn)，已經(jīng)成功應(yīng)用于中國(guó)空間站柔性太陽翼伸展機(jī)構(gòu)2萬余個(gè)部件。

新一代空間功能涂層確保了我國(guó)空間站太陽翼在10年以上的在軌服役期間，“張弛有度，收放自如”且“萬無一失”。

一路走來，蒲吉斌帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)始終聚焦國(guó)家需求，不斷變化研究方向，從空天走向海洋、從臨海進(jìn)入深遠(yuǎn)海，逐步形成了一支面向高技術(shù)領(lǐng)域的材料損傷防護(hù)與特種功能材料創(chuàng)新攻關(guān)團(tuán)隊(duì)。

“科研工作不僅要追求知識(shí)的積累，更重要的是解決實(shí)際問題，服務(wù)于國(guó)家的需要?！彼Ｍ@份責(zé)任感與使命感能代代傳承。

（原載于《中國(guó)科學(xué)報(bào)》?2024-10-14?第3版?綜合）