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加快打造原始創(chuàng)新策源地,加快突破關(guān)鍵核心技術(shù),努力搶占科技制高點(diǎn),為把我國(guó)建設(shè)成為世界科技強(qiáng)國(guó)作出新的更大的貢獻(xiàn)。

——習(xí)近平總書(shū)記在致中國(guó)科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)、面向國(guó)家重大需求、面向人民生命健康,率先實(shí)現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展,率先建成國(guó)家創(chuàng)新人才高地,率先建成國(guó)家高水平科技智庫(kù),率先建設(shè)國(guó)際一流科研機(jī)構(gòu)。

——中國(guó)科學(xué)院辦院方針

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楊銳:材料研究 把論文寫(xiě)在五洋九天

2023-07-20 光明日?qǐng)?bào)
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材料是物質(zhì)世界的人類(lèi)智慧結(jié)晶,是實(shí)體經(jīng)濟(jì)和制造業(yè)的核心基礎(chǔ)。我國(guó)一直非常重視材料科學(xué)發(fā)展,而材料研究要與應(yīng)用緊密結(jié)合,論文應(yīng)該寫(xiě)在五洋九天。

2013年7月,習(xí)近平總書(shū)記考察中國(guó)科學(xué)院。他強(qiáng)調(diào),我們要引進(jìn)和學(xué)習(xí)世界先進(jìn)科技成果,更要走前人沒(méi)有走過(guò)的路??萍冀缫餐?,樹(shù)立強(qiáng)烈的創(chuàng)新自信,敢于質(zhì)疑現(xiàn)有理論,勇于開(kāi)拓新的方向,不斷在攻堅(jiān)克難中追求卓越。

這些話(huà)說(shuō)到了我們的心坎里,聽(tīng)得我熱血沸騰。隨后幾年間,我們按照總書(shū)記的要求,攻克了長(zhǎng)征五號(hào)火箭氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)氫泵葉輪材料和制造技術(shù),解決了影響氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)研制進(jìn)度的瓶頸問(wèn)題,成為探月、探火和空間站系列發(fā)射任務(wù)底層關(guān)鍵核心技術(shù)的有效供給者。面向國(guó)家深海探測(cè)的重大戰(zhàn)略需求,我們從合金化基本原理出發(fā),以“打破砂鍋問(wèn)到底”的勁頭重構(gòu)相互制約的材料性能之間的關(guān)系,按照全新的設(shè)計(jì)思路發(fā)明了兼具高強(qiáng)度和高韌性并且可以焊接的鈦合金,掃除了我國(guó)萬(wàn)米載人深潛途中的最大障礙——“奮斗者”號(hào)全海深載人潛水器創(chuàng)造深潛新紀(jì)錄并實(shí)現(xiàn)常態(tài)化科考作業(yè),具有良好的安全可靠性??课覀冏约旱呐?,去掉了關(guān)鍵材料“國(guó)產(chǎn)化”的“化”字,走出了前人沒(méi)有走過(guò)的路,為實(shí)現(xiàn)第一個(gè)百年目標(biāo)貢獻(xiàn)了綿薄之力。

站在新起點(diǎn)上,面對(duì)百年變局,作為國(guó)家戰(zhàn)略科技力量,我們必須想國(guó)家之所想、急國(guó)家之所急?!懊撱^斷鏈”的風(fēng)險(xiǎn)相當(dāng)一部分都可以歸結(jié)到材料,材料科技工作者必須迎難而上,肩負(fù)起歷史重任,從“象牙塔”和“榮譽(yù)簿”里走出來(lái),一方面集結(jié)隊(duì)伍打好材料核心關(guān)鍵技術(shù)攻堅(jiān)戰(zhàn),另一方面精兵出擊在“無(wú)人區(qū)”里探路筑壘,發(fā)現(xiàn)并占據(jù)制高點(diǎn),贏得未來(lái)戰(zhàn)略主動(dòng)。

比如,提高鈦合金疲勞強(qiáng)度的研究。我們擁有了自己的性能優(yōu)異的飛機(jī),但飛機(jī)結(jié)構(gòu)壽命仍有待提升,而這在很大程度上依賴(lài)于主干材料鈦合金的疲勞強(qiáng)度。如何提高鈦合金的疲勞強(qiáng)度?我們從深海用高強(qiáng)度高韌性鈦合金研制過(guò)程受得啟發(fā),針對(duì)飛機(jī)結(jié)構(gòu)的高周疲勞特性運(yùn)用獲得的數(shù)據(jù)和規(guī)律重新設(shè)計(jì)合金成分。中國(guó)科學(xué)院發(fā)揮建制化優(yōu)勢(shì),金屬研究所和高能物理研究所共同組建“高性能工程材料聯(lián)合研究平臺(tái)”,利用中國(guó)散裂中子源設(shè)施,深入研究用原位表征方法確定塑性應(yīng)變?cè)诟骶娴木?xì)分布,據(jù)此改善塑性變形的協(xié)調(diào)度,從而大幅度提升韌性,并在此基礎(chǔ)上研制出疲勞強(qiáng)度顯著提高的新合金。目前,新合金正在進(jìn)行工程放大研究,有望疏通飛機(jī)結(jié)構(gòu)壽命的這個(gè)“堵點(diǎn)”。

還有,高溫材料的攻關(guān)。作為飛機(jī)心臟的航空發(fā)動(dòng)機(jī),可以說(shuō)是工業(yè)革命最高成就的象征。制造出高性能、低排放、長(zhǎng)壽命航空發(fā)動(dòng)機(jī),是我國(guó)幾代人的牽掛與期盼。高溫材料是高性能航空發(fā)動(dòng)機(jī)的核心基礎(chǔ),為了探索新的材料與構(gòu)件制備途徑,我們?cè)谥袊?guó)科學(xué)院支持下,組建了“基礎(chǔ)研究領(lǐng)域青年團(tuán)隊(duì)”,研究?jī)?nèi)容立項(xiàng)的標(biāo)準(zhǔn)只有一個(gè):破解跟蹤追趕的科研慣性,做國(guó)內(nèi)外未見(jiàn)嘗試的技術(shù),不計(jì)較一時(shí)成敗。比如,我們提出將用于零下253度氫泵葉輪的材料制備技術(shù)用于900度高溫材料,且構(gòu)件形狀的復(fù)雜程度只增不降;再比如,目前所有航空發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪盤(pán)都是實(shí)心的,我們要求年輕的博士后探索滿(mǎn)足空心渦輪盤(pán)要求的新材料技術(shù)。這些極具挑戰(zhàn)性的難題激發(fā)了青年科技人員的好奇心和好勝心,也讓他們更加沉心靜心,在創(chuàng)新實(shí)踐中感受到“國(guó)家責(zé)”的分量。如今,他們的工作已經(jīng)取得階段性進(jìn)展。

材料研發(fā)如是,中國(guó)科技更如是。中國(guó)科技工作者只要堅(jiān)定創(chuàng)新自信、善于團(tuán)結(jié)協(xié)作、勇于攻堅(jiān)克難,就一定能夠?qū)崿F(xiàn)高水平科技自立自強(qiáng),為實(shí)現(xiàn)第二個(gè)百年奮斗目標(biāo)提供堅(jiān)實(shí)的科技基礎(chǔ)和保障。

(作者:楊銳,系中國(guó)科學(xué)院金屬研究所鈦合金研究部主任、上??萍即髮W(xué)智造系統(tǒng)工程中心主任)

打印 責(zé)任編輯:梁春雨

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