上一版
【科学随笔】
材料是物质世界的人类智慧结晶，是实体经济和制造业的核心基础。我国一直非常重视材料科学发展，而材料研究要与应用紧密结合，论文应该写在五洋九天。
2013年7月，习近平总书记考察中国科学院。他强调，我们要引进和学习世界先进科技成果，更要走前人没有走过的路。科技界要共同努力，树立强烈的创新自信，敢于质疑现有理论，勇于开拓新的方向，不断在攻坚克难中追求卓越。
这些话说到了我们的心坎里，听得我热血沸腾。随后几年间，我们按照总书记的要求，攻克了长征五号火箭氢氧发动机氢泵叶轮材料和制造技术，解决了影响氢氧发动机型号研制进度的瓶颈问题，成为探月、探火和空间站系列发射任务底层关键核心技术的有效供给者。面向国家深海探测的重大战略需求，我们从合金化基本原理出发，以“打破砂锅问到底”的劲头重构相互制约的材料性能之间的关系，按照全新的设计思路发明了兼具高强度和高韧性并且可以焊接的钛合金，扫除了我国万米载人深潜途中的最大障碍——“奋斗者”号全海深载人潜水器创造深潜新纪录并实现常态化科考作业，具有良好的安全可靠性。靠我们自己的努力，去掉了关键材料“国产化”的“化”字，走出了前人没有走过的路，为实现第一个百年目标贡献了绵薄之力。
站在新起点上，面对百年变局，作为国家战略科技力量，我们必须想国家之所想、急国家之所急。“脱钩断链”的风险相当一部分都可以归结到材料，材料科技工作者必须迎难而上，肩负起历史重任，从“象牙塔”和“荣誉簿”里走出来，一方面集结队伍打好材料核心关键技术攻坚战，另一方面精兵出击在“无人区”里探路筑垒，发现并占据制高点，赢得未来战略主动。
比如，提高钛合金疲劳强度的研究。我们拥有了自己的性能优异的飞机，但飞机结构寿命仍有待提升，而这在很大程度上依赖于主干材料钛合金的疲劳强度。如何提高钛合金的疲劳强度？我们从深海用高强度高韧性钛合金研制过程受得启发，针对飞机结构的高周疲劳特性运用获得的数据和规律重新设计合金成分。中国科学院发挥建制化优势，金属研究所和高能物理研究所共同组建“高性能工程材料联合研究平台”，利用中国散裂中子源设施，深入研究用原位表征方法确定塑性应变在各晶面的精细分布，据此改善塑性变形的协调度，从而大幅度提升韧性，并在此基础上研制出疲劳强度显著提高的新合金。目前，新合金正在进行工程放大研究，有望疏通飞机结构寿命的这个“堵点”。
还有，高温材料的攻关。作为飞机心脏的航空发动机，可以说是工业革命最高成就的象征。制造出高性能、低排放、长寿命航空发动机，是我国几代人的牵挂与期盼。高温材料是高性能航空发动机的核心基础，为了探索新的材料与构件制备途径，我们在中国科学院支持下，组建了“基础研究领域青年团队”，研究内容立项的标准只有一个：破解跟踪追赶的科研惯性，做国内外未见尝试的技术，不计较一时成败。比如，我们提出将用于零下253度氢泵叶轮的材料制备技术用于900度高温材料，且构件形状的复杂程度只增不降；再比如，目前所有航空发动机的涡轮盘都是实心的，我们要求年轻的博士后探索满足空心涡轮盘要求的新材料技术。这些极具挑战性的难题激发了青年科技人员的好奇心和好胜心，也让他们更加沉心静心，在创新实践中感受到“国家责”的分量。如今，他们的工作已经取得阶段性进展。
材料研发如是，中国科技更如是。中国科技工作者只要坚定创新自信、善于团结协作、勇于攻坚克难，就一定能够实现高水平科技自立自强，为实现第二个百年奋斗目标提供坚实的科技基础和保障。
（作者：杨锐，系中国科学院金属研究所钛合金研究部主任、上海科技大学智造系统工程中心主任）
上一篇