本刊記者 郝 瑩 伍泠豫

淬煉“有色”人生
——記北京有色金屬研究總院副院長熊柏青教授

本刊記者 郝 瑩 伍泠豫

主要研究方向為先進鋁合金材料與快速凝固非平衡制備技術(shù)。多年來，先后主持完成14項、參與完成31項國家級科技計劃項目，累計發(fā)表科學(xué)論文150余篇,其中被SCI、EI收錄100余篇，獲授權(quán)國家發(fā)明專利12項，合著及主編出版著作2部，榮獲部級科技進步一等獎1項、二等獎2項、三等獎1項。

近日，我國擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)大飛機亮相珠海航展，引起國內(nèi)外的廣泛關(guān)注，并喜獲百余訂單，標(biāo)志著中國航空航天科技水平的又一次飛躍。

這一喜訊，讓北京有色金屬研究總院的熊柏青教授激動不已。因為由他領(lǐng)銜研制的主合金成分具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新型高強韌低淬火敏感性鋁合金材料，將應(yīng)用于國產(chǎn)大飛機大型整體式主承力結(jié)構(gòu)件的制造，從而使我國主要航空鋁合金材料長期依賴于國外的狀況得到根本改變。

“這些年，不斷研發(fā)和制備性能先進的鋁合金材料，為社會發(fā)展做貢獻，一直是我努力的方向。”熊柏青教授坦誠地表示。

上篇：新材料是“朝陽方向”

新型陶瓷材料、微電子材料、光電子材料、生物醫(yī)用材料、超導(dǎo)材料……近年來，傳統(tǒng)材料所不具備的優(yōu)異性能材料、高技術(shù)發(fā)展所需的特殊性能材料、新功能材料等層出不窮。新材料已經(jīng)和信息技術(shù)、生物技術(shù)一起，成為21世紀(jì)最重要、最具發(fā)展?jié)摿Φ念I(lǐng)域之一。

早在本世紀(jì)之初，新材料就已被列為我國重點發(fā)展的高新技術(shù)之一，國家歷次科技發(fā)展規(guī)劃都把新材料作為優(yōu)先發(fā)展的重要領(lǐng)域，在973計劃、863計劃、國家自然科學(xué)基金、科技支撐計劃等科技計劃中國家都對新材料給予了重點支持。2009年11月，國務(wù)院總理溫家寶向首都科技界發(fā)表了題為《讓科技引領(lǐng)中國可持續(xù)發(fā)展》的講話，明確將新材料產(chǎn)業(yè)列為國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一。

作為新技術(shù)、新產(chǎn)品發(fā)展的基礎(chǔ)與先導(dǎo)，新材料的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，下游產(chǎn)業(yè)涉及電子、通訊、汽車、醫(yī)藥、醫(yī)療、航天航空、國防軍工以及房地產(chǎn)、交通運輸、城市建設(shè)等諸多領(lǐng)域。而且，這些領(lǐng)域目前正處在高速發(fā)展時期，對新材料的需求巨大。目前，新材料產(chǎn)業(yè)在發(fā)達國家已經(jīng)成為一個具有技術(shù)和商業(yè)競爭力的重要產(chǎn)業(yè)之一，其產(chǎn)出在國民經(jīng)濟中占有重要地位。因此，如何大力推動新材料領(lǐng)域的發(fā)展，為我國經(jīng)濟社會發(fā)展助力，已經(jīng)成為諸多科研人員努力奮斗的目標(biāo)。

“這些年，我主要從事的是有色金屬新材料的研發(fā)與制備工作。我們知道，新材料包括兩種：一是全新的材料，比如三代半導(dǎo)體材料、半導(dǎo)體照明材料等；一是傳統(tǒng)材料性能的提升，比如鋁材、鋼材的成分重組以及加工工藝的改進。我一直從事的就是第二種類型的研究工作?！遍L期致力于鋁合金材料的研發(fā)和制備，熊柏青教授對新材料領(lǐng)域的未來充滿信心。

在材料領(lǐng)域摸爬滾打多年，熊柏青教授對我國新材料領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀有自己的認(rèn)識和體會。他說，我國發(fā)展新材料具有自身的優(yōu)勢，例如，當(dāng)前我國工業(yè)基礎(chǔ)整體水平比較高，生產(chǎn)線比較先進，產(chǎn)業(yè)環(huán)境也比較好，再加上國家政策的支持，可以說面臨著很好的發(fā)展機遇。然而，同時，我們也面臨著很多挑戰(zhàn)。雖然我國許多基礎(chǔ)原材料以及工業(yè)產(chǎn)品的產(chǎn)量均位居世界前列，但是高性能的材料、核心部件和重大裝備嚴(yán)重依賴于進口，關(guān)鍵技術(shù)受制于人，“中國制造”總體水平處在國際產(chǎn)業(yè)鏈低端。無論是推進大飛機、高速列車、電動汽車等重點工程，還是發(fā)展電子信息、節(jié)能環(huán)保等重要產(chǎn)業(yè)，都面臨著一系列關(guān)鍵材料技術(shù)突破問題。

“加大力度，積極搶占核心技術(shù)的制高點是我們今后的努力方向?！毙馨厍嘟淌趯ξ磥淼陌l(fā)展方向非常明確，并且積攢了一腔的熱情。

中篇：科研事業(yè)需要“志存高遠”

“從事科研工作，需要有遠大的志向。它不是一天成長起來的，是通過不斷地實踐，不斷建立起自信心，不斷為自己設(shè)立新的目標(biāo)?！?963年生人，熊柏青教授對待事業(yè)熱情、堅定,對金屬材料領(lǐng)域的科研攻關(guān)有著濃厚的興趣。

“我的成長經(jīng)歷可以說還算是一帆風(fēng)順的?！毙馨厍嘟淌谶@樣告訴記者。少年時，同為金屬領(lǐng)域科研人員的父母親使他對金屬產(chǎn)生了濃厚的興趣。1981年，他以優(yōu)異成績考取北京科技大學(xué)物理化學(xué)系金屬物理專業(yè)。其后，又跟隨我國金屬材料研究領(lǐng)域的資深專家肖紀(jì)美院士完成了碩士和博士階段的學(xué)習(xí)。進入北京有色金屬研究總院后，他對研發(fā)和制備新材料表現(xiàn)出了極大的熱情，并通過多年的扎實實踐，取得了一系列突破性的成果。

噴射成形技術(shù)是熊柏青教授的創(chuàng)新成果之一。上世紀(jì)90年代末，他率領(lǐng)研究團隊在國內(nèi)率先突破了金屬圓錠、管坯和板坯的噴射成形制備技術(shù)，并利用該技術(shù)成功開發(fā)出在綜合性能方面具有國際領(lǐng)先水平的快速凝固800MPa強度級超高強鋁合金，以及高強度低膨脹鋁合金、高強耐熱鋁合金和硅鋁電子封裝合金等，部分材料已通過國防軍工關(guān)鍵武器裝備型號的試車考核。1999年，這一成果榮獲中國有色金屬工業(yè)科學(xué)技術(shù)二等獎，適用于噴射成形工藝的金屬熔體氣霧化噴嘴結(jié)構(gòu)設(shè)計取得了國家發(fā)明專利。

“剛參加工作時，我的眼界還并不十分開闊，但印象最深的是當(dāng)時聽說了很多老前輩制造的材料被應(yīng)用到航空航天、武器裝備等重大領(lǐng)域的故事，那時候就想，我這一輩子要是能夠研制出一兩種那樣的材料就不虛此生了?！本褪沁@樣簡單的信念，支撐著當(dāng)年的年輕人一步一步成長為如今金屬材料研制領(lǐng)域的專家。

具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)并應(yīng)用于國產(chǎn)大飛機項目的新型高強韌低淬火敏感性鋁合金材料，可以說是熊柏青教授的“得意之作”?！半S著飛機性能的提高，對材料的要求也越來越高。我們知道，鋁合金是飛機最主要的結(jié)構(gòu)材料，能夠占到整個機身結(jié)構(gòu)重量的60%-70%。因此，鋁合金性能的提高，不僅關(guān)系到飛機的綜合性能，還關(guān)系到飛機的壽命。”2009年，伴隨著國產(chǎn)大飛機重大科技專項關(guān)鍵材料研制工作的啟動，在國家863高技術(shù)計劃、國防科技工業(yè)局相關(guān)科技計劃的支持下，熊柏青教授帶領(lǐng)北京有色金屬研究總院與西南鋁業(yè)集團公司緊密合作，于2010年相繼成功制造出厚度分別為150mm、200mm、220mm、285mm、300mm的新型高強韌低淬火敏感性鋁合金超厚鍛件小批量試生產(chǎn)產(chǎn)品，綜合性能完全達到用戶設(shè)計要求，從而滿足了國產(chǎn)大飛機大型整體式主承力結(jié)構(gòu)件制造的緊迫需求；同時，已取得了相關(guān)制備加工工藝的國家發(fā)明專利，圍繞新型合金主成分設(shè)計所申請的國際發(fā)明專利已經(jīng)通過相關(guān)專利審查部門的初審。

厚積薄發(fā)，在科研領(lǐng)域是經(jīng)得起推敲的真理。早在這一項目啟動之前，熊柏青教授和他的科研團隊就已經(jīng)積累了大量的經(jīng)驗和成果。鋁-鋅-鎂-銅系變形鋁合金，又稱為7000系鋁合金，是全世界航空航天制造業(yè)應(yīng)用最為廣泛的高強變形鋁合金材料，被廣泛用于制造飛機中的壁板、承力框、承力梁、翼肋等，以及航天飛行器中的主承力結(jié)構(gòu)件等。但是，截止到“九五”末期，我國7000系鋁合金材料產(chǎn)品、相關(guān)的制造技術(shù)水平與美國、歐洲、俄羅斯等國的差距至少在25年以上，相關(guān)研究亦僅僅處于實驗室前期跟蹤研究狀態(tài)。為推動技術(shù)發(fā)展，滿足國家發(fā)展的需求，熊柏青教授帶領(lǐng)科研團隊與我國大型國有企業(yè)——中國鋁業(yè)公司下屬的東北輕合金有限責(zé)任公司和西南鋁業(yè)集團公司合作，圍繞7000系鋁合金強化的基本原理、影響合金淬火敏感性的內(nèi)在機制等基礎(chǔ)科學(xué)問題開展深入研究，結(jié)合系統(tǒng)的合金成分設(shè)計、制備加工工藝參數(shù)的探索選擇、微觀組織與綜合性能的分析評價工作等，在十一五期間先后實現(xiàn)了多種高性能7000系鋁合金材料制品的產(chǎn)業(yè)化，同時，于2008年底在實驗室規(guī)模獲得了主合金成分設(shè)計及核心制造工藝具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)、綜合性能優(yōu)異的國產(chǎn)新一代高強韌低淬火敏感性鋁合金材料，并在西南鋁業(yè)集團公司成功完成了新型合金超大厚度鍛件和預(yù)拉伸板的工業(yè)化制造放大試驗。這一技術(shù)成功打破了長期以來西方國家對我國航空制造業(yè)的關(guān)鍵材料封鎖，實現(xiàn)了我國國產(chǎn)大飛機關(guān)鍵材料的完全自主創(chuàng)新，為其進入國際市場鋪平了道路。

下篇：產(chǎn)學(xué)研結(jié)合重在扎實

“近年來，我國高強高韌鋁合金領(lǐng)域的發(fā)展可以說突飛猛進，但是，我們在技術(shù)上還面臨著一系列的瓶頸，必須扎實實踐產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，實現(xiàn)核心技術(shù)的突破，打破國外的技術(shù)壁壘。”談及未來，熊柏青教授這樣告訴記者。

多年來，熊柏青的研究涉及更多的是產(chǎn)品開發(fā)。也正因如此，他才對產(chǎn)學(xué)研結(jié)合有著自己的深刻認(rèn)識。他認(rèn)為，產(chǎn)學(xué)研結(jié)合重在扎實，重在清晰定位。做基礎(chǔ)研究的，應(yīng)該努力思考如何把研究做得非常深入，做到理解透徹；而做工程技術(shù)的，則要充分考慮到工程技術(shù)的可操作性，考慮到工藝的選擇和改進，甚至要顧及經(jīng)濟效益；產(chǎn)業(yè)化這一方面，則要把管理做好，真正做到技術(shù)與市場的對接。只有每個環(huán)節(jié)都做得非常好，產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合起來才會產(chǎn)生良好的效果。如果分工不明確，導(dǎo)致力量分散，資金分散，不利于技術(shù)的成熟和成果的推廣。他還特別強調(diào)，這一點上，我們要向老前輩學(xué)習(xí)，他們那種實事求是，踏踏實實的作風(fēng)是值得借鑒的典范。

熊柏青教授深情地向我們講起了自己的攻讀碩士和博士期間的導(dǎo)師肖紀(jì)美院士。他說：“老一輩科學(xué)家都是非常值得尊敬和學(xué)習(xí)的。比如我的導(dǎo)師肖紀(jì)美院士，他對我的影響可以說讓我受用終生。首先，他常常教導(dǎo)我們科學(xué)研究要踏實，講求持之以恒；第二，他總是能從宏觀的角度讓你清楚課題研究的意義，激發(fā)學(xué)生的興趣和熱情，特別強調(diào)關(guān)注學(xué)科交叉的領(lǐng)域?！彼φ劊约弘m然當(dāng)上了副院長也是工作需要，他時刻沒有忘記老師的教誨，并把這些東西應(yīng)用在了自己的教學(xué)工作之中。多年來，他先后培養(yǎng)研究生20余人，大部分都已經(jīng)成為所在崗位的技術(shù)骨干。

“從某種意義上講，學(xué)科發(fā)展最重要的成果，一方面是創(chuàng)造了多少有影響的技術(shù)，另一方面是培養(yǎng)出了多少人才。因此，我在院里面提倡的是‘大環(huán)境 大平臺 大項目 大成果 大貢獻’這樣五個目標(biāo)。”在熊柏青教授看來，人才的成長需要寬松的環(huán)境，需要在大平臺和大項目的推動下不斷錘煉，只有這樣才能產(chǎn)生大成果，為國家發(fā)展做出大貢獻。

團隊的建設(shè)對學(xué)科的發(fā)展具有舉足輕重的作用，熊柏青教授對此深信不疑。為此，他積極致力于打造國際一流團隊。他認(rèn)為，吸引國際一流人才是提升團隊實力的重要途徑，但是本地人才的培養(yǎng)也十分重要。他還說：“這些年我們培養(yǎng)的人才，他們吃苦的精神和工作的效率，是不低于西方的。盡管我們起點低，但是有了拼搏的精神，要趕上國際先進水平也不是太難的事兒。特別是經(jīng)過若干個大項目的磨練，我相信這些年輕的科研人員都會成長為高手。更為重要的是，在這種氛圍下，我們能夠培養(yǎng)團隊的團結(jié)協(xié)作的精神，這對我們今后的科研攻堅將是最重要的積累?！?/p>

談及今后的努力方向，熊柏青教授表示：“所謂創(chuàng)新，很重要的一條是必須認(rèn)識到知識產(chǎn)權(quán)的重要性，必須把核心技術(shù)掌握在自己手里，并實現(xiàn)突破?！彼J(rèn)為，在科研過程中，每一項要開發(fā)的新技術(shù)和產(chǎn)品都要考慮到專利的問題，努力打破知識產(chǎn)權(quán)壁壘，同時，還要在新的領(lǐng)域大膽探索，形成專利的制高點。

科研、教學(xué)、管理，熊柏青教授每天的日程都安排得滿滿的。他忙碌著，并且樂此不疲。早出晚歸，是他多年的習(xí)慣。因為，對他來講，清早和晚上是深入思考科研問題的最佳時刻，沒有人能夠打擾他。他告訴我們，其實自己最愛做的還是科研。每當(dāng)遇到重大的科研攻關(guān)項目，他都是在迎接挑戰(zhàn)，享受挑戰(zhàn)。一有疑難問題，他的“壞毛病”就會發(fā)作。常常早上四五點鐘就醒來了，滿腦子醞釀的科研思路奔涌而出，趕緊打開電腦把想法勾畫出來。也有的時候，他就靜靜地坐在客廳里，一個人冥思苦想，任憑每個想法和方案在自己的腦子里盤旋……這些在旁人看來的廢寢忘食、艱辛探索，從他嘴里說起來卻變成了人生樂事。

采訪中，熊柏青意猶未盡地向我們講起了一件事：那是1973年，第四次中東戰(zhàn)爭爆發(fā)。父親興致勃勃地給他講戰(zhàn)場上的坦克、導(dǎo)彈，講那些武器上應(yīng)用的材料……那一年，他才10歲。

時光飛逝。當(dāng)年的小夢想，演變成如今的科研方向。在材料科學(xué)領(lǐng)域飛躍發(fā)展的今天，熊柏青將繼續(xù)滿懷激情地探索下去。

專家檔案：熊柏青，現(xiàn)任北京有色金屬研究總院副院長、有色金屬材料制備加工國家重點實驗室主任，教授，博士生導(dǎo)師，國家人事部“新世紀(jì)百千萬人才計劃”國家級人選，國防科技創(chuàng)新團隊帶頭人，享受國務(wù)院政府特殊津貼專家。曾榮獲“國家863高技術(shù)計劃十五周年先進個人”稱號及解放軍總裝備部和國防科工委聯(lián)合頒發(fā)的“XX武器裝備建設(shè)工程”榮譽獎?wù)芦@得者。