◎ 文/段雨默 王 鵬
夜深了,晚風(fēng)輕柔。中南大學(xué)粉末冶金研究院某辦公室的燈火依然亮著,一位女科學(xué)家此時(shí)正坐在桌前凝神思索。
從多年前開(kāi)始,這位女科學(xué)家就潛心于納米難熔鎢鉬材料的科學(xué)研究。她鮮有時(shí)間陪伴在孩子左右,甚至父親彌留之際也未能守護(hù)在身邊。
26年來(lái),她一直辛勤地耕耘在科學(xué)園地,兢兢業(yè)業(yè)地從事難熔金屬材料及其新技術(shù)研究工作,開(kāi)拓了納米/納微復(fù)合高性能難熔鎢鉬材料研究的新方向。她的科研之路,被各種成果和榮譽(yù)所妝點(diǎn)。
她,就是我國(guó)難熔金屬材料學(xué)科帶頭人——范景蓮。
材料是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防軍事建設(shè)的基礎(chǔ),新材料是推動(dòng)中國(guó)技術(shù)創(chuàng)新的先導(dǎo)。歷史上每一次重大技術(shù)創(chuàng)新和新產(chǎn)品的研制成功,都離不開(kāi)新材料的發(fā)明和應(yīng)用。
鎢、鉬難熔金屬材料在航空、航天、電子、核能源、軌道等領(lǐng)域具有極其關(guān)鍵的應(yīng)用,被視為稀土中的“稀土”。國(guó)家將其列為重要戰(zhàn)略物資,將發(fā)展新型高性能難熔鎢鉬材料列入國(guó)家戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。我國(guó)是鎢、鉬資源大國(guó),卻不是鎢、鉬技術(shù)強(qiáng)國(guó),在高性能難熔金屬材料及制品方面一直短缺。
受傳統(tǒng)制備技術(shù)限制,現(xiàn)有難熔金屬材料的組織和性能存在很大的缺陷,無(wú)法滿足航空航天、原子能等尖端技術(shù)不斷發(fā)展的需求,這也成為嚴(yán)重制約我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)防軍事工業(yè)發(fā)展的瓶頸材料。因此,開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新型高性能難熔金屬材料,一直以來(lái)都是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)防軍事工業(yè)發(fā)展的重大戰(zhàn)略性需求。
同時(shí),國(guó)家七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中的新能源、節(jié)能環(huán)保及新材料,以及我國(guó)中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃16個(gè)重大專(zhuān)項(xiàng)中涉及的極大規(guī)模集成電路制造技術(shù)、大型先進(jìn)壓水堆及高溫氣冷堆核電站、載人航天與探月工程等,都是高性能難熔金屬涉及的應(yīng)用領(lǐng)域,對(duì)新型高性能難熔金屬提出了更高的性能要求和更迫切的需求。
“難熔金屬的研究迎來(lái)了歷史機(jī)遇期,邁入了發(fā)展的春天?!狈毒吧忞y掩心中喜悅。
坐落在岳麓山下、湘江河畔的中南大學(xué),是國(guó)內(nèi)最早從事難熔金屬材料研究的科研機(jī)構(gòu)和國(guó)防重點(diǎn)軍工項(xiàng)目承擔(dān)單位之一,這里有著國(guó)內(nèi)一流的粉末冶金、材料學(xué)科,也有著一群為我國(guó)國(guó)防軍事建設(shè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展默默奉獻(xiàn)的科技工作者。
作為中南大學(xué)粉末冶金研究院難熔金屬研究所現(xiàn)任所長(zhǎng)、博士生導(dǎo)師,范景蓮是國(guó)家杰出青年科學(xué)基金獲得者和國(guó)家中青年科技領(lǐng)軍人才入選者。
2016年企業(yè)營(yíng)銷(xiāo)投入的參數(shù)θ2=-8.31,即在其他條件不變的情況下,營(yíng)銷(xiāo)費(fèi)用每增加1萬(wàn)元,主營(yíng)業(yè)務(wù)利潤(rùn)減少8.31萬(wàn)元。P值為0.050,在10%的顯著性水平下,表明2016年的企業(yè)營(yíng)銷(xiāo)投入對(duì)于2017年的主營(yíng)業(yè)務(wù)利潤(rùn)有顯著影響。
在這里,范景蓮根據(jù)自己對(duì)學(xué)科發(fā)展的認(rèn)識(shí)以及對(duì)國(guó)家重大需求的了解,提出了納米/納微復(fù)合高性能難熔鎢鉬材料研究的新方向。粉末冶金難熔金屬材料,是很少有女性涉足的研究領(lǐng)域,然而范景蓮卻幾十年如一日,一步一個(gè)腳印,埋頭苦干,在艱辛而又漫長(zhǎng)的科研攻關(guān)歷程中,逐步堅(jiān)定發(fā)展具有納米/納微復(fù)合設(shè)計(jì)和微細(xì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的高性能難熔鎢鉬材料的決心。
在范景蓮的帶領(lǐng)下,創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)以滿足國(guó)家重大需求為使命,堅(jiān)韌不拔地向著技術(shù)高地持續(xù)邁進(jìn),沿途收獲的多項(xiàng)創(chuàng)新學(xué)術(shù)成果,形成了他們科研道路上一道道靚麗風(fēng)景:
——發(fā)明了一種新型超高溫輕質(zhì)難熔復(fù)合抗燒蝕材料。新型飛行器對(duì)高溫材料具有非常苛刻的要求,要求材料具有優(yōu)異的高溫強(qiáng)韌化、長(zhǎng)時(shí)間抗氧化與輕量化等綜合性能,是國(guó)際公認(rèn)的最突出的技術(shù)難題?,F(xiàn)有高溫材料因高溫強(qiáng)度低、抗氧化燒蝕差或密度高等不足而無(wú)法應(yīng)用,成為飛行器研制的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸。針對(duì)這一重大需求和瓶頸,范景蓮帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新發(fā)明了一種新型超高溫輕質(zhì)難熔復(fù)合抗燒蝕材料,實(shí)現(xiàn)了難熔合金的高溫強(qiáng)韌化、輕量化、近零燒蝕,達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、國(guó)際最先進(jìn)水平。
——提出純鎢的納微復(fù)合與活化設(shè)計(jì)思想,解決了純鎢燒結(jié)近全致密化和微細(xì)結(jié)構(gòu)控制的難題。ITER國(guó)際熱核聚變反應(yīng)堆是中、歐、美、日、等七國(guó)聯(lián)合攻關(guān)的一個(gè)國(guó)際重大合作工程。據(jù)悉,ITER國(guó)際熱核聚變反應(yīng)堆將首次建造可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模聚變反應(yīng)的核聚變堆,其原理類(lèi)似太陽(yáng)發(fā)光發(fā)熱,即在上億攝氏度的高溫條件下,利用氫的同位素氘、氚的聚變反應(yīng)釋放出巨大能量,從而為人類(lèi)提供可持續(xù)發(fā)展的潔凈能源,被認(rèn)為是解決人類(lèi)未來(lái)能源問(wèn)題的最理想途徑。該工程涉及的面對(duì)等離子體和偏濾器關(guān)系到等離子體的穩(wěn)定性及第一壁結(jié)構(gòu)材料和元件免受等離子體轟擊損傷,要求材料具備良好的抗高熱負(fù)荷沖擊性能和良好的化學(xué)穩(wěn)定性。針對(duì)以上要求,范景蓮及其團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新發(fā)明了純鎢的納米活化-高能活化燒結(jié)和納米復(fù)合、納米梯度復(fù)合擴(kuò)散連接技術(shù),首次實(shí)現(xiàn)純鎢低溫一步燒結(jié)近全致密化和鎢與低活化鋼或Cu合金的高強(qiáng)度連接,為我國(guó)參與ITER項(xiàng)目中面向等離子體和全鎢偏濾器設(shè)計(jì)和部件制造奠定了重要技術(shù)基礎(chǔ)。
——建立新一代細(xì)晶鎢合金材料的制備技術(shù)與系統(tǒng)理論。鎢基合金是實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)斗部高毀傷威力的最關(guān)鍵穿破甲材料。傳統(tǒng)鎢合金由于制備技術(shù)限制,存在晶粒粗大、成分組織不均勻、力學(xué)性能差等缺陷,穿破甲威力受到限制。為此,范景蓮團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新發(fā)明了“納米復(fù)合-微合金化”制備高性能細(xì)晶鎢合金穿破甲材料,發(fā)展了納米級(jí)鎢基復(fù)合粉末的制備原理和技術(shù),建立細(xì)晶鎢合金制備新技術(shù)與理論,實(shí)現(xiàn)W-Ni-Fe穿甲材料的細(xì)晶、高強(qiáng)韌和高自銳,突破了傳統(tǒng)W-Cu不相溶的致命缺陷,獲得高致密、高延性(25%以上)的超細(xì)晶高毀傷W-Cu破甲藥型罩材料,破甲毀傷威力提高18%~20%,獲得用戶高度評(píng)價(jià)。
范景蓮領(lǐng)導(dǎo)的難熔金屬研究所,依托于中南大學(xué)粉末冶金研究院。中南大學(xué)粉末冶金研究院是我國(guó)粉末冶金研究的發(fā)源地,是國(guó)家培養(yǎng)粉末冶金新材料專(zhuān)業(yè)高級(jí)人才的搖籃,新中國(guó)一大批重大科技成果都在這里誕生。
作為我國(guó)難熔金屬材料學(xué)科帶頭人,范景蓮教授在長(zhǎng)期的自主創(chuàng)新實(shí)踐中,始終瞄準(zhǔn)國(guó)家重大需求,密切跟蹤國(guó)際學(xué)科前沿,通過(guò)與“985”創(chuàng)新平臺(tái)、學(xué)科建設(shè)和重大專(zhuān)項(xiàng)相結(jié)合,組建了一支以國(guó)家杰出青年為核心,以中青年教授、博士為骨干的中青結(jié)合的創(chuàng)新科研團(tuán)隊(duì)。
范景蓮還帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)積極開(kāi)展對(duì)外合作。針對(duì)高溫抗燒蝕材料和穿破甲材料,他們與國(guó)內(nèi)航空航天、兵器等國(guó)防領(lǐng)域設(shè)計(jì)應(yīng)用單位、科研院所以及大學(xué)的同行專(zhuān)家建立密切合作,形成緊密協(xié)同攻關(guān)團(tuán)隊(duì);針對(duì)偏濾器鎢材料,他們與國(guó)外研究院所、優(yōu)勢(shì)高校開(kāi)展多方面學(xué)術(shù)和人才交流合作,建立了長(zhǎng)期穩(wěn)定的國(guó)際合作關(guān)系,充分利用全球創(chuàng)新資源,不斷提高細(xì)晶鎢材料的設(shè)計(jì)、應(yīng)用水平,擴(kuò)大本學(xué)科和團(tuán)隊(duì)的國(guó)內(nèi)外的學(xué)術(shù)影響。
“我們的目標(biāo)是打造一支具有世界影響力的團(tuán)隊(duì)?!狈毒吧彽脑挘Z(yǔ)調(diào)平淡卻擲地有聲。
范景蓮1990年本科畢業(yè)于中南工業(yè)大學(xué)(中南大學(xué)的前身)粉末冶金專(zhuān)業(yè),同年繼續(xù)攻讀粉末冶金專(zhuān)業(yè)碩士學(xué)位;1993年碩士畢業(yè)后在廣州工作,擔(dān)任了總經(jīng)理助理、廠長(zhǎng)。三年后,她回到母校攻讀博士學(xué)位,導(dǎo)師為黃伯云院士,開(kāi)始進(jìn)行高性能細(xì)晶鎢材料研究工作。博士畢業(yè)后,范景蓮毅然挑起了難熔金屬研究的重?fù)?dān)。正是對(duì)神秘藍(lán)天的好奇和為國(guó)家國(guó)防和航天事業(yè)奉獻(xiàn)的夢(mèng)想,讓她堅(jiān)定地挑起了這個(gè)重?fù)?dān),也正是難熔金屬材料研究之重任讓她圓了這個(gè)夢(mèng)。
然而,從思想到實(shí)踐困難重重。開(kāi)拓新材料的過(guò)程非常艱辛,起初科研經(jīng)費(fèi)與設(shè)備短缺,研究寸步難行,也讓新思想反復(fù)動(dòng)搖。“經(jīng)常面臨干與不干的困惑,煎熬過(guò)、猶豫過(guò)?!被貞浤嵌纹D難的時(shí)光,范景蓮話語(yǔ)間依然充滿感慨。但憑著一股倔勁,一種‘我不下地獄,誰(shuí)下地獄’的精神,她堅(jiān)持了下來(lái),并一直走到了今天。
“梅花香自苦寒來(lái)”,就是憑借著這股“咬定青山不放松”的執(zhí)著,使得她和她的團(tuán)隊(duì)迎來(lái)了成功的曙光:取得了一系列擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新成果,并逐漸建立了自己的技術(shù)平臺(tái),團(tuán)隊(duì)成員也漸漸由最初的三五個(gè)人壯大到四五十人。
范景蓮表示,創(chuàng)新來(lái)自“胡思亂想+基礎(chǔ)”,因此她經(jīng)常鼓勵(lì)學(xué)生放開(kāi)思維,大膽創(chuàng)新。同時(shí),創(chuàng)新需要基礎(chǔ),因此她積極引導(dǎo)學(xué)生了解行業(yè)領(lǐng)域的情況,了解行業(yè)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)需求和存在的實(shí)際問(wèn)題,建議學(xué)生通過(guò)廣泛閱讀,建立牢固的知識(shí)體系。
“科技創(chuàng)新需要興趣引領(lǐng)??萍紕?chuàng)新不是走形式,必須有扎實(shí)的理論根基,并了解行業(yè)需求?!狈毒吧徴f(shuō)。
作為我國(guó)難熔金屬材料領(lǐng)域?qū)<遥毒吧徬群髽s獲了“國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)”、“中國(guó)有色金屬工業(yè)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)”、“教育部技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)”、“湖南省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)”等光榮稱(chēng)號(hào)。同時(shí),她在國(guó)內(nèi)外知名刊物上發(fā)表論文近300篇,論文被SCI、EI等收錄近200篇;申請(qǐng)國(guó)防(國(guó)家)發(fā)明專(zhuān)利34項(xiàng),其中已獲授權(quán)專(zhuān)利17項(xiàng)。
愛(ài)因斯坦曾說(shuō)過(guò):一流人物對(duì)于時(shí)代和歷史進(jìn)程的意義,在其道德品質(zhì)方面,也許比單純的才智成就方面還要大。
采訪范景蓮教授也有一句話讓人印象十分深刻:“進(jìn)入航天科技領(lǐng)域,有過(guò)無(wú)可奈何去堅(jiān)持的時(shí)候,也曾有包括出國(guó)等很多其他的人生道路可供選擇,但是入了這行之后,肩上就多了份責(zé)任,路再艱難,也只能繼續(xù)走下去?!?/p>