巾帼院士张立同和她的两名得力助手在实验室中进行研究。(西北工业大学宣传部供图)
张立同1989年在NASA空间结构材料商业发展中心学习和工作。图为1991年她在该中心年度学术交流会上。(西北工业大学宣传部供图)
她和她领导的创新团队十年磨一剑,成功研制出一种新型热结构材料,并因此摘得二00四年度国家技术发明奖一等奖。
今天,六十七岁的张立同又一次站在领奖台上。虽然获奖对她来说是家常便饭,但这次却非比寻常,因为她与另一位材料科学家的同行一道,打破了国家技术发明奖一等奖连续六年空缺的尴尬局面。
张立同本次获奖项目为“耐高温长寿命抗氧化陶瓷基复合材料应用技术”,利用该技术研制的连续纤维增韧碳化硅陶瓷基复合材料是一种新型热结构材料,它比铝还轻,比钢还强,比碳化硅陶瓷更耐高温、抗氧化烧蚀,克服了陶瓷的脆性,并且类似金属不会发生突发灾难性破坏。
她介绍说,这种替代金属材料可解决目前航空航天器燃料百分之二十到百分之三十浪费的问题,能满足航空航天器向高速度、不锈钢精密铸造高精度、高搭载和长寿命发展的需求。
根据这一获奖项目,张立同还提出“陶瓷基复合材料新型强韧化理论”,从而冲破国际上“纤维性能越高越好”和“复合材料越致密越好”的误区,为新型战略性热结构材料“高性能、低成本制技术”的核心发明提供了理论支撑。不锈钢精密铸造
评奖专家称,这项获奖成果整体技术跻身国际先进行列,材料综合性能达到国际水平,并将对中国先进武器装的跨跃式发展产生深远影响。它在军民两用领域具有广泛应用前景,潜在市场每年约十亿元人民币。
“耐高温长寿命抗氧化陶瓷基复合材料应用技术”迄今已获十二项国家发明专利,并建立了具有自主知识产权的三个技术平台。三个平台成功经受六年一千一百多批次考核,批量制造各类构件两百六十多件、试件四千二百余件。其构件成本不足国际的三分之二,设运行成本和制造周期均不足国际的三分之一,产品价格与传统金属相当,解决了用不起的问题。近二十种构件在多种航空航天飞行器防热结构上均一次试车成功。
技术发明出来了,成果也有了,“下一步的关键任务是推进产业化”。张立同透露,连续纤维增韧碳化硅陶瓷基复合材料以其特殊、优异的性能,可考虑在中国载人航天工程后续任务、探月“嫦娥工程”中广泛应用。
目前,发明这一先进复合材料的实验室没有生产能力,因而无法满足产品研制和小批量供货的需求。张立同对这种从研究到产业面临的断链问题忧心忡忡,她为此呼吁国家成立由政府控股、企业参与的股份制产业,推动该先进复合材料尽快实现规模化生产,使技术更快转化为生产力,更好地为国家需求服务。
在西北工业大学采访张立同院士,印象深的还是她的三次创业、她对国防科技工业材料领域科技前沿的敏锐把握和执著追求。
次创业是在铸造技术方面,张立同领导的课题组通过开展“无余量熔模精密铸造新工艺”的研究工作,成功铸造出中国个无余量叶片。她随后又带领课题组接连突破“铝合金石膏型熔模铸造”、“高温合金泡沫陶瓷过滤技术”等航空重大课题的关键技术。
第二次创业就是碳化硅陶瓷基复合材料的研发,张立同创新团队用八年时间完成法国二十年的攻关历程,使中国成为世界上第二个自主掌握批量制造碳化硅陶瓷基复合材料构件技术和设的国家。
第三次创业正在进行当中,张立同锁定了复合材料的关键原材料这一前沿目标,并与其他高校相关科研团队合作开展技术攻关。她为第三次创业提出“立足、站稳、占领”的“三步走”设想,希望通过十几年时间,全面攻克复合材料之关键原材料的研发与制技术。
在一般人看来,张立同已是功成名就,没有必要“陷入”复合材料关键原材料技术研发这一业内公认难题。但她却认为,只要国家需要,就应该去做。“我合适当一个课题组长”,不锈钢精密铸造张立同笑言:“(这个项目)做好了,我就可以退休了”。(完)
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