研发出坚不可摧的“神奇陶瓷” ——访2017年陕西省科学技术发明一等奖获得者张军

张军（受访者供图）

■记者张潇

“个人兴趣要和国家战略需求相结合。”西北工业大学材料学院教授、博士生导师张军说。前不久，他负责的“超高温氧化物共晶陶瓷及其凝固制备技术”，获得2017年陕西省科学技术发明一等奖。

让陶瓷变得坚不可摧

据张军介绍，该技术主要是为了解决航空、航天、能源等国防和其他高技术领域，对1600℃以上水氧环境长时、稳定工作的轻质超高温结构材料的重大战略需求而开展研究的，已实现了从基础理论、制备技术、工艺装备到实际应用的原创性关键技术突破。

基础科学成果取得不易。张军团队从2002年到2017年历经十余年，在团队数十名科研人员共同努力下，不断进行基础研究和技术攻关，最终突破了技术难关，开发了具有优异力学性能的新型超高温氧化铝基共晶自生复合陶瓷。

为什么研发这样的新材料？张军对记者说：“一代材料就意味着一代新装备。不管设备是民用还是军用，材料都是其基础。我们材料研究者追求的最好的材料，就是具有轻质、高强、耐高温等优异的综合性能，同时它还要能承受一些突然的冲击与变化，具有较好的容错性。”

在超高温氧化物共晶陶瓷目前的研究成果中，突破了传统的陶瓷烧结工艺，创造性地将共晶凝固理论、陶瓷成分设计与熔体生长技术相结合，采用陶瓷材料液固相变的方法，在保证高温强度的同时，提高了氧化物陶瓷的韧性，增进了它的容错性，让陶瓷这个普通人印象里的易碎品变得“坚不可摧”。

“科技工作者很重要的一点就是要有好奇心，要保持对科学研究的热爱。”谈起研发的初衷，张军告诉记者：“最初就是想做凝固理论前沿研究，是我自己的科研兴趣。凝固理论本身属于基础学科，就想弄懂非规则共晶生长的一些基本问题。在我的导师傅恒志院士的指导下，在张立同院士的鼓励下，后来又结合到国家对超高温结构材料的重大需求，个人兴趣如果能和国家需求相结合，就会走得更远更好。”张军说，高科技的发展就像盖楼房，基础科学研究是地基，地基打不牢，楼就盖不高。“虽然我们的工业技术发展进步很快，但我们的工业基础相对薄弱，仍缺乏高精尖的产业基础，很多材料和零部件依然依赖进口，还有很长的路要走。但我们有国家战略的支持，如果真的下定决心要解决高科技发展的问题，那就一定会解决。”

“在十数年的研发中，我们发现，科研领域要想出成果，团队的人才策略也一样重要。”团队骨干成员苏海军教授对此很有心得，他说：“我们培养学生，教授知识和能力固然很重要，但更重要的是价值的塑造，要注重学生的价值观、人生观和世界观的塑造，要为国家需求而服务。”

争取形成自己的标准和规范

针对现阶段研发成果的应用，张军表示，目前研发出来的超高温氧化物共晶陶瓷及其凝固制备技术正在实验室不断进行性能考核，例如考察材料在1500℃氧化环境下是否会氧化、强度能否保持等，这都是作为航天材料的必要考核。团队也在和航空航天研究院所以及企业积极沟通合作，争取形成一套自己的标准和规范，以实现研发成果的落地应用。

张军说：“应用前审核过程是漫长的。我们现在实际要做的，一方面是继续理论研究，从理论层面进一步支撑技术的发展，这也是高校科研的长处。另一方面，在实验室中发展一套新的技术方法和装备，开展材料的性能检测，探索工程化构件的制备工艺，为工程化应用做好准备。下一步，就是和研究院所及企业合作，将技术转让给他们，进一步开展深度的应用性研究和开发。”

“因为我们目前的研发成果比较前沿，国家又有需求，要尽快地和研究机构或者企业合作，不管是解决武器装备在材料方面的需求还是高端技术构件的需求，我们都希望能够尽快应用。”针对下一步研发计划，苏海军表示，目前正在进行结构更加复杂的陶瓷材料的研究，也运用了3D打印技术和新方法，让材料直接成型，即运用数字化、信息化的方法进行材料研发和构件制作。

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