——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求
——中國科學(xué)院辦院方針
語音播報
張永勝(左二)在實驗室工作。中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所供圖
“我們做科研講究‘大處著眼,小處著手’?!敝袊茖W(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所研究員張永勝在近日接受《中國科學(xué)報》采訪時說,“‘大處著眼’就是緊盯國家重大戰(zhàn)略需求,把潤滑材料研發(fā)從基礎(chǔ)研究到工程應(yīng)用的全鏈條都統(tǒng)籌好,為成果轉(zhuǎn)化鋪好路。‘小處著手’就是抓細(xì)節(jié),從基礎(chǔ)理論、新原理這些最底層的東西開始研究,把基礎(chǔ)打牢?!?/p>
張永勝秉持著“大處著眼,小處著手”的原則,帶領(lǐng)團(tuán)隊長期扎根西部,在陶瓷摩擦磨損、潤滑與密封等關(guān)鍵領(lǐng)域深耕細(xì)作,開展了一系列系統(tǒng)性、創(chuàng)新性科研工作,為我國材料科學(xué)的發(fā)展作出了卓越貢獻(xiàn)。憑借多年如一日的堅守與奉獻(xiàn),今年,張永勝獲“全國先進(jìn)工作者”稱號。
科研初心:從懵懂選擇到堅定熱愛
張永勝與材料科學(xué)的緣分,始于年少時對生活中各種材料的敏銳感知?!澳菚r候?qū)Σ牧暇陀姓J(rèn)知,知道材料對人類文明進(jìn)步的重要性,從石器時代到鐵器時代,每一次進(jìn)步都離不開材料的發(fā)展。所以填報志愿時,我就堅定選擇了材料專業(yè)。”張永勝說,在大學(xué)期間,他對材料科學(xué)的學(xué)習(xí)充滿熱情,為日后的研究打下了堅實基礎(chǔ)。
畢業(yè)后,張永勝來到中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所,開啟了摩擦潤滑領(lǐng)域的科研職業(yè)生涯。
初入研究所,張永勝就被濃厚的科研氛圍所感染,老一輩科學(xué)家的“家國情懷”和“愛國忠誠、專注攻關(guān)、求真務(wù)實、創(chuàng)新奉獻(xiàn)”的精神,深深影響著他?!罢沁@種精神,讓我堅定了扎根西部、投身科研的決心。”張永勝回憶道。
在研究所老一輩科學(xué)家的悉心指導(dǎo)下,張永勝迅速成長,將個人追求與國家需求緊密結(jié)合,立志在摩擦和潤滑領(lǐng)域為國家作出貢獻(xiàn)。
攻堅克難:突破材料研發(fā)的重重壁壘
2013年,張永勝獲得了前往美國西北大學(xué)做訪問學(xué)者的機(jī)會。訪學(xué)期間,他接觸到國際上最先進(jìn)的材料研發(fā)理念和技術(shù)。“美國在材料研發(fā)方面有很多值得我們學(xué)習(xí)的地方,比如在材料基因組研究中引入數(shù)據(jù)驅(qū)動的方法,大大縮短了材料的研發(fā)周期?!睆堄绖僬f,“這讓我深受啟發(fā),回國后,我將這些先進(jìn)理念引入研究中,進(jìn)一步提高了研發(fā)效率?!?/p>
在美國的學(xué)習(xí)經(jīng)歷不僅讓張永勝拓寬了視野,也讓他更加堅定了為祖國材料科研事業(yè)貢獻(xiàn)力量的決心?;貒螅瑥堄绖俚难芯糠较蚴菨櫥牧?,特別是極端環(huán)境下使用的潤滑材料?!拔覀冄芯康臐櫥牧闲枰诟邷?、高壓、高轉(zhuǎn)速等極端條件下使用,這對材料的性能要求極高?!睆堄绖僬f。為了滿足這些苛刻的條件,他帶領(lǐng)團(tuán)隊不斷探索和創(chuàng)新。
“我們曾經(jīng)接到一個任務(wù),需要研發(fā)一種能夠在1400多攝氏度下使用的潤滑材料。這種材料不僅要耐高溫,還要具備良好的力學(xué)和潤滑性能,同時還能承受極高的轉(zhuǎn)速?!睆堄绖僬f,要研發(fā)出在這種苛刻環(huán)境下服役的結(jié)構(gòu)/功能一體化潤滑材料,難度可想而知。
為了破解上述難題,張永勝帶領(lǐng)團(tuán)隊深入企業(yè),了解裝備制造的實際需求。通過與企業(yè)緊密合作,他們明確了研發(fā)方向。張永勝坦言,在科研征途上,失敗的次數(shù)難以計數(shù),從材料體系選擇到工藝持續(xù)優(yōu)化,團(tuán)隊經(jīng)歷了無數(shù)次嘗試與調(diào)整。每提高100攝氏度的耐溫性能,都仿佛是在攀登一座險峻的山峰,面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。為此團(tuán)隊采取逐步迭代的方式,從1000攝氏度到1100攝氏度,再到1200攝氏度,不斷實驗、調(diào)整。
經(jīng)過多年努力,團(tuán)隊成功研制出一系列新型陶瓷復(fù)合潤滑材料。這些材料不僅能夠針對性滿足高溫、高壓、高轉(zhuǎn)速的極端工況要求,還展現(xiàn)出卓越的耐磨性和自修復(fù)功能。
創(chuàng)新引領(lǐng):推動材料科學(xué)的迭代升級
科研成果從實驗室走向?qū)嶋H應(yīng)用,要跨越一道巨大的鴻溝?!耙獙櫥牧险嬲龖?yīng)用到航空、航天等領(lǐng)域,必須開發(fā)模擬實際工況的綜合性能評價技術(shù)。”然而張永勝表示,實驗室評價的指標(biāo)體系與實際工況不匹配,導(dǎo)致研發(fā)周期長、成本高,成為新材料研發(fā)的一大阻礙。
面對這一困境,張永勝敏銳意識到標(biāo)準(zhǔn)的重要性。他決心以標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)為突破口,搭建科研成果轉(zhuǎn)化的橋梁。2021年,張永勝組建了專門的評價研發(fā)團(tuán)隊,立志開發(fā)結(jié)合實際極端工況條件的材料和部件級性能評價技術(shù),并推動相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的建立。
在標(biāo)準(zhǔn)制定過程中,困難接踵而至。一方面,要建立一套全新的評價體系,沒有現(xiàn)成的經(jīng)驗,需要從“零”開始探索;另一方面,標(biāo)準(zhǔn)一旦建立,將對行業(yè)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響,必然會面臨來自各方的質(zhì)疑和阻力。
張永勝沒有退縮,他帶領(lǐng)團(tuán)隊深入調(diào)研,廣泛收集行業(yè)數(shù)據(jù),并結(jié)合實際需求,反復(fù)論證標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)性和合理性。他們與各方進(jìn)行充分溝通,耐心解釋標(biāo)準(zhǔn)的重要意義和長遠(yuǎn)價值。經(jīng)過不懈努力,團(tuán)隊成功推動了企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的建立,并逐步向行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)邁進(jìn)。
通過標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng),團(tuán)隊自主研發(fā)的模擬試驗設(shè)備得到廣泛應(yīng)用,能夠?qū)櫥牧辖Y(jié)合裝備服役需求進(jìn)行全面的性能評估,及時發(fā)現(xiàn)并解決問題。這一舉措大大縮短了研發(fā)周期,降低了研發(fā)成本,為科研成果轉(zhuǎn)化提供了有力保障。
在標(biāo)準(zhǔn)的引領(lǐng)下,團(tuán)隊研制的系列潤滑密封材料產(chǎn)品與評價技術(shù)成效顯著,有力支撐了航空航天等領(lǐng)域高端裝備的迭代升級。
以火箭發(fā)動機(jī)為例,傳統(tǒng)使用的密封材料耐磨性能有限,發(fā)動機(jī)的重復(fù)使用次數(shù)僅為一至兩次。而團(tuán)隊研發(fā)的高抗沖擊耐磨復(fù)合密封材料,通過嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)評價和優(yōu)化,成功將發(fā)動機(jī)的重復(fù)使用次數(shù)提高至20次以上,大大提升了發(fā)動機(jī)的性能和可靠性,為長征系列火箭發(fā)動機(jī)的升級換代提供了可靠保障,也為我國載人登月等航天任務(wù)的成功實施奠定了堅實基礎(chǔ)。
目前,已經(jīng)商業(yè)化的超高溫水氧環(huán)境摩擦測試設(shè)備、航空航天動密封測試系統(tǒng)及滾動軸承模擬測試系統(tǒng),全部基于國產(chǎn)零部件和材料,完全自主可控。
如今,張永勝帶領(lǐng)團(tuán)隊在極端環(huán)境潤滑材料技術(shù)領(lǐng)域取得的一系列成果,不僅填補(bǔ)了國內(nèi)在該領(lǐng)域的多項空白,還使我國在該領(lǐng)域的研究達(dá)到了國際先進(jìn)水平。
(原載于《中國科學(xué)報》?2025-06-25?第4版?綜合)
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