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陶瓷材料应用航天写下佳话——记中国工程院院士周玉
作者:HORSA | 来源:黑龙江省欧美同学会 | 发布日期:2009/12/5

23年前,周玉在导师的建议下选定了陶瓷材料研究方向,而陶瓷耐磨耐热的特质也令周玉十分倾心。与瓷一样,周玉的耐性很强,实验室中上百次的失败不会令他退缩,课题中严苛的要求不会令他畏难,正是这种耐性伴随他一步步攻关克难,直达科技尖峰。通过20余年的系列研究和工程实践,周玉发明了4个系列航天防热复合材料及制备工艺,并突破其在工程化应用中存在的多项技术难关,已获得了应用,为我国航天防热复合材料的研制开发及在航天器上的应用做出了突出贡献。

遇才而弥珍

周玉是1978年考入哈尔滨工业大学金属材料及热处理专业的学生。1984年,周玉硕士毕业后留校任教。1985年,周玉开始在职攻读博士学位,师从著名材料学家、中国工程院院士雷廷权教授。1986年6月,雷廷权教授为周玉确定了陶瓷材料研究的博士论文研究方向。陶瓷强度高、耐磨性好、抗腐蚀能力强、耐高温等特点,在航空航天、电子、化工、冶金、机械制造等领域有广阔的应用前景。1988年,在日本完成了博士论文课题的周玉谢绝了日本方面的诚心挽留,带着400余张电镜底片回到母校。周玉说:“日本的科研环境虽然优越,但母校有我的学生,还有我的工作、我的责任。”

周玉最初在金属材料及热处理教研室担任负责人,后来又组建了材料科学系特种陶瓷研究所,现在担任着哈工大副校长的职务。
 
而今成为院士,周玉最感谢的就是一直以来支持他的团队。而事实上在团队中,周玉才是那块令人才凝聚在一起的“磁石”。叶枫教授就是在周玉的强力邀请下归国的。叶枫是雷廷权教授的博士生,毕业后曾赴德国、日本等地做访问学者。2004年,叶枫在国外的研究项目即将结束时,周玉及时与他取得联系,并向他介绍了学校良好的发展环境。现在叶枫已经成了陶瓷研究所里塞隆陶瓷及其复合材料研究方向的带头人。

同样被周玉教授吸引回国的还有教育部新世纪优秀人才欧阳家虎教授。欧阳家虎回校当年就申请了一个自然科学基金,翌年又申请了一个“863”项目,成为所里热障涂层和高温自润滑陶瓷涂层研究方向的带头人。

抚今追昔,特种陶瓷研究所副所长贾德昌教授非常感慨地说:“当年整个研究所一张桌儿就能坐下,现在整个所已有师生近百人,其中还有中国青年科学家奖获得者、国家级有突出贡献的中青年专家、国家杰出青年基金获得者等杰出人才。”

遇挫而弥坚

1992年12月,周玉的课题组碰到了难题。设计部门提出的设计要求十分苛刻:1至2秒钟内,气动热使防热部件表面要由室温升到很高的温度,防热部件要面临恶劣的热冲击,同时还要经受高温速气流的冲刷烧蚀。先进陶瓷材料与传统的金属材料相比在耐高温、耐烧蚀方面有得天独厚的优势,但如何提高抗热震性,成了课题组必须解决的关键问题。

周玉的课题组开始饱尝失败的痛苦。在发动机震耳欲聋的怒吼声中,科研人员透过观察窗亲眼看着自己煞费苦心制成的样件,瞬间就被高温高压燃气流吹得粉身碎骨时,心都要碎了。当时参与项目的温广武教授说:“当时,我们觉得离成功那么遥远。但周玉老师一直很有信心。他说,只要方向对头、方案正确,就一定能成功。”

经历了无数次的失败之后,努力终于有了回报。课题组发现,当采用短纤维与陶瓷颗粒复合增韧石英玻璃基体时,材料的强度、韧性显著改善,可以在保持基体良好抗热震性的基础上使耐烧蚀性提高,达到了设计方案的使用要求。课题组研发的陶瓷基复合材料制造出了航天器防热部件模拟件,这些航天器防热部件模拟件先后5批次通过小样、中样及1比1样件的地面模拟试验,最后被确定为唯一方案。这次研究的相关成果也获得了1996年航天工业总公司科技进步一等奖。

遇难而弥勇

周玉是学校出了名的勇士。贾德昌回忆说:“当初我们课题组实验室还在机械楼地下室时,与学校的配电房离得很近。有一次,大家正在做实验,突然听见外面有人喊着火了。当时,正好在实验室的周玉老师,在大家发愣的时候,抄起灭火器,就冲进了往外冒烟的配电房……”

周玉的勇敢不仅仅表现在生活中,在科研中,他更是勇于迎难而上。鸡西柳毛碳素公司守着亚洲最大的优质天然石墨矿,上世纪90年代初,公司确立了生产天然石墨电极代替人工石墨电极的构想。为实现这个振兴地方经济的计划,鸡西市政府也积极为其拨款。然而生产线建成后,生产出的天然石墨电极却不合格。企业陷入了困境,心急火燎地四处求援。国内许多高校、科研院所以及俄、德等国的专家都对其中的生产技术难题束手无策。后来,这家公司的代表找到了周玉。当时,周玉课题组的几个重要的科研项目正处在攻关阶段,任务十分紧。但是,当他详细了解情况后却说:“让我们试试吧!”

当时课题组也有人对此有顾虑:接下这个项目就等于埋下一个潜在的危机。如果这个项目失败,势必会对课题组的声誉造成一定的负面影响。可周玉对课题组的成员说:“如果这个项目成功了,就会给鸡西的工人带来工作的机会和希望,给当地的财政带来新的增长点。”经过一年多艰苦的技术攻关,课题组终于胜利完成了项目的预期目标。虽然后来由于种种原因,项目未能顺利投入中试,但周玉知难而上的气魄还是深深打动了合作组双方的每位成员。

闫明星  赵宇清

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