女博士“异想天开”新材料填补世界空白

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2019年04月25日14:41  来源:长沙晚报
 

  范景莲在生产一线与技术人员交流。      长沙晚报全媒体记者 余劭劼 摄

  范景莲在生产一线与技术人员交流。   记者 余劭劼 摄

  人物名片

  范景莲,市劳动模范,中南大学粉末冶金研究院难熔所所长,我国难熔金属学术带头人。

  人物故事

  熟悉范景莲的人,都喜欢叫她“范博士”。30多年里,范景莲只专注于做两件事,一是研发出目前世界上最耐高温抗烧蚀材料,二是将科研成果成功实现产业化,材料产品成功应用于我国航空航天、飞行器等重点领域,以全新的姿态颠覆了难熔金属材料的传统,开创了“纳米/微纳复合”超高温难熔金属基复合材料先河,填补了世界空白。

  研发出世界上最抗烧蚀的材料

  新型超高速飞行器在近地空间高速长时间飞行,其前端关键结构部件表面会产生2000℃至3000℃高温,承受强表面氧化和高动压高过载冲击,这对热端构件提出了极为苛刻的使用要求,是国际公认的最突出技术难题。

  一次,一篇有关杂交水稻的报道让范景莲灵光乍现,如果用超高温陶瓷材料和难熔金属实现“微纳复合”,是不是可以像杂交水稻一样实现双方优势互补,既有陶瓷的高熔点、低密度等特性,又有金属的延展性呢?

  一直以来,材料技术要求材料越纯越好,现在反而要将杂质引入金属,范景莲的想法被人认为“荒唐”。

  范景莲决定进行研究。缺乏超高温实验设备,范景莲自掏腰包在株洲租借高温炉,每烧制一炉样品的费用在1万元左右。一次又一次的失败,她的学生都开始质疑,对范景莲说:“您不在电脑上做模拟仿真,偏要跑去做实验,材料都不知道废了多少?!?/p>

  经过反复的实验,一年后,范景莲终于烧出了满意的材料样件,世界上最抗烧蚀的材料终于研发成功。这种微纳复合轻质难熔金属基复合材料实现了难熔金属高温强韧、轻量化和抗烧蚀一体化设计,其高温强度比现有超高温难熔金属提高5倍以上,密度降低1/2;经风洞和发动机反复考核,材料无破坏、近零烧蚀,可实现空气中超高温环境下的长时间抗烧蚀、抗冲刷、抗高过载冲击,在高超声速武器热防护、新型高能发动机等超高温领域迅速得到推广和应用。

  让尖端技术材料走上产业化之路

  材料有了,新问题又来了。面对这种超高温难熔金属复合材料,国内多家加工企业都束手无策?!鞍蜒芯砍晒涑煽捎τ玫牟?,才能真正体现其价值?!狈毒傲?。于是,她开始了人生的再一次挑战——让材料产业化。

  范景莲实验室骨干成员“众筹”了100万元,租借了一处民房,自己进行加工。团队先买来一台普通车床,开始工艺摸索。每天晚上,范景莲带着学徒席地而坐,一边看设备说明书,一边摸索操作,逐渐掌握诀窍,做出了简单样品。

  但要做出复杂零部件,还需要一台五轴五联动的数控车床,价值两三百万元。买不起,怎么办?范景莲找到原长沙机床厂厂长,耐心请教。后来,这位厂长出了个主意,先买一台三轴的,然后再买轴组装,这样就只需要花三四十万元。经过努力,一年多下来,加工问题终于得到解决。

  2014年,范景莲带着一批一直从事新材料研究的博士、硕士、工程人员,创建了长沙微纳坤宸新材料有限公司。2017年公司实现批量生产,并相继开发了4大类材料体系、50多种高温部件。今年,公司订单金额已有8000多万元?!拔⒛衫ゅ芬殉晌夜娇蘸教?、国防军工以及兵器船舶等领域多个型号产品的唯一供应商?!狈毒傲院赖厮?。(记者 肖芳)

  人物感言

  世界一流从来不是跟在他人身后得来的。只有想别人没想过的,做别人没做过的,才能把“笑话”变成现实。 ——范景莲

(责编:李芳森、邢佳)