【新材料】在一次一次失败中,让铝里“长”陶瓷

    在一次一次失败中,让铝里“长”陶瓷

▲王浩伟与科研团队研究交流。

在一次一次失败中,让铝里“长”陶瓷记陶铝新材料领军人王浩伟:“他是永不服输的拼命三郎

他怀揣赤诚报国之心,勇于攀登材料制备的高峰,耿心不寐30年,带领上海交通大学特种材料研究团队,研制出拥有完全自主产权的纳米陶瓷铝合金新材料。

他秉持强国富民之梦,使这一战略性材料应用于航空航天、电子汽车等领域。在上海交通大学与安徽淮北共同打造的产学研基地,助推“材料轻量化革命”,陶铝新材料将可能带来我国航空材料的革命性进步。

他,就是上海交通大学材料科学与工程学院教授、长江学者王浩伟。

买不起炉子,借。试验没经费,借!

中秋时节,夜幕笼罩下的淮北经开区静谧祥和,坐落在这里的上海交通大学安徽陶铝新材料研究院灯火通明。中试车间里,王浩伟带着十几个工作人员在熔炼炉旁忙碌着。他一米六几的个头,皮肤黝黑,脚下一双布鞋已经磨出了细碎的毛边。

51岁的王浩伟出生在安徽萧县农村,16岁考上西北工业大学。“上了大学才知道,我国的大部分先进材料都靠进口,高端材料国外封锁,只能靠自己研制。”王浩伟说。从1986年攻读硕士开始,他一头扎进材料研究中,主攻金属基复合材料研究,在周尧和院士的长期指导和严格培养下,30年来锲而不舍。

“铝很轻软,而陶瓷刚度和强度高,二者能否结合生成既强又轻的新材料?”这是个世界性难题,王浩伟开始用物理方法在铝中“掺”陶瓷,多年研究下来都不理想。1992年在上海交大从事博士后研究,在导师吴人洁教授“原位自生”的思想指导下,他尝试通过化学方法让铝里“长”陶瓷。

1996年春,上海交大送他去德国斯图加特大学访问研究,很快就取得了不错的结果。德国的指导教授很欣赏他,为他申请了马普学者奖,可以连续资助三到五年。“国家培养我那么多年,我得回国啊!”1997年的冬天,他舍弃了德国的高端实验室毅然回国。

当时国内科研条件十分艰苦,科研团队只有3人,马乃恒教授是其中之一。他说:“买不起实验的炉子和模具就跟别人借,别人白天做完我们晚上做。没有实验室,就在公共实验室的角落里铺开场地……”

陈东2003年考取王浩伟的博士研究生,他至今记得初见导师时的场景。连续十几天的上海高温天气里,王教授带领团队成员,光着膀子在上千摄氏度的化铝炉旁翻砂,因没有起重设备,小个子的王浩伟踩着几块砖头,抬起了高达一米、重一两百斤的砂箱。“我从未见过这样的教授,像工人一样干活,身上有大大小小的烫伤,衣服上全是窟窿。”

这一幕发生在王浩伟的“实验室”里:在学校帮助下,租借的100多平方米的废旧厂房,窗户玻璃碎了,四面漏风。“我们就是一群穿着破破烂烂的‘叫花子’。”他自嘲道。在材料放大试验初期,没有经费,甚至是学校破例借钱给他才渡过难关。

“他是永不服输的拼命三郎”

对于王浩伟团队来说,失败是“家常便饭”了。“一次次失败,一次次重新开始。”一位团队成员回忆说,“每个科研活动都是一个问题套着一个问题,系统而复杂,我们一个接着一个难题去研究,如此反复做了上千次试验。”

到了本世纪,曾被国际上广泛关注和研究的陶铝复合材料,因长期研究没有重大突破,绝大多数团队都转换了方向,可王浩伟并不放弃。“他这个人很执着,做什么事情都认真、较真,不受外界干扰,从读书起到现在都专注搞这个研究,很多人放弃、半途而废,然而他却坚持了下来。”上海交大先进产业技术研究院院长刘燕刚说。

30年来,王浩伟像机器一样高速运转,多次历经危险。

一次在处理材料表面时,王浩伟的双手被严重腐蚀。当天他连续做了6个小时实验,拿下手套时,手掌已全变黑了,伴随着被氢氟酸腐蚀的剧烈灼痛,他的双手开始起泡,表皮溃烂,露出红色的鲜肉,指甲变黑坏死,当天被紧急送往医院,医生说:“这个化学烧伤如果再晚点来,会危及生命!”手缠绷带一个多月,吃饭都困难,可他并没有“休息”,依旧泡在实验室里,指导团队实验。他被团队成员称为“永不服输的拼命三郎”。

2005年,王浩伟团队终于研发出陶铝新材料,但随后材料工业化应用的几年,是他人生最苦的一段时光。他有一年多没出过校门,几乎都待在实验室里。做实验从白天做到晚上,夜里睡觉床头还放着笔记本,一旦有灵感了马上记下来。“他敢想敢做,雷厉风行,科研火花迸发、事不过夜,攻关期间常常深夜接到他的电话沟通讨论。”马乃恒说。

材料攻关完成后,采用陶铝制备的装备首次通过试验考核时,现场所有人都在欢呼庆贺,此时,王浩伟却因心脏承受不了而躺下了。所幸及时救治,他被抢救过来。

他的课从来不考勤,但事实上每次上课都是满座

在科研上,王教授像一颗钉子锲而不舍。在教学上,他同样是颗钉子,十分认真。

“王浩伟深入浅出讲复杂原理,讲材料的性能可能从烧一壶开水的气泡入手。”上海交大教授楼松年告诉记者,他的课从来不考勤,但事实上每次上课都是满座。

在王浩伟的学生看来:他“大咖”但不“大牌”,讲课特别生动。“无论再忙,他从不缺课,上课总是充满激情。一次上课,他突然停下了,很抱歉地对我们说,‘我坚持不住了,先吃两粒速效救心丸,再给大家继续上课。’我们都很感动!”一位学生回忆说。

他把教书育人当做一门艺术和学问,以自己的行动感染和教育着学生。在王浩伟团队10名核心成员中,一半以上是他的学生,其中4人学成归国,3人因持续攻关放弃出国。学生陈哲,获法国博士学位后,放弃国外大学的邀请,回国跟着他做科研。夏存娟博士被老师的爱国情怀感染,毕业后随即加入团队。她说:“王教授把家国使命当作自己使命,我们愿意跟他一起拼!”

正是这种执着坚守,这一战略新材料已用于天宫一号、天宫二号、量子卫星等,同时正在汽车活塞、转向节等领域推广应用。目前,王浩伟团队已在商飞、商发开展多种部件试验,与中国商飞实现深度合作,剑指“新一代航空材料”。

“昨日入海戏蛟龙,今夜巡天探月宫。微纳精化陶瓷铝,明朝凌空缚鲲鹏。”王浩伟教授写下这样一首励志小诗。

“我的梦想是在人类航空史上留下新一代中国人的材料,不管要多长时间,都会盯着不放!”王浩伟说。

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