材料，是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，材料科學(xué)的研究與應(yīng)用無(wú)處不在。作為現(xiàn)代科技的核心驅(qū)動(dòng)力之一，其研究與應(yīng)用之廣泛，已深深植根于我們?nèi)粘Ｉ畹姆椒矫婷?，成為支撐和推?dòng)現(xiàn)代文明不斷進(jìn)步的基石。
加強(qiáng)新材料研究
為國(guó)制材鑄器
新中國(guó)75年的材料發(fā)展歷程可大致分為五個(gè)時(shí)期。
新中國(guó)成立初期，為了支撐國(guó)民經(jīng)濟(jì)恢復(fù)和發(fā)展，國(guó)家將鋼鐵材料作為發(fā)展重點(diǎn)。
20世紀(jì)50年代末，“兩彈一星”等重點(diǎn)國(guó)防工程的實(shí)施帶動(dòng)了高溫合金、先進(jìn)陶瓷等材料發(fā)展。
20世紀(jì)80年代以來(lái)，我國(guó)材料領(lǐng)域百花齊放，鋁合金、高分子材料和功能陶瓷等先進(jìn)材料取得長(zhǎng)足進(jìn)步。
進(jìn)入21世紀(jì)，國(guó)家在航空航天領(lǐng)域加大投入，推動(dòng)了輕質(zhì)高強(qiáng)合金和復(fù)合材料的快速發(fā)展。
黨的十八大以來(lái)，中國(guó)制造提質(zhì)增速，大國(guó)重器目不暇接，先進(jìn)鈦合金和特種鋼等“卡脖子”難題不斷被攻克，新型能源材料和納米功能材料的發(fā)展日新月異
研制合成橡膠材料
跑出航空輪胎加速度
橡膠被稱為世界交通的基石。汽車輪胎、蒸汽軟管、絕緣手套，在生產(chǎn)生活中，橡膠制品幾乎隨處可見(jiàn)。作為重要的戰(zhàn)略資源，天然橡膠在20世紀(jì)50年代初資源就十分緊缺。當(dāng)時(shí)，我國(guó)橡膠的產(chǎn)量連生產(chǎn)膠鞋鞋底都不夠。
新中國(guó)剛剛成立不久，一艘滿載5000噸合成橡膠即將回國(guó)的輪船被國(guó)外扣留，面對(duì)技術(shù)封鎖，當(dāng)時(shí)的東北科學(xué)研究所，也就是今天的長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所意識(shí)到橡膠材料對(duì)國(guó)家建設(shè)的重要性，最先開(kāi)展了合成橡膠的研究。
1950年12月28日，我國(guó)第一塊合成橡膠就在這里研發(fā)成功，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)在該領(lǐng)域從0到1的突破。
經(jīng)過(guò)20年的技術(shù)攻關(guān)，長(zhǎng)春應(yīng)化所同其他30多個(gè)單位一起，開(kāi)拓出了一條具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的鎳系順丁橡膠工業(yè)生產(chǎn)新體系，由于這些合成橡膠具有優(yōu)異的耐磨和抗老化特性，至今仍然廣泛應(yīng)用于我國(guó)汽車零部件、工程機(jī)械、航空航天等工業(yè)品的制造領(lǐng)域。
研制各類合成橡膠的目的是在一些方面模仿天然橡膠的物理性能來(lái)生產(chǎn)各類工業(yè)品。那么人類能不能研制出與天然橡膠相仿甚至在某些方面超越天然橡膠性能的合成橡膠呢？
2015年，長(zhǎng)春應(yīng)化所科研團(tuán)隊(duì)向著這個(gè)目標(biāo)發(fā)起了挑戰(zhàn)。目前，我國(guó)仿生合成橡膠制造的航空輪胎已經(jīng)通過(guò)了多方面性能測(cè)試，輪胎各項(xiàng)性能指標(biāo)滿足飛機(jī)要求。
中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所所長(zhǎng) 研究員 楊小牛：下一步，我們就是要實(shí)現(xiàn)仿生合成橡膠的工業(yè)化，萬(wàn)噸甚至是十萬(wàn)噸級(jí)的這個(gè)水平。第二點(diǎn)就是我們?cè)谛阅苌蠈?shí)現(xiàn)全面、明顯地超越天然橡膠的性能。在更多的領(lǐng)域能實(shí)現(xiàn)更好應(yīng)用，比如說(shuō)像航空輪胎，它的性能、它的壽命、它的服役條件等都會(huì)實(shí)現(xiàn)全面超越。
推動(dòng)關(guān)鍵材料技術(shù)攻關(guān)
鑄造大國(guó)重器
在位于沈陽(yáng)的中國(guó)科學(xué)院金屬研究所，今年91歲的朱耀霄老人向記者講述了師昌緒先生帶領(lǐng)大家研發(fā)我國(guó)第一代鑄造空心渦輪葉片的經(jīng)歷。
1964年，時(shí)任航空材料研究所總工程師的榮科找到金屬研究所高溫合金課題組負(fù)責(zé)人師昌緒，邀請(qǐng)他參與研制航空發(fā)動(dòng)機(jī)用的空心渦輪葉片。而當(dāng)時(shí)榮科僅憑借記憶畫(huà)出一張國(guó)外類似葉片的草圖交給師昌緒。
但就是憑借這張圖，師昌緒帶領(lǐng)科研團(tuán)隊(duì)開(kāi)始了一項(xiàng)在當(dāng)時(shí)看來(lái)不可能完成的研發(fā)任務(wù)。
在師昌緒的帶領(lǐng)下，上百名科技人員經(jīng)過(guò)一年多的艱苦攻關(guān)，研制出K417高溫合金，發(fā)展了真空精密鑄造技術(shù)，突破了空心葉片鑄造工藝難關(guān)。
1966年，我國(guó)第一個(gè)多孔鑄造空心渦輪葉片研發(fā)成功，使我國(guó)成為僅次于美國(guó)之后第二個(gè)掌握這項(xiàng)航空發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵技術(shù)的國(guó)家，該技術(shù)被大量應(yīng)用于我國(guó)當(dāng)時(shí)的戰(zhàn)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)。
遵循師昌緒先生“既要技術(shù)創(chuàng)新、更需要作風(fēng)踏實(shí)、團(tuán)結(jié)合作”的號(hào)召，金屬研究所多年來(lái)持續(xù)展開(kāi)新材料研發(fā)工作，在多領(lǐng)域取得重大技術(shù)突破，助力了我國(guó)在航天、深潛等領(lǐng)域的發(fā)展。
解決了上天和下海這些艱巨任務(wù)的同時(shí)，能夠驅(qū)動(dòng)直徑16米超大盾構(gòu)機(jī)的入地神器也實(shí)現(xiàn)了自主化。2022年，我國(guó)自主設(shè)計(jì)制造的直徑8米、重達(dá)41噸的盾構(gòu)機(jī)用主軸承研制成功，該軸承運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中承載的最大軸向力可達(dá)10萬(wàn)千牛，相當(dāng)于2500頭亞洲象的重力。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，2023年我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值達(dá)到7.9萬(wàn)億元，預(yù)計(jì)2024年將達(dá)到8.6萬(wàn)億元，2025年有望突破10萬(wàn)億元大關(guān)。
目前，我國(guó)已建立7個(gè)新材料領(lǐng)域國(guó)家制造業(yè)創(chuàng)新中心，建設(shè)了3類35個(gè)新材料重點(diǎn)平臺(tái)，形成較為完善的創(chuàng)新支撐體系，一批重大關(guān)鍵材料取得突破性進(jìn)展。
中國(guó)科學(xué)院金屬研究所所長(zhǎng)、研究員 劉崗：國(guó)家的需求就是我們的努力方向，就是我們的奮斗目標(biāo)。實(shí)際上我們?cè)诓牧涎芯窟^(guò)程中，始終堅(jiān)持基礎(chǔ)研究、關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)、工程化，這樣一個(gè)全鏈條的研究。未來(lái)要著力推進(jìn)將擅長(zhǎng)基礎(chǔ)研究的團(tuán)隊(duì)和擅長(zhǎng)應(yīng)用研究的團(tuán)隊(duì)相結(jié)合，把最新的基礎(chǔ)研究成果盡快加速在我們的關(guān)鍵技術(shù)中得以體現(xiàn)，能夠支撐我們國(guó)之重器的研發(fā)。（記者 帥俊全 褚爾嘉 遼寧總站 吉林臺(tái)）
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