從三尺講臺到科研一線,曲選輝帶領團隊在粉末冶金這個“既古老又現代”的領域里,換來了中國材料“自立自強”的底氣。在他看來,科研工作者的“勞模精神”一是要腳踏實地,二是要面向學科前沿和國家重大需求勇于創新,正如他創立北京科技大學新材料技術研究院時提出的“頂天立地”理念一樣,做“頂天”的基礎研究,出*的科技成果;做“立地”的科研項目,為國家解決實實在在的難題。
曲選輝的專業是粉末冶金。為了讓外行聽懂,他常打一個生動的比方:“粉末冶金就像‘抓中藥’。”就是把金屬粉末或者無機非金屬材料粉末按比例混合,通過成形和燒結,就能產生具有奇妙性能的材料來。在他看來,這門技術的核心魅力在于“綠色”與“精準”,通過成形和燒結,運用粉末冶金技術可以直接成形,做出復雜形狀的制品,不需要傳統的機械加工,節省能源且原材料利用率極高。
如今,大到航天發動機的渦輪盤、高鐵的閘片,小到折疊屏手機的轉軸、攝像頭模組支架,粉末冶金技術無處不在。但在曲選輝剛入行的上世紀70年代末,情況卻遠非如此。曲選輝是我國恢復高考后的*屆學生,1977年,他考入當時的中南礦冶學院(現中南大學)特冶系粉末冶金專業。在學校實驗室,一根黑灰色的棒子引起了曲選輝的好奇,原來這是鎢合金制作的穿甲彈,密度可達18g/cm3以上,是鋼的兩倍多,能夠穿透幾十厘米的鋼板。然而,這樣重要的軍工產品,以我國當時的制備技術是無法生產的。
帶著要為國實現突破的愿景,在海外公派留學的曲選輝毅然回到母校中南大學,參與了我國*粉末冶金國家重點實驗室的籌備與建設。經過二十余年的接續奮斗,曲選輝團隊成功研制出大尺寸難熔金屬制品,做出了世界*大的鎢坩堝,支撐了我國藍寶石單晶和半導體行業的發展。如今,這些曾被“卡脖子”的技術已經變成了我們的戰略優勢。2012年,國家研發“復興號”中國標準動車組,提出要具備完全的自主知識產權。接到研發高鐵剎車盤閘片任務后,曲選輝發現,當列車時速達到350公里甚至更高時,高鐵剎車盤上的閘片因劇烈摩擦產生高溫,進口的剎車材料出現了災難性的失效:閘片表面會像掉渣一樣一塊塊脫落,甚至融掉。
“全世界沒有人關注這個問題,因為國外沒有這么高的速度需求。”曲選輝說。這種“無人區”里的原始創新讓曲選輝一度感到迷茫,“*難的是沒有頭緒,沒得可學,只能自己闖。”面對這一難題,曲選輝帶領團隊從基礎理論開始死磕,通過無數次迭代實驗和大數據分析,終于發現關鍵不在于材料機體,而在于高溫下形成的那層“摩擦膜”。*終,他們利用粉末冶金的調控技術,讓閘片在近千度的高溫下依然能均勻磨損、穩穩剎車。這項技術不僅讓“復興號”跑得穩,還通過改進,讓剎車噪音降低了20分貝,應用在了北京冬奧會的“雪之夢”和杭州亞運會的“西子號”專列上。
文/本報記者張月朦