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【甘肅科技報(bào)】從隴中田埂到浩瀚星辰——記全國(guó)先進(jìn)工作者、蘭州化物所研究員張永勝
甘肅科技報(bào)社融媒體中心記者 ?張?jiān)莆?/span>
4月28日,在中華全國(guó)總工會(huì)成立100周年之際,中國(guó)科學(xué)院蘭州化物所研究員張永勝榮獲“全國(guó)先進(jìn)工作者”稱號(hào)。這份榮譽(yù),是對(duì)他數(shù)十年扎根西部,在材料科學(xué)領(lǐng)域默默耕耘,為國(guó)家高端裝備發(fā)展貢獻(xiàn)卓越力量的最高褒獎(jiǎng)。他的求學(xué)經(jīng)歷、科研選擇以及攻克技術(shù)難題的奮斗歷程,不僅彰顯出一位科研工作者心懷家國(guó)、矢志報(bào)國(guó)的赤子之心,更讓我們從中感受到中國(guó)科技事業(yè)蓬勃發(fā)展的強(qiáng)勁脈搏。
科研的種子在鄉(xiāng)間悄然萌發(fā)
1977年,張永勝出生于甘肅通渭農(nóng)村。在那個(gè)物資匱乏的年代,村里難得一見(jiàn)的飛機(jī)、汽車等現(xiàn)代裝備深深吸引著他。他常常纏著大人問(wèn)這問(wèn)那,渴望了解這些“鐵家伙”的奧秘。隨著年齡的增長(zhǎng),他漸漸意識(shí)到,這些裝備的強(qiáng)大性能離不開(kāi)各種關(guān)鍵材料的支撐。這種樸素的認(rèn)知,在他心中種下了對(duì)材料科學(xué)的濃厚興趣。
“人類文明經(jīng)歷了石器時(shí)代、青銅時(shí)代、鐵器時(shí)代……每一次人類文明進(jìn)步實(shí)際上都是生產(chǎn)工具的材料起著關(guān)鍵作用?!睆堄绖俦磉_(dá)了他對(duì)材料的深刻見(jiàn)解。高考填報(bào)志愿時(shí),張永勝毫不猶豫地選擇了甘肅工業(yè)大學(xué)(現(xiàn)蘭州理工大學(xué))的材料專業(yè)。在這里,他學(xué)習(xí)了金屬學(xué)與熱處理相關(guān)知識(shí),無(wú)數(shù)個(gè)日夜的不懈努力,為他日后的科研道路奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)?!澳莻€(gè)時(shí)候,能考上大學(xué)就已經(jīng)很不容易了,更何況是自己喜歡的專業(yè)。我心里就想著,一定要好好學(xué)習(xí),將來(lái)能為國(guó)家做點(diǎn)事情?!睆堄绖倩貞浀馈?/span>
2001年畢業(yè)后,大部分同學(xué)都去了沿海發(fā)達(dá)地區(qū),但張永勝并未心動(dòng)。在馬勤教授的推薦下,他進(jìn)入了中國(guó)科學(xué)院蘭州化物所,由此開(kāi)啟了他與“潤(rùn)滑”的不解之緣。在陳建敏研究員和胡麗天研究員的指導(dǎo)下,他不斷學(xué)習(xí)深造,于2008年獲得物理化學(xué)理學(xué)博士學(xué)位。
潤(rùn)滑材料,看似不起眼,卻在高端裝備中扮演著至關(guān)重要的角色。無(wú)論是航天飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī),還是精密機(jī)床的軸承,都離不開(kāi)高性能的潤(rùn)滑材料。它們關(guān)乎國(guó)家戰(zhàn)略安全和產(chǎn)業(yè)升級(jí),是我國(guó)亟須突破的關(guān)鍵核心技術(shù)。張永勝深知自己選擇的這條路注定充滿挑戰(zhàn),但他沒(méi)有退縮,反而更加堅(jiān)定了攻克技術(shù)封鎖壁壘、掌握核心主動(dòng)權(quán)的決心。
扎根西部開(kāi)啟“潤(rùn)滑”科研征程
張永勝的科研之路,離不開(kāi)薛群基院士、劉維民院士等老一輩科學(xué)家的悉心指導(dǎo)。他們求真務(wù)實(shí)、創(chuàng)新奉獻(xiàn)的精神,深深影響著張永勝,也堅(jiān)定了他扎根西部,為國(guó)家發(fā)展貢獻(xiàn)力量的決心。
面對(duì)諸多來(lái)自東部地區(qū)科研院所和企業(yè)的邀約,張永勝始終堅(jiān)守在西部?!疤m州化物所一直有著艱苦奮斗、默默奉獻(xiàn)的精神。老一輩科學(xué)家在這里扎根了幾十年,為國(guó)家做出了巨大的貢獻(xiàn)。我們也要傳承這種精神,繼續(xù)為國(guó)家的發(fā)展貢獻(xiàn)力量。”張永勝說(shuō)。
從熱處理到潤(rùn)滑材料,面對(duì)跨領(lǐng)域的挑戰(zhàn),張永勝?zèng)]有畏懼,而是深入行業(yè)和用戶,詳細(xì)了解實(shí)際工況的需求,不斷學(xué)習(xí)新的知識(shí),與團(tuán)隊(duì)成員共同攻克技術(shù)難題?!白隹蒲?,不能閉門造車,一定要深入實(shí)際,了解用戶的需求,才能真正解決問(wèn)題?!边@是張永勝經(jīng)常掛在嘴邊的一句話??蒲泄ぷ鞅仨氁試?guó)家需求為導(dǎo)向,他告誡團(tuán)隊(duì)成員:“國(guó)家需要做什么,我們就做什么。”
2013年至2014年期間,他獲得了赴美國(guó)西北大學(xué)作訪問(wèn)學(xué)者研究的機(jī)會(huì)。這段經(jīng)歷讓他受益匪淺。他深刻感受到,雖然美國(guó)在某些技術(shù)積累和理念方面依然領(lǐng)先,但中國(guó)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和科研隊(duì)伍的實(shí)力已經(jīng)不遜于美國(guó)。尤其讓他印象深刻的是美國(guó)在材料基因組方面的研究,他們通過(guò)高通量計(jì)算和實(shí)驗(yàn)加速新材料的研發(fā)。他敏銳地意識(shí)到,這種方法論將極大地提高科研效率,于是將其帶回國(guó)內(nèi),應(yīng)用于自己的科研工作中?!爱?dāng)時(shí)我就想,我們不能一直跟在別人后面跑,一定要有自己的創(chuàng)新。要把國(guó)外的先進(jìn)理念和技術(shù)學(xué)過(guò)來(lái),變成我們自己的東西?!睆堄绖僬f(shuō)。
回國(guó)后,張永勝將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際科研項(xiàng)目。他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)致力于解決極端環(huán)境下的潤(rùn)滑難題,為高端裝備在高溫、高轉(zhuǎn)速等苛刻條件下的穩(wěn)定可靠服役提供保障。
“極端”環(huán)境下的“極端”突破
經(jīng)過(guò)多年的努力,他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)成功突破了1300℃的高溫潤(rùn)滑技術(shù)難題。研發(fā)階段,張永勝深知理論與實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的局限性。為了加速研發(fā)進(jìn)程,在中國(guó)科學(xué)院儀器研制設(shè)備專項(xiàng)支持下,團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)了一套模擬火箭發(fā)動(dòng)機(jī)工況的地面模擬設(shè)備,實(shí)現(xiàn)了動(dòng)密封測(cè)試環(huán)境的真實(shí)模擬。這套設(shè)備不僅提升了研發(fā)效率,更為后續(xù)科研工作奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
張永勝及其團(tuán)隊(duì)提出了“在嚴(yán)苛環(huán)境中服役的極端環(huán)境高溫潤(rùn)滑材料的設(shè)計(jì)新原理”,突破了傳統(tǒng)陶瓷復(fù)合潤(rùn)滑材料的局限。他們采用納米化技術(shù)和仿生設(shè)計(jì),并專注于陶瓷復(fù)合潤(rùn)滑材料的研發(fā),最終成功地為高溫、高速工況下的潤(rùn)滑材料應(yīng)用提供了新的解決方案。團(tuán)隊(duì)通過(guò)原位成型技術(shù),解決了陶瓷部件與金屬部件焊接后容易失效的問(wèn)題,并克服了將實(shí)驗(yàn)室小尺寸樣品放大到實(shí)際應(yīng)用大尺寸構(gòu)件過(guò)程中的一系列技術(shù)難題。
然而,研發(fā)之路并非一帆風(fēng)順。張永勝坦言,失敗的次數(shù)難以計(jì)數(shù),從材料體系到工藝優(yōu)化,經(jīng)歷了無(wú)數(shù)次嘗試和調(diào)整。特別是在高溫潤(rùn)滑材料的研發(fā)方面,每提高 100℃,耐溫性能都面臨著巨大挑戰(zhàn)。為了突破瓶頸,團(tuán)隊(duì)采取逐步迭代的方式,從1000℃、1100℃到1200℃……不斷實(shí)驗(yàn)提升潤(rùn)滑材料的耐溫性能,最終實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵性的突破。
標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)推動(dòng)科研成果轉(zhuǎn)化
張永勝團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期承擔(dān)國(guó)家重大重點(diǎn)項(xiàng)目,其研制的“潤(rùn)滑密封材料產(chǎn)品與評(píng)價(jià)技術(shù)”有力支撐了航空航天等領(lǐng)域裝備的迭代升級(jí)和創(chuàng)新發(fā)展。對(duì)于科研成果的應(yīng)用,他有著深刻的認(rèn)識(shí),強(qiáng)調(diào)要打通從基礎(chǔ)研究到工程應(yīng)用的整個(gè)鏈條,確保材料的性能滿足實(shí)際需求,并能夠快速迭代升級(jí)。
將實(shí)驗(yàn)室的成果應(yīng)用于實(shí)際工程機(jī)械領(lǐng)域,意味著要經(jīng)歷反復(fù)的、周期漫長(zhǎng)的研發(fā)和驗(yàn)證過(guò)程。張永勝深知,制約中國(guó)潤(rùn)滑材料發(fā)展的不僅是材料本身的研發(fā),還有評(píng)價(jià)技術(shù)的滯后。
為了推動(dòng)科研成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用,張永勝果斷下定決心,建立具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和自主可控的潤(rùn)滑材料性能評(píng)價(jià)技術(shù)體系。他組建了專用科學(xué)儀器開(kāi)發(fā)和評(píng)價(jià)技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì),與材料研發(fā)團(tuán)隊(duì)、工藝團(tuán)隊(duì)和制造團(tuán)隊(duì)協(xié)同工作,形成了一個(gè)完整的鏈條。這支成立于2021年的評(píng)價(jià)團(tuán)隊(duì),致力于攻克評(píng)價(jià)裝備領(lǐng)域關(guān)鍵核心技術(shù),更重要的是,他們自主研發(fā)的多臺(tái)/套評(píng)價(jià)裝備是國(guó)內(nèi)外首創(chuàng)性成果。
在構(gòu)建評(píng)價(jià)技術(shù)體系的過(guò)程中,張永勝總結(jié)出實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑材料自主創(chuàng)新和應(yīng)用的三個(gè)核心突破點(diǎn):一是合成耐高溫的新潤(rùn)滑材料;二是通過(guò)跨尺度的構(gòu)筑設(shè)計(jì)和工藝研發(fā),將材料制造成零部件;三是開(kāi)發(fā)自主可控的評(píng)價(jià)技術(shù)。他深知,建立標(biāo)準(zhǔn)是推動(dòng)科研成果轉(zhuǎn)化為商品的關(guān)鍵步驟。雖然標(biāo)準(zhǔn)化過(guò)程涉及到各方利益的博弈,需要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的審批程序,并可能遭到同行業(yè)的反對(duì),但該團(tuán)隊(duì)堅(jiān)持以科學(xué)的態(tài)度,充分論證標(biāo)準(zhǔn)的必要性和可行性,最終推動(dòng)了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的立項(xiàng)。
目前,已經(jīng)商業(yè)化的超高溫水氧環(huán)境摩擦測(cè)試設(shè)備、航空航天動(dòng)密封測(cè)試系統(tǒng)以及滾動(dòng)軸承模擬測(cè)試系統(tǒng),全部基于國(guó)產(chǎn)零部件和材料實(shí)現(xiàn)了完全的自主可控。張永勝借鑒國(guó)外科研工作者自主搭建設(shè)備的思路,并結(jié)合自身科研需求,研發(fā)出能夠更好地模擬實(shí)際工況的非標(biāo)設(shè)備,為材料研發(fā)提供更有針對(duì)性的指導(dǎo),顯著縮短了研發(fā)周期,大幅降低研發(fā)成本?!拔覀兙褪且蚱茋?guó)外的壟斷,做出我們自己的東西?!睆堄绖賵?jiān)定地說(shuō)。
潤(rùn)物無(wú)聲向“新”行
在航天領(lǐng)域,張永勝團(tuán)隊(duì)的重要貢獻(xiàn)體現(xiàn)在顯著提升了航天發(fā)動(dòng)機(jī)的重復(fù)使用次數(shù)。通過(guò)研發(fā)高性能潤(rùn)滑密封材料產(chǎn)品與評(píng)價(jià)技術(shù),他們成功地將航天發(fā)動(dòng)機(jī)在超高轉(zhuǎn)速或超高溫下重復(fù)使用次數(shù)從最初的2次突破到了現(xiàn)在的20次以上,可極大地降低航天發(fā)射的成本,提高航天活動(dòng)的效率,這些成果都為我國(guó)航天事業(yè)未來(lái)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。與此同時(shí),他們?cè)诤娇疹I(lǐng)域也取得了突破性進(jìn)展。張永勝團(tuán)隊(duì)研發(fā)的潤(rùn)滑材料為國(guó)產(chǎn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的迭代升級(jí)提供了關(guān)鍵支撐,解決了跨越中的核心瓶頸問(wèn)題。張永勝介紹說(shuō),其團(tuán)隊(duì)在液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵部件,特別是渦輪泵動(dòng)密封技術(shù)方面取得的突破,對(duì)于可重復(fù)使用火箭的發(fā)展至關(guān)重要。液氧火箭發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪泵負(fù)責(zé)將液氧等推進(jìn)劑輸送到燃燒室,其密封性能直接影響著發(fā)動(dòng)機(jī)的性能和可靠性。為了解決多次點(diǎn)火啟停中液氧易泄漏的問(wèn)題,該團(tuán)隊(duì)在材料的迭代優(yōu)化、加工性能和密封設(shè)計(jì)方面進(jìn)行了大量的研究和實(shí)驗(yàn)。
在談及取得的成就時(shí),張永勝始終保持謙遜的態(tài)度,將榮譽(yù)歸功于團(tuán)隊(duì)的集體努力,強(qiáng)調(diào)團(tuán)隊(duì)精神在科研工作中的重要性。張永勝認(rèn)為科研工作需要高度的團(tuán)隊(duì)精神,并將團(tuán)隊(duì)比作一個(gè)階梯,每個(gè)成員都在不同的位置上發(fā)揮著自己關(guān)鍵的作用。
張永勝認(rèn)為,蘭州化物所自1958年籌建以來(lái),一代代科研人員秉承著老一輩科學(xué)家的奉獻(xiàn)精神,在西部艱苦的環(huán)境下默默耕耘,才取得了今天的成就。西部地區(qū)在待遇等方面與東部存在差距,唯有依靠精神力量的支撐,才能吸引和留住人才,推動(dòng)科研事業(yè)的發(fā)展。作為一名全國(guó)先進(jìn)工作者,張永勝深知這份榮譽(yù)的意義,他認(rèn)為這不僅是個(gè)人榮譽(yù),更是對(duì)蘭州化物所老一輩科研工作者精神的傳承。他希望通過(guò)自己的行動(dòng),將這種精神傳遞給下一代。
如今,張永勝又瞄準(zhǔn)了新的目標(biāo)——智能潤(rùn)滑材料?!拔磥?lái)的潤(rùn)滑材料應(yīng)該能‘感知’環(huán)境變化,實(shí)現(xiàn)自我感知、自我調(diào)節(jié)、自我修復(fù)?!痹谒膸ьI(lǐng)下,團(tuán)隊(duì)已經(jīng)開(kāi)始探索人工智能與材料科學(xué)的交叉研究?!皣?guó)家提出載人登月和深空探測(cè)等計(jì)劃,這對(duì)潤(rùn)滑材料提出了更高要求。”張永勝說(shuō),“我們必須跑得更快些?!?/span>
張永勝載譽(yù)歸來(lái)后,蘭州化物所召開(kāi)了全國(guó)先進(jìn)工作者事跡座談會(huì)。座談會(huì)上年輕的科技工作者們共同分享著這份來(lái)之不易的榮譽(yù),真切地表達(dá)著對(duì)張永勝科研精神的贊嘆。“張老師20多年帶著我們一直在啃嚴(yán)苛環(huán)境下的潤(rùn)滑材料技術(shù)硬骨頭,他有著盯住一個(gè)目標(biāo)攻堅(jiān)克難、精益求精的堅(jiān)韌精神……”“張老師經(jīng)常帶我們舉辦一些國(guó)際和國(guó)內(nèi)的大學(xué)科、小學(xué)科會(huì)議,引導(dǎo)我們向交叉學(xué)科融合……”
張永勝,一位扎根西部、心懷家國(guó)的科研工作者,他用自己的行動(dòng)詮釋了“愛(ài)國(guó)、創(chuàng)新、求實(shí)、奉獻(xiàn)”的科學(xué)家精神。他潤(rùn)物無(wú)聲,默默地守護(hù)著國(guó)之重器,將論文寫在了祖國(guó)大地,寫在了浩瀚星空。在蘭州化物所的實(shí)驗(yàn)室里,我們看到了一群年輕的面孔,他們正在張永勝的帶領(lǐng)下,為國(guó)家高端裝備的發(fā)展,默默奉獻(xiàn)著自己的青春和智慧。他們就像一支支小小的“潤(rùn)滑劑”,為實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的中國(guó)夢(mèng)貢獻(xiàn)著自己的力量。