性能比进口材料好,价格只有国外产品的1/6,海军工程大学教授杨自春研制出新型耐火材料

7月31日,新华社发布消息:中央军委主席习近平日前签署通令,给2个单位、5名个人记功。其中,海军工程大学杨自春教授被记国防科技三等功。

当天,长江日报记者前往海军工程大学采访杨自春教授。他正在实验室里给今年入学的研究生学员讲课。他对学员们说:“瞄准未来战场,学好前沿知识,将为你们实现强军梦打下扎实基础;而矢志培育人才、加快科研攻关,就是我们军队教育工作者的使命职责。”

杨自春教授。 通讯员李智力 摄。

醉心科研,研制国家急需的耐火砖

杨自春教授是研究新型绝热材料的专家。他说,这看似微不足道的耐火砖有的比金子还贵。

杨自春介绍,耐火砖作为一种镶嵌在舰船锅炉内壁的耐火隔热材料,要经受熊熊大火的炙烤,一旦受损坍塌,战舰就会立刻丧失动力无法航行,且在短时间内难以修复。三十多年前,我国多数舰艇用的耐火砖依赖进口,装备保障受制于人。

事关重大,有关部门把自主研发新型耐火砖的“死任务”下给了杨自春所在的教研室。当时刚满30岁的杨自春像铆足了劲的发条,开始日夜奋战。

舰用锅炉在工作过程中,炉膛内温度极高。耐火砖要在很小的厚度范围内,使迎火面的高温传到背火面时温度大大降低,并且能抵抗住内部气流、火炮射击、导弹发射和大风浪产生的强烈振动和冲击,否则锅炉的钢铁外壳就可能发软变形。这样的耐火砖,该选什么样的材料制造?杨自春查阅大量文献资料,遍访国内知名的耐火材料研究院所和厂家后,将目光锁定在一种新型陶瓷材料上。

这种陶瓷材料既要具有耐热性好、使用寿命长的优点,又要消除陶瓷本身韧性差的缺陷,这就必须在材料中加入数十种其他配料。各种配料加多少?怎么加?成为摆在杨自春面前急需攻克的难题。他以材料学知识为基础,制定了9 类陶瓷材料配方和100多个对比试验方案。材料从送进炉膛预热到烧制出成品要一个星期,杨自春和战友们把铺盖卷搬到了实验室。炉膛内的极高温度,经过几层隔热后,在外面观察仍有七八十摄氏度。在这种极其恶劣的试验环境下,他们不间断地观察记录。成品出炉后,还要应用测试仪器对其各项性能指标逐一进行测试、分析、计算,尔后对材料配方进行修改完善。前后历时一年多,新型陶瓷材料的配方最终被确定。

配方解决了,工艺怎么办?杨自春创造性地提出“梯度密度”的概念,利用新技术、新工艺,做出的新型耐火陶瓷样品,其耐火和隔热性能均有了显著提高。

做出样品,只是万里长征走出第一步。从样品到实装,还需要进行大量的陆上试验。经过反复测试,陆上试验合格。杨自春又马不停蹄地赶往某驱逐舰支队,进行海上性能考核试验。

成功了!那天,在全工况、高负荷测试中,耐火砖“争气”地表现出优异的物理性能。杨自春一举解决了国内数十年未突破的技术难题,这型耐火砖也在海军舰艇上得到广泛应用。

来不及享受成功的喜悦,杨自春教授又向“超高温高抗热震耐火材料”这座科技高峰发起冲锋。前后历经7年,杨自春终于研制出超高温高抗热震陶瓷材料,这种材料的高温耐压性能比进口材料提高了一倍,价格却只有国外产品的六分之一。更重要的是,有了这种材料后,我国在研制某重点型号武器装备时,不再受制于人。

瞄准战场需求,全心全意为国育才

将实验结果交给导师杨自春时,博士研究生张震内心忐忑不安,虽然他已经过反复计算验证,可得出的结果就是“与众不同”。到底是哪个环节出问题了,他怎么也找不到答案。

“出乎意料的结果,也可能是发现了一条全新路径。”令张震意想不到的是,杨自春没有否定实验结果,而是鼓励他在这个“不同”中深挖细研。在杨自春的指导下,张震经过艰难攻关,最终合成出一种在国防领域极具应用前景的新型材料,相关学术研究成果被化学领域顶级期刊刊发。

像对待张震的实验结果一样,杨自春把每名学员探索未知领域的创意灵感都视作宝贝,鼓励他们大胆开拓创新、勇敢挑战权威,紧贴装备应用和备战打仗搞科研,收获了累累硕果。

“教育是一项神圣而庄严的事业,必须倾注全部心血去做。”在三十余载的教学生涯中,杨自春教授始终坚守军队教学工作者的初心使命,无论面对的是博士、硕士,还是本科学员,他都突出为战育人,围绕备战打仗精心备课、细致打磨课件。

《舰艇汽轮机装置及系统》,是杨自春主讲的课程之一。这是一门专业核心课程,也是现代舰船动力的基础课,内容涵盖工程热力学、流体力学、控制科学、材料科学等多领域,对学员岗位任职至关重要,课程难度大,对学员的创新思维及知识运用能力要求高,很多学员有畏难情绪。为此,杨自春特别注重深入浅出,将理论知识与实际案例紧密结合,用简单的举例与推导讲解复杂的概念,使复杂的知识变得容易理解,使学员看到理论在实际应用中的价值,激发学员的学习热情。

“教授讲课最吸引人的地方,是他善于引用实例让我更加了解现阶段实际的军事需求。”在开课之前,学员桂岩有些许畏惧,由于这门课程涉及的内容较为专业且复杂,他担心自己无法跟上课程进度。随着课程的进行,听杨教授讲多次上舰调研、遇到困难一步步通过基础理论进行破解的经验体会,桂岩的见识逐渐丰富,对课程的紧张感也逐渐消退,他对课程产生浓厚的兴趣,成绩也提升得很快。

为了让学员深入理解掌握课程内容,杨自春教授不断进行教学探索和创新教学模式,他的授课也深受广大学子的喜爱。他的授课优良率始终保持在100%,评教结果也多次位居全校前列,赢得了师生们的广泛赞誉。

作为全军唯一的“动力工程及工程热物理”一级学科博士学位授权点和博士后流动站的负责人,杨自春紧跟时代步伐,面向作战平台动力技术的变革需求,精心布局并开展了军事新能源、军用新材料、新型动力技术等方向的研究。他主持了“军事能源与动力”学科专业群的建设工作,通过优化学科布局、强化师资队伍、提升科研水平等一系列有力措施,推动了学科建设的稳步发展。

2013年,杨自春整合教研室的材料研究力量,组建“舰船高温热防护材料创新团队”。经过10多年建设,实验室拥有国内先进的试验设备和检测手段,能独立进行舰船高温结构复合材料全部陆上试验,并与武汉理工大学、同济大学、洛阳耐火材料研究院、北京科技大学等国内相关专业院所建立了良好的合作关系。

在积极搭建平台,栽好梧桐树的同时,杨自春把更多的精力放在培养青年才俊上,始终将团队建设和新质人才培养视为自己工作的重中之重,不遗余力地为团队年轻成员搭建成长的舞台和发展的天地,带领他们去基层部队、科研院所、生产厂家调研和参加交流活动,鼓励他们主持重点项目研究工作,让他们能够迅速成长起来。

某型舰用大功率汽轮机组热力及强度校核科研项目,技术难度大,杨自春却把重担压在当时30岁出头的年轻博士陈国兵身上,从项目申报、研究攻关到后期答辩,都由他全权负责。

项目鉴定会上,来自各级装备部门的领导和十多名专家教授很惊讶:项目汇报人竟然如此年轻。但是陈国兵的表现很快就打消了在座领导和专家的疑虑。从项目总体设计到具体细节把握,从理论原理到实际研制,他的讲解论述条理十分清楚。在提问环节,面对专家们连珠炮式的轮番发问,陈国兵冷静作答,获得鉴定委员会专家的一致好评。

从2008年独立承担科研项目以来,陈国兵先后主持和参与了20余个科研项目。在实战化的摔打锤炼中,陈国兵能力素质不断提高,现已成长为蒸汽教研室主任、教授,是科研团队的骨干力量,开始挑起团队的大梁,共获得国家科技进步奖和军队科技进步奖6项。

目前,杨自春创新团队人才济济:团队成员平均年龄不到35 岁;成员中既有研究舰船新材料的,也有搞舰船动力系统新技术的,还有负责前沿基础理论研究的……大家目标统一、分工明确,汇聚在一起形成了强大的创新合力。

2023年,杨自春带领的团队荣获海军首批高端科技创新团队殊荣。团队成员中有多人次入选国家万人计划青年拔尖人才、军队“学科拔尖人才”、“科技英才”等高层次人才计划,更有10人次荣立三等功。

(通讯员熊峰 侯融 长江日报记者陈其雄)

【罗田甜】

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