淬煉“有色”人生
——記北京有色金屬研究總院副院長(zhǎng)熊柏青教授

本刊記者 郝 瑩 伍泠豫

淬煉“有色”人生
——記北京有色金屬研究總院副院長(zhǎng)熊柏青教授

本刊記者 郝 瑩 伍泠豫

主要研究方向?yàn)橄冗M(jìn)鋁合金材料與快速凝固非平衡制備技術(shù)。多年來(lái)，先后主持完成14項(xiàng)、參與完成31項(xiàng)國(guó)家級(jí)科技計(jì)劃項(xiàng)目，累計(jì)發(fā)表科學(xué)論文150余篇,其中被SCI、EI收錄100余篇，獲授權(quán)國(guó)家發(fā)明專利12項(xiàng)，合著及主編出版著作2部，榮獲部級(jí)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、二等獎(jiǎng)2項(xiàng)、三等獎(jiǎng)1項(xiàng)。

近日，我國(guó)擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)亮相珠海航展，引起國(guó)內(nèi)外的廣泛關(guān)注，并喜獲百余訂單，標(biāo)志著中國(guó)航空航天科技水平的又一次飛躍。

這一喜訊，讓北京有色金屬研究總院的熊柏青教授激動(dòng)不已。因?yàn)橛伤I(lǐng)銜研制的主合金成分具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新型高強(qiáng)韌低淬火敏感性鋁合金材料，將應(yīng)用于國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)大型整體式主承力結(jié)構(gòu)件的制造，從而使我國(guó)主要航空鋁合金材料長(zhǎng)期依賴于國(guó)外的狀況得到根本改變。

“這些年，不斷研發(fā)和制備性能先進(jìn)的鋁合金材料，為社會(huì)發(fā)展做貢獻(xiàn)，一直是我努力的方向?！毙馨厍嘟淌谔拐\(chéng)地表示。

上篇：新材料是“朝陽(yáng)方向”

新型陶瓷材料、微電子材料、光電子材料、生物醫(yī)用材料、超導(dǎo)材料……近年來(lái)，傳統(tǒng)材料所不具備的優(yōu)異性能材料、高技術(shù)發(fā)展所需的特殊性能材料、新功能材料等層出不窮。新材料已經(jīng)和信息技術(shù)、生物技術(shù)一起，成為21世紀(jì)最重要、最具發(fā)展?jié)摿Φ念I(lǐng)域之一。

早在本世紀(jì)之初，新材料就已被列為我國(guó)重點(diǎn)發(fā)展的高新技術(shù)之一，國(guó)家歷次科技發(fā)展規(guī)劃都把新材料作為優(yōu)先發(fā)展的重要領(lǐng)域，在973計(jì)劃、863計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、科技支撐計(jì)劃等科技計(jì)劃中國(guó)家都對(duì)新材料給予了重點(diǎn)支持。2009年11月，國(guó)務(wù)院總理溫家寶向首都科技界發(fā)表了題為《讓科技引領(lǐng)中國(guó)可持續(xù)發(fā)展》的講話，明確將新材料產(chǎn)業(yè)列為國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一。

作為新技術(shù)、新產(chǎn)品發(fā)展的基礎(chǔ)與先導(dǎo)，新材料的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，下游產(chǎn)業(yè)涉及電子、通訊、汽車、醫(yī)藥、醫(yī)療、航天航空、國(guó)防軍工以及房地產(chǎn)、交通運(yùn)輸、城市建設(shè)等諸多領(lǐng)域。而且，這些領(lǐng)域目前正處在高速發(fā)展時(shí)期，對(duì)新材料的需求巨大。目前，新材料產(chǎn)業(yè)在發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)成為一個(gè)具有技術(shù)和商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的重要產(chǎn)業(yè)之一，其產(chǎn)出在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。因此，如何大力推動(dòng)新材料領(lǐng)域的發(fā)展，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展助力，已經(jīng)成為諸多科研人員努力奮斗的目標(biāo)。

“這些年，我主要從事的是有色金屬新材料的研發(fā)與制備工作。我們知道，新材料包括兩種：一是全新的材料，比如三代半導(dǎo)體材料、半導(dǎo)體照明材料等；一是傳統(tǒng)材料性能的提升，比如鋁材、鋼材的成分重組以及加工工藝的改進(jìn)。我一直從事的就是第二種類型的研究工作。”長(zhǎng)期致力于鋁合金材料的研發(fā)和制備，熊柏青教授對(duì)新材料領(lǐng)域的未來(lái)充滿信心。

在材料領(lǐng)域摸爬滾打多年，熊柏青教授對(duì)我國(guó)新材料領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀有自己的認(rèn)識(shí)和體會(huì)。他說(shuō)，我國(guó)發(fā)展新材料具有自身的優(yōu)勢(shì)，例如，當(dāng)前我國(guó)工業(yè)基礎(chǔ)整體水平比較高，生產(chǎn)線比較先進(jìn)，產(chǎn)業(yè)環(huán)境也比較好，再加上國(guó)家政策的支持，可以說(shuō)面臨著很好的發(fā)展機(jī)遇。然而，同時(shí)，我們也面臨著很多挑戰(zhàn)。雖然我國(guó)許多基礎(chǔ)原材料以及工業(yè)產(chǎn)品的產(chǎn)量均位居世界前列，但是高性能的材料、核心部件和重大裝備嚴(yán)重依賴于進(jìn)口，關(guān)鍵技術(shù)受制于人，“中國(guó)制造”總體水平處在國(guó)際產(chǎn)業(yè)鏈低端。無(wú)論是推進(jìn)大飛機(jī)、高速列車、電動(dòng)汽車等重點(diǎn)工程，還是發(fā)展電子信息、節(jié)能環(huán)保等重要產(chǎn)業(yè)，都面臨著一系列關(guān)鍵材料技術(shù)突破問(wèn)題。

“加大力度，積極搶占核心技術(shù)的制高點(diǎn)是我們今后的努力方向?！毙馨厍嘟淌趯?duì)未來(lái)的發(fā)展方向非常明確，并且積攢了一腔的熱情。

中篇：科研事業(yè)需要“志存高遠(yuǎn)”

“從事科研工作，需要有遠(yuǎn)大的志向。它不是一天成長(zhǎng)起來(lái)的，是通過(guò)不斷地實(shí)踐，不斷建立起自信心，不斷為自己設(shè)立新的目標(biāo)。”1963年生人，熊柏青教授對(duì)待事業(yè)熱情、堅(jiān)定,對(duì)金屬材料領(lǐng)域的科研攻關(guān)有著濃厚的興趣。

“我的成長(zhǎng)經(jīng)歷可以說(shuō)還算是一帆風(fēng)順的。”熊柏青教授這樣告訴記者。少年時(shí)，同為金屬領(lǐng)域科研人員的父母親使他對(duì)金屬產(chǎn)生了濃厚的興趣。1981年，他以優(yōu)異成績(jī)考取北京科技大學(xué)物理化學(xué)系金屬物理專業(yè)。其后，又跟隨我國(guó)金屬材料研究領(lǐng)域的資深專家肖紀(jì)美院士完成了碩士和博士階段的學(xué)習(xí)。進(jìn)入北京有色金屬研究總院后，他對(duì)研發(fā)和制備新材料表現(xiàn)出了極大的熱情，并通過(guò)多年的扎實(shí)實(shí)踐，取得了一系列突破性的成果。

噴射成形技術(shù)是熊柏青教授的創(chuàng)新成果之一。上世紀(jì)90年代末，他率領(lǐng)研究團(tuán)隊(duì)在國(guó)內(nèi)率先突破了金屬圓錠、管坯和板坯的噴射成形制備技術(shù)，并利用該技術(shù)成功開發(fā)出在綜合性能方面具有國(guó)際領(lǐng)先水平的快速凝固800MPa強(qiáng)度級(jí)超高強(qiáng)鋁合金，以及高強(qiáng)度低膨脹鋁合金、高強(qiáng)耐熱鋁合金和硅鋁電子封裝合金等，部分材料已通過(guò)國(guó)防軍工關(guān)鍵武器裝備型號(hào)的試車考核。1999年，這一成果榮獲中國(guó)有色金屬工業(yè)科學(xué)技術(shù)二等獎(jiǎng)，適用于噴射成形工藝的金屬熔體氣霧化噴嘴結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)取得了國(guó)家發(fā)明專利。

“剛參加工作時(shí)，我的眼界還并不十分開闊，但印象最深的是當(dāng)時(shí)聽(tīng)說(shuō)了很多老前輩制造的材料被應(yīng)用到航空航天、武器裝備等重大領(lǐng)域的故事，那時(shí)候就想，我這一輩子要是能夠研制出一兩種那樣的材料就不虛此生了。”就是這樣簡(jiǎn)單的信念，支撐著當(dāng)年的年輕人一步一步成長(zhǎng)為如今金屬材料研制領(lǐng)域的專家。

具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)并應(yīng)用于國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)項(xiàng)目的新型高強(qiáng)韌低淬火敏感性鋁合金材料，可以說(shuō)是熊柏青教授的“得意之作”?！半S著飛機(jī)性能的提高，對(duì)材料的要求也越來(lái)越高。我們知道，鋁合金是飛機(jī)最主要的結(jié)構(gòu)材料，能夠占到整個(gè)機(jī)身結(jié)構(gòu)重量的60%-70%。因此，鋁合金性能的提高，不僅關(guān)系到飛機(jī)的綜合性能，還關(guān)系到飛機(jī)的壽命。”2009年，伴隨著國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)重大科技專項(xiàng)關(guān)鍵材料研制工作的啟動(dòng)，在國(guó)家863高技術(shù)計(jì)劃、國(guó)防科技工業(yè)局相關(guān)科技計(jì)劃的支持下，熊柏青教授帶領(lǐng)北京有色金屬研究總院與西南鋁業(yè)集團(tuán)公司緊密合作，于2010年相繼成功制造出厚度分別為150mm、200mm、220mm、285mm、300mm的新型高強(qiáng)韌低淬火敏感性鋁合金超厚鍛件小批量試生產(chǎn)產(chǎn)品，綜合性能完全達(dá)到用戶設(shè)計(jì)要求，從而滿足了國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)大型整體式主承力結(jié)構(gòu)件制造的緊迫需求；同時(shí)，已取得了相關(guān)制備加工工藝的國(guó)家發(fā)明專利，圍繞新型合金主成分設(shè)計(jì)所申請(qǐng)的國(guó)際發(fā)明專利已經(jīng)通過(guò)相關(guān)專利審查部門的初審。

厚積薄發(fā)，在科研領(lǐng)域是經(jīng)得起推敲的真理。早在這一項(xiàng)目啟動(dòng)之前，熊柏青教授和他的科研團(tuán)隊(duì)就已經(jīng)積累了大量的經(jīng)驗(yàn)和成果。鋁-鋅-鎂-銅系變形鋁合金，又稱為7000系鋁合金，是全世界航空航天制造業(yè)應(yīng)用最為廣泛的高強(qiáng)變形鋁合金材料，被廣泛用于制造飛機(jī)中的壁板、承力框、承力梁、翼肋等，以及航天飛行器中的主承力結(jié)構(gòu)件等。但是，截止到“九五”末期，我國(guó)7000系鋁合金材料產(chǎn)品、相關(guān)的制造技術(shù)水平與美國(guó)、歐洲、俄羅斯等國(guó)的差距至少在25年以上，相關(guān)研究亦僅僅處于實(shí)驗(yàn)室前期跟蹤研究狀態(tài)。為推動(dòng)技術(shù)發(fā)展，滿足國(guó)家發(fā)展的需求，熊柏青教授帶領(lǐng)科研團(tuán)隊(duì)與我國(guó)大型國(guó)有企業(yè)——中國(guó)鋁業(yè)公司下屬的東北輕合金有限責(zé)任公司和西南鋁業(yè)集團(tuán)公司合作，圍繞7000系鋁合金強(qiáng)化的基本原理、影響合金淬火敏感性的內(nèi)在機(jī)制等基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題開展深入研究，結(jié)合系統(tǒng)的合金成分設(shè)計(jì)、制備加工工藝參數(shù)的探索選擇、微觀組織與綜合性能的分析評(píng)價(jià)工作等，在十一五期間先后實(shí)現(xiàn)了多種高性能7000系鋁合金材料制品的產(chǎn)業(yè)化，同時(shí)，于2008年底在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模獲得了主合金成分設(shè)計(jì)及核心制造工藝具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、綜合性能優(yōu)異的國(guó)產(chǎn)新一代高強(qiáng)韌低淬火敏感性鋁合金材料，并在西南鋁業(yè)集團(tuán)公司成功完成了新型合金超大厚度鍛件和預(yù)拉伸板的工業(yè)化制造放大試驗(yàn)。這一技術(shù)成功打破了長(zhǎng)期以來(lái)西方國(guó)家對(duì)我國(guó)航空制造業(yè)的關(guān)鍵材料封鎖，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)關(guān)鍵材料的完全自主創(chuàng)新，為其進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)鋪平了道路。

下篇：產(chǎn)學(xué)研結(jié)合重在扎實(shí)

“近年來(lái)，我國(guó)高強(qiáng)高韌鋁合金領(lǐng)域的發(fā)展可以說(shuō)突飛猛進(jìn)，但是，我們?cè)诩夹g(shù)上還面臨著一系列的瓶頸，必須扎實(shí)實(shí)踐產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，實(shí)現(xiàn)核心技術(shù)的突破，打破國(guó)外的技術(shù)壁壘。”談及未來(lái)，熊柏青教授這樣告訴記者。

多年來(lái)，熊柏青的研究涉及更多的是產(chǎn)品開發(fā)。也正因如此，他才對(duì)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合有著自己的深刻認(rèn)識(shí)。他認(rèn)為，產(chǎn)學(xué)研結(jié)合重在扎實(shí)，重在清晰定位。做基礎(chǔ)研究的，應(yīng)該努力思考如何把研究做得非常深入，做到理解透徹；而做工程技術(shù)的，則要充分考慮到工程技術(shù)的可操作性，考慮到工藝的選擇和改進(jìn)，甚至要顧及經(jīng)濟(jì)效益；產(chǎn)業(yè)化這一方面，則要把管理做好，真正做到技術(shù)與市場(chǎng)的對(duì)接。只有每個(gè)環(huán)節(jié)都做得非常好，產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合起來(lái)才會(huì)產(chǎn)生良好的效果。如果分工不明確，導(dǎo)致力量分散，資金分散，不利于技術(shù)的成熟和成果的推廣。他還特別強(qiáng)調(diào)，這一點(diǎn)上，我們要向老前輩學(xué)習(xí)，他們那種實(shí)事求是，踏踏實(shí)實(shí)的作風(fēng)是值得借鑒的典范。

熊柏青教授深情地向我們講起了自己的攻讀碩士和博士期間的導(dǎo)師肖紀(jì)美院士。他說(shuō)：“老一輩科學(xué)家都是非常值得尊敬和學(xué)習(xí)的。比如我的導(dǎo)師肖紀(jì)美院士，他對(duì)我的影響可以說(shuō)讓我受用終生。首先，他常常教導(dǎo)我們科學(xué)研究要踏實(shí)，講求持之以恒；第二，他總是能從宏觀的角度讓你清楚課題研究的意義，激發(fā)學(xué)生的興趣和熱情，特別強(qiáng)調(diào)關(guān)注學(xué)科交叉的領(lǐng)域?！彼φ?，自己雖然當(dāng)上了副院長(zhǎng)也是工作需要，他時(shí)刻沒(méi)有忘記老師的教誨，并把這些東西應(yīng)用在了自己的教學(xué)工作之中。多年來(lái)，他先后培養(yǎng)研究生20余人，大部分都已經(jīng)成為所在崗位的技術(shù)骨干。

“從某種意義上講，學(xué)科發(fā)展最重要的成果，一方面是創(chuàng)造了多少有影響的技術(shù)，另一方面是培養(yǎng)出了多少人才。因此，我在院里面提倡的是‘大環(huán)境 大平臺(tái) 大項(xiàng)目 大成果 大貢獻(xiàn)’這樣五個(gè)目標(biāo)?！痹谛馨厍嘟淌诳磥?lái)，人才的成長(zhǎng)需要寬松的環(huán)境，需要在大平臺(tái)和大項(xiàng)目的推動(dòng)下不斷錘煉，只有這樣才能產(chǎn)生大成果，為國(guó)家發(fā)展做出大貢獻(xiàn)。

團(tuán)隊(duì)的建設(shè)對(duì)學(xué)科的發(fā)展具有舉足輕重的作用，熊柏青教授對(duì)此深信不疑。為此，他積極致力于打造國(guó)際一流團(tuán)隊(duì)。他認(rèn)為，吸引國(guó)際一流人才是提升團(tuán)隊(duì)實(shí)力的重要途徑，但是本地人才的培養(yǎng)也十分重要。他還說(shuō)：“這些年我們培養(yǎng)的人才，他們吃苦的精神和工作的效率，是不低于西方的。盡管我們起點(diǎn)低，但是有了拼搏的精神，要趕上國(guó)際先進(jìn)水平也不是太難的事兒。特別是經(jīng)過(guò)若干個(gè)大項(xiàng)目的磨練，我相信這些年輕的科研人員都會(huì)成長(zhǎng)為高手。更為重要的是，在這種氛圍下，我們能夠培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)的團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神，這對(duì)我們今后的科研攻堅(jiān)將是最重要的積累。”

談及今后的努力方向，熊柏青教授表示：“所謂創(chuàng)新，很重要的一條是必須認(rèn)識(shí)到知識(shí)產(chǎn)權(quán)的重要性，必須把核心技術(shù)掌握在自己手里，并實(shí)現(xiàn)突破?！彼J(rèn)為，在科研過(guò)程中，每一項(xiàng)要開發(fā)的新技術(shù)和產(chǎn)品都要考慮到專利的問(wèn)題，努力打破知識(shí)產(chǎn)權(quán)壁壘，同時(shí)，還要在新的領(lǐng)域大膽探索，形成專利的制高點(diǎn)。

科研、教學(xué)、管理，熊柏青教授每天的日程都安排得滿滿的。他忙碌著，并且樂(lè)此不疲。早出晚歸，是他多年的習(xí)慣。因?yàn)?，?duì)他來(lái)講，清早和晚上是深入思考科研問(wèn)題的最佳時(shí)刻，沒(méi)有人能夠打擾他。他告訴我們，其實(shí)自己最愛(ài)做的還是科研。每當(dāng)遇到重大的科研攻關(guān)項(xiàng)目，他都是在迎接挑戰(zhàn)，享受挑戰(zhàn)。一有疑難問(wèn)題，他的“壞毛病”就會(huì)發(fā)作。常常早上四五點(diǎn)鐘就醒來(lái)了，滿腦子醞釀的科研思路奔涌而出，趕緊打開電腦把想法勾畫出來(lái)。也有的時(shí)候，他就靜靜地坐在客廳里，一個(gè)人冥思苦想，任憑每個(gè)想法和方案在自己的腦子里盤旋……這些在旁人看來(lái)的廢寢忘食、艱辛探索，從他嘴里說(shuō)起來(lái)卻變成了人生樂(lè)事。

采訪中，熊柏青意猶未盡地向我們講起了一件事：那是1973年，第四次中東戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā)。父親興致勃勃地給他講戰(zhàn)場(chǎng)上的坦克、導(dǎo)彈，講那些武器上應(yīng)用的材料……那一年，他才10歲。

時(shí)光飛逝。當(dāng)年的小夢(mèng)想，演變成如今的科研方向。在材料科學(xué)領(lǐng)域飛躍發(fā)展的今天，熊柏青將繼續(xù)滿懷激情地探索下去。

專家檔案：熊柏青，現(xiàn)任北京有色金屬研究總院副院長(zhǎng)、有色金屬材料制備加工國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任，教授，博士生導(dǎo)師，國(guó)家人事部“新世紀(jì)百千萬(wàn)人才計(jì)劃”國(guó)家級(jí)人選，國(guó)防科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)帶頭人，享受國(guó)務(wù)院政府特殊津貼專家。曾榮獲“國(guó)家863高技術(shù)計(jì)劃十五周年先進(jìn)個(gè)人”稱號(hào)及解放軍總裝備部和國(guó)防科工委聯(lián)合頒發(fā)的“XX武器裝備建設(shè)工程”榮譽(yù)獎(jiǎng)?wù)芦@得者。