發(fā)展先進陶瓷及其復(fù)合材料提升核心競爭力
——訪教育部“長江學(xué)者”、哈爾濱工業(yè)大學(xué)賈德昌教授

賈德昌 JIA Dechang

長江學(xué)者特聘教授

Chang Jiang Scholar

哈爾濱工業(yè)大學(xué)特種陶瓷研究所所

長；工信部先進結(jié)構(gòu)功能一體化材

料與綠色制造技術(shù)重點實驗室主任

Director of Institute for Advanced

Ceramics,Harbin Institute of

Technology; Director of Key Lab

of Adv Struc-Funct Integ Mater &

Green MFG Tech,MIIT

國家杰出青年基金獲得者，科技部中青年科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才，中組部首批“萬人計劃”入選者，第十二屆全國政協(xié)委員。從事先進陶瓷與陶瓷基復(fù)合材料及其在航天防熱部件上的應(yīng)用等研究。主持和參與各類科研課題30余項。研制出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的多種陶瓷基復(fù)合材料，并攻克其在工程化應(yīng)用中多項關(guān)鍵技術(shù)，在多種型號關(guān)鍵防熱部件上獲得應(yīng)用；獲國家技術(shù)發(fā)明二等獎1項，省部級科技進步一等獎3項、二等獎3項；授權(quán)發(fā)明專利60余項；發(fā)表與合作發(fā)表學(xué)術(shù)論文被SCI收錄330余篇、EI收錄300余篇；出版專著/教材5部，論著被同行他引合計3800余次。培養(yǎng)與合作培養(yǎng)25位博士、38位碩士、44位學(xué)士。

：請為我們介紹一下特種陶瓷研究所的情況，此外特陶所取得多項科技成果，采取了哪些措施激發(fā)大家的活力和創(chuàng)造力？

賈德昌：哈工大特種陶瓷研究所成立于2002年5月，前身是雷廷權(quán)院士和周玉院士1985年組建的材料科學(xué)系陶瓷材料課題組。歷經(jīng)30余年尤其近10余年的發(fā)展，初步建成了以航天和國防需求為主，同時輻射高端機械裝備制造、電子信息、能源、冶金、化工等領(lǐng)域的先進陶瓷材料與涂層設(shè)計-制備-評價-應(yīng)用研究平臺。研究方向由最初的先進陶瓷相變與韌化機理，拓展到多功能航天防熱陶瓷基復(fù)合材料、非晶及納米等亞穩(wěn)態(tài)陶瓷及復(fù)合材料、高溫與超高溫陶瓷、先進陶瓷涂層與表面改性、信息功能陶瓷與薄膜、生物陶瓷材料與涂層等方向。先后承擔(dān)各類科研項目100余項，不僅有很強的基礎(chǔ)研究能力，還具有較強的工程化應(yīng)用研究、產(chǎn)品的研發(fā)和小批量生產(chǎn)的能力。

特陶所團隊先后入選哈工大首批優(yōu)秀科技創(chuàng)新團隊、國防科工優(yōu)秀科技創(chuàng)新團隊、國家自然科學(xué)基金委優(yōu)秀創(chuàng)新群體。

2010年，在985專項支持下建成“哈爾濱工業(yè)大學(xué)-曼徹斯特大學(xué)-代爾夫特理工大學(xué)”海外學(xué)術(shù)合作基地，并先后在哈工大、曼徹斯特大學(xué)與代爾夫特理工大學(xué)召開三方學(xué)術(shù)研討會，派出青年教師和博士生赴海外留學(xué)10余人次。2013年，特陶所“先進陶瓷復(fù)合材料與涂層創(chuàng)新引智基地”項目獲教育部和國家外國專家局聯(lián)合資助，多名國外先進陶瓷材料領(lǐng)域著名教授學(xué)者受聘客座、兼職教授及學(xué)術(shù)顧問，每年邀請多名國外相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜覍W(xué)者來所講學(xué)、交流切磋。

科研人員的活力和創(chuàng)造力從內(nèi)因來看主要取決于科研人員本身的興趣、科研素質(zhì)和自身的發(fā)展訴求等因素，外因上則受政策環(huán)境、經(jīng)濟待遇、獎勵激勵機制、科研平臺條件、團隊氛圍等影響。國家與學(xué)校整個大環(huán)境方面，相關(guān)激勵科技人才創(chuàng)新發(fā)展的政策與機制在不斷完善，為激發(fā)科研人員的活力和創(chuàng)造力起到了定海神針的作用。作為輔佐周玉院士創(chuàng)建研究所的助手和現(xiàn)任所長，我所能做的就是牢記當(dāng)初周玉院士提出的“建設(shè)國內(nèi)一流、國際知名研究所”的目標，勇于擔(dān)當(dāng)，努力創(chuàng)造更好的公共平臺；營造積極向上、公平競爭、團結(jié)一致的團隊氛圍；另外，盡量給年輕人壓擔(dān)子，并通過支持科研項目與人才基金申報、職稱晉升、獎金待遇等，讓他們充分感受到，只要自己努力上進、為團隊發(fā)展敢擔(dān)當(dāng)、做出成績和貢獻，就會得到所里更大的支持幫助，就會有更大發(fā)展空間與切實的獲得感。

：您帶領(lǐng)團隊在新型亞穩(wěn)SiBCN系陶瓷及其復(fù)合材料和新型無機聚合物及其復(fù)合材料研究方面取得一系列的創(chuàng)新成果，請簡要為我們介紹一下其優(yōu)勢及潛在應(yīng)用領(lǐng)域。

賈德昌：先進陶瓷材料具有低密度、耐高溫、高強度、高剛度、高硬度、耐燒蝕、耐腐蝕、耐磨損、化學(xué)穩(wěn)定性好以及特殊或優(yōu)異的聲、光、電、熱、磁和敏感及功能轉(zhuǎn)換特性，是名副其實的各類尖端工業(yè)技術(shù)中不可缺少的關(guān)鍵基礎(chǔ)材料。開展先進結(jié)構(gòu)陶瓷及其復(fù)合材料構(gòu)件的綠色低成本制備技術(shù)，以及其在特種服役條件下陶瓷材料的損傷機理等方向的相關(guān)基礎(chǔ)研究，不僅具有重要學(xué)術(shù)價值，還具有重要工程應(yīng)用價值，對于我國國防軍工、航空航天、高端裝備制造、能源、電子信息、化工、冶金等領(lǐng)域的發(fā)展具有重要意義。

我們團隊在國際上率先開辟了以無機粉代替有機前驅(qū)體原料，通過機械化學(xué)合成及后續(xù)壓力燒結(jié)的固相法制備亞穩(wěn)SiBCN系陶瓷的新途徑，開辟了機械化學(xué)制備亞穩(wěn)SiBCN系材料的研究領(lǐng)域，發(fā)明了耐高溫SiBCN系非晶/納米塊體陶瓷及其復(fù)合材料。該系塊體陶瓷材料還表現(xiàn)出優(yōu)良的抗熱振性、耐燒蝕性能、抗氧化性和良好的可機械加工性。首次全面系統(tǒng)報道了該系塊體陶瓷及短碳纖維、碳化硅纖維增韌SiBCN系陶瓷基復(fù)合材料的力學(xué)、熱物理、熱振、燒蝕等性能特性數(shù)據(jù)，填補了相關(guān)數(shù)據(jù)的國際空白，闡明了該系新型陶瓷及其復(fù)合材料的抗熱振和燒蝕機理。

另外，還在國際上率先采用低溫高壓燒結(jié)技術(shù)制備出高致密、硬度達29GPa，模量為290GPa的完全非晶的SiBCN系塊體陶瓷，發(fā)現(xiàn)它在1600℃以上具有比SiC、Si3N4更優(yōu)異的抗氧化性能，揭示了其耐氧化機理。

已采用該系新型陶瓷材料研制出包括某新型衛(wèi)星需求的自控發(fā)動機噴管在內(nèi)的數(shù)種關(guān)鍵高溫防熱部件，成功通過地面臺架試驗考核，顯示了其在航天防熱與高溫結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的良好應(yīng)用前景，現(xiàn)在正開展系列化拓展應(yīng)用攻關(guān)。

我們團隊在鋁硅酸鹽聚合物的聚合機理、高溫陶瓷化機制、復(fù)合材料的界面結(jié)構(gòu)演化和調(diào)控、室溫和高溫損傷機制等方面取得了國際領(lǐng)先的研究成果，并利用其類似于樹脂材料的流變性和室溫操作特性開發(fā)出系列石墨烯、碳納米管、陶瓷顆粒、中空微球、短纖維、連續(xù)纖維等增強的系列鋁硅酸鹽聚合物復(fù)合材料以及高性能榴石基陶瓷復(fù)合材料。該系材料還具有優(yōu)異的防火阻燃、大面積輕質(zhì)防熱隔熱、吸波隱身、防腐和耐鹽霧侵蝕、核廢料固封等特性，因而在航空航天、國防、核能、海上風(fēng)電葉片、石油鉆井平臺、船舶等領(lǐng)域具有重要潛在應(yīng)用。

先進陶瓷材料的軍品與民品工程化還不太一樣，像衛(wèi)星、導(dǎo)彈、火箭上使用的產(chǎn)品，具有多品種、單件或小批量的特點，因為型號更新?lián)Q代比較快，不太適合一般企業(yè)承擔(dān)，而學(xué)校和研究所的科研設(shè)備一般兼具專業(yè)性和通用性的特點，比較適合承擔(dān)新型軍品的研發(fā)和生產(chǎn)。我所也正是利用在航天與國防方面的科研優(yōu)勢和較為齊全的平臺條件，承擔(dān)了多種關(guān)鍵軍品配套產(chǎn)品的研制開發(fā)與生產(chǎn)任務(wù)。在軍品項目的研發(fā)過程中，技術(shù)經(jīng)驗的積累對民品的開發(fā)有借鑒作用。先進結(jié)構(gòu)陶瓷及其復(fù)合材料、透波陶瓷材料方面的成果一旦突破，有望應(yīng)用于高端制造裝備、分析測試設(shè)備、測量系統(tǒng)以及數(shù)控機床主軸等系統(tǒng)或產(chǎn)品中所應(yīng)用各類關(guān)鍵陶瓷材料構(gòu)件、單元或系統(tǒng)。：您剛參加了第12屆環(huán)太平洋陶瓷和玻璃技術(shù)國際會議，在先進陶瓷領(lǐng)域，國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀給您哪些感觸？我們的優(yōu)勢和不足體現(xiàn)在哪些方面？

賈德昌：近些年，國內(nèi)對科研的投入力度加大，跟蹤國際前沿動態(tài)、先進技術(shù)的理論與工程化研究不再僅依靠參加國際會議來獲取，隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的發(fā)展，獲取信息的渠道變寬了，每年規(guī)格不同的會議只是獲取相關(guān)信息的渠道之一。隨著國內(nèi)各項研究不斷取得創(chuàng)新和突破，國內(nèi)學(xué)者參會人數(shù)的不斷增多，國際會議上的新鮮感越來越低了，國內(nèi)的基礎(chǔ)研究水平迅速上升，在越來越多的領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了從跟跑到并跑，有些方向已經(jīng)領(lǐng)跑。但國際會議仍然是學(xué)習(xí)和了解國際學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界最前沿進展的主要渠道之一，對于提高科技工作者的學(xué)術(shù)交流與科研能力等方面依然是很好的平臺。

這些年我國先進陶瓷材料的產(chǎn)業(yè)化方面獲得可喜的發(fā)展，有越來越多的內(nèi)地企業(yè)走上國際舞臺，同國外參展商參與同臺競爭。但從總體情況來看，我們在產(chǎn)品的原創(chuàng)性、產(chǎn)品的檔次與水平、企業(yè)規(guī)模及影響力等方面，較發(fā)達國家依然存在不小的差距。主要表現(xiàn)在，不管是先進結(jié)構(gòu)陶瓷還是先進功能陶瓷，我們的產(chǎn)業(yè)化規(guī)模還是小而散，生產(chǎn)的產(chǎn)品在整個產(chǎn)業(yè)鏈中也是偏低端的，而國外產(chǎn)品的價值和技術(shù)含量則更高，我們只是在局部或者個別點上能參與國際競爭；在先進陶瓷材料領(lǐng)域，我國還沒有國際著名的公司或知名品牌，在國際公司實力排名的榜單上，還難以見到中國公司的身影。另外，國內(nèi)先進陶瓷材料制備、加工、檢測等領(lǐng)域所需的高端裝備制造方面，與國外存在較大差距；國內(nèi)相關(guān)高校、研究所所用的高端儀器設(shè)備，幾乎清一色為德、日、美產(chǎn)品。

美、德、日、法等先進國家，在開展型號攻關(guān)的時候，材料方面的研究多數(shù)已有成熟的成果，即材料成果儲備就像貨架上的產(chǎn)品一樣，根據(jù)應(yīng)用需求直接挑選適宜的材料。而我國在材料、基礎(chǔ)研究和研制開發(fā)等方面的積累還遠遠不夠，新材料的研究多是以型號需求為牽引，導(dǎo)致新材料的研究處于從屬地位。對于新材料的研究多以重大工程或型號項目的時間節(jié)點、以政治命令或要求倒排時間進度表，即采用倒逼機制，甚至違背科研發(fā)展的客觀規(guī)律，這就大大增加了工程或型號成功的風(fēng)險性。

先進陶瓷材料研究的這種現(xiàn)狀，只是我國整個材料領(lǐng)域水平與現(xiàn)狀的一個縮影。我國也早已意識到新材料在國家安全、各類工業(yè)和整個國民經(jīng)濟當(dāng)中所處的引領(lǐng)帶動作用的基礎(chǔ)性地位，尊重“一代材料、一代裝備、一代產(chǎn)業(yè)”的發(fā)展規(guī)律，在《中國制造2025》和國家十三五和中長期規(guī)劃中，均將新材料列為重要發(fā)展領(lǐng)域；近來國務(wù)院又進一步強調(diào)新材料的基礎(chǔ)和引領(lǐng)地位，在新材料產(chǎn)業(yè)與重大專項安排、新材料強國計劃等方面，已經(jīng)和正在對包括先進陶瓷材料在內(nèi)的新材料的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化進行全面布局，相信不久的將來，我國會在該方面取得快速發(fā)展與重大突破，實現(xiàn)由材料大國向材料強國的蛻變，從而支撐我國由制造業(yè)大國向制造業(yè)強國、由科技大國向科技強國、由經(jīng)濟大國向經(jīng)濟強國邁進。

：您的科研教學(xué)工作比較繁忙，還擔(dān)任了第十二屆全國政協(xié)委員，請簡單談?wù)勀母惺堋?/p>

賈德昌：擔(dān)任全國政協(xié)委員、進行國家層面的參政議政對我來說是一個很高的榮譽，當(dāng)然也同時給我?guī)砹嗽趯W(xué)識、能力、精力和體力等各方面的挑戰(zhàn)和壓力。通過開始階段的多次學(xué)習(xí)培訓(xùn)、每年兩會期間向老委員們學(xué)習(xí)和參政議政過程的親自實踐，逐漸從門外漢，一點一點地進入角色，通過準備與提交提案、發(fā)言、接受媒體采訪等，反映社情民意、共商國是、議政箴言；另外，回到工作崗位后，向?qū)W校各級組織和有關(guān)人員傳達兩會精神。

作為科技界政協(xié)委員，我參政議政的話題和提交的提案主要圍繞科研、高等教育和人才培養(yǎng)等展開。從小的方面來說涉及科研經(jīng)費的撥付與管理、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才的培養(yǎng)；大的方面，包括科技體制改革、東北老工業(yè)基地的振興、資源枯竭型城市的轉(zhuǎn)型與精準扶貧等。在撰寫提案之前，收集調(diào)研必不可少，這方面省政府和省政協(xié)、學(xué)校各有關(guān)部門以及同事和朋友等方方面面都給予了大力支持與幫助；另外，我們也會為有關(guān)企業(yè)或個人代交一些提案，來反映一些有代表性的群眾訴求。在兩會期間，從自己繁忙的科研教學(xué)工作中進入到兩會這個國家平臺中，接觸到的都是各行各業(yè)尤其是科技界的精英，通過與他們的接觸交流，無論在參政議政能力學(xué)習(xí)培養(yǎng)，還是在技術(shù)領(lǐng)域和為人處事方面，對自己都是一個非常好的學(xué)習(xí)提高的機會，這對我本身就是一個巨大的收獲和回報。因此，非常感謝學(xué)校和省有關(guān)組織和領(lǐng)導(dǎo)的信任，推薦和選拔我作為全國政協(xié)委員。

還好，自己較好地完成了任務(wù)，沒有辜負學(xué)校、省里的囑托與希望和全國政協(xié)的要求。在全國兩會期間提交提案10余件，多個提案受到有關(guān)部門的重視、積極反饋或被直接采納，促進了相關(guān)政策、計劃的出臺與科學(xué)實施，達到了參政為民、造福一方、為國分憂解難的效果。本人參政議政、建言獻策的辛勞與實效得到了本校黨委書記王樹權(quán)同志積極肯定，《中國政協(xié)報生態(tài)周刊》記者高志民同志評價本人有一種“仗劍走天涯”的情懷。2015年獲得九三黑龍江省委“優(yōu)秀社員”榮譽稱號。