做飛機(jī)的動(dòng)力保護(hù)者

呂騰波

張小鋒

飛機(jī)的出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了人們夢(mèng)寐以求的飛天夢(mèng)想。隨著飛機(jī)技術(shù)的不斷提高，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的要求也越來越高。作為航空發(fā)動(dòng)機(jī)涂層研究的科研人員，研究出發(fā)揮抗高溫氧化、隔熱等作用的涂層，提高發(fā)動(dòng)機(jī)工作溫度、減少燃油消耗等工作，是他們義不容辭的責(zé)任和使命。廣東省科學(xué)院新材料研究所張小鋒高級(jí)工程師一直致力于航空發(fā)動(dòng)機(jī)新型熱障涂層研究，著力為航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片提供保護(hù)。

另辟蹊徑 獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷

張小鋒贏了。在對(duì)傳統(tǒng)的Y S Z熱障涂層技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)中，他提出的熱障涂層鍍鋁表面改性技術(shù)，被評(píng)為國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃亮點(diǎn)研究。這項(xiàng)在全世界首次被提出的技術(shù)，也被國(guó)際科技媒體Advances in Engineering評(píng)為“最具有科學(xué)和工程應(yīng)用價(jià)值的研究”。

這項(xiàng)第三代等離子噴涂-物理氣相沉積熱障涂層研究，首次通過了滿狀態(tài)下最長(zhǎng)航空發(fā)動(dòng)機(jī)地面試車考核，相關(guān)成果得到了央視“新聞聯(lián)播”等媒體關(guān)注。此外，鍍鋁表面改性相關(guān)學(xué)術(shù)論文也于2015年獲亞洲熱噴涂最佳論文獎(jiǎng)，2017年獲中國(guó)有色金屬學(xué)會(huì)科技論文獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。漫漫涂層技術(shù)研究之路上，張小鋒終于有了新進(jìn)展。

傳統(tǒng)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)防護(hù)主要基于YSZ熱障涂層技術(shù)，但該技術(shù)存在很多不足。例如，YSZ涂層的抗高溫氧化性能較差、耐CMAS腐蝕亦有待提高。為制備高標(biāo)準(zhǔn)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)防護(hù)技術(shù)，國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者對(duì)其進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)幾十年的研究，一直沒有最優(yōu)的解決方案。

歷經(jīng)多年探索，張小鋒另辟蹊徑，通過在涂層表面磁控濺射鋁膜及鍍鋁樣品真空熱處理，使得Al膜熔融、鋪展及滲透，并與ZrO2發(fā)生原位反應(yīng)形成α-Al2O3致密層。該致密層不僅很好地彌補(bǔ)了YSZ熱障涂層的不足，而且還為后續(xù)發(fā)展提供了多種可能。

張小鋒的成績(jī)還遠(yuǎn)不止于此，這些年，他在Nature合作期刊等國(guó)內(nèi)外權(quán)威期刊發(fā)表論文119篇，其中SCI論文51篇，累計(jì)申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利29件及美國(guó)發(fā)明專利1件。此外，他還多次受邀參加全國(guó)金屬材料優(yōu)秀青年學(xué)者論壇并作邀請(qǐng)報(bào)告，并先后主持及參與國(guó)家自然科學(xué)基金、省自然科學(xué)基金、總裝預(yù)研等十余個(gè)國(guó)家級(jí)、省部級(jí)項(xiàng)目。

腳踏實(shí)地 未來可期

如今在行業(yè)內(nèi)小有成績(jī)的張小鋒，也是經(jīng)過漫長(zhǎng)的積累才走到了今天。2009年，他作為景德鎮(zhèn)陶瓷大學(xué)—北京科技大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)碩士，師從葛昌純?cè)菏繌氖虏牧蠈W(xué)研究。2012年，他奮力考進(jìn)華南理工大學(xué)攻讀博士學(xué)位，從事材料加工工程研究，師從周克崧院士。畢業(yè)后，他留在廣東省科學(xué)院新材料研究所工作，因?yàn)榭蒲谐晒耐怀鲐暙I(xiàn)，他先后獲得廣東省自然科學(xué)杰出青年基金、中國(guó)有色金屬學(xué)會(huì)“全國(guó)有色金屬優(yōu)秀青年科技獎(jiǎng)”和“杰出工程師青年獎(jiǎng)”等。

科研榮譽(yù)越多，往往意味著科研挑戰(zhàn)也越大。張小鋒坦言，做工程研究，階段性失敗是常有的事。他回憶說，“2011年我們拿到的一個(gè)項(xiàng)目，直到2018年才獲得突破性進(jìn)展”。這就意味著前面的幾年，全部在失敗中掙扎。“而且2018年剛走出困境，如今在繼續(xù)往前推進(jìn)的過程中，又出現(xiàn)了新的問題，又遇到了新的瓶頸?！彼麩o奈且平靜地說。

但張小鋒早已不在乎一時(shí)的低谷。早在學(xué)生階段，導(dǎo)師就告訴過他：“做任何事情，哪怕已經(jīng)跌入谷底，都要堅(jiān)持。因?yàn)閳?jiān)持之后，終能看到希望?！痹趯?dǎo)師的教誨和自身的多次親身體驗(yàn)下，他做事比常人更有韌性。

張小鋒喜歡跑步，目前他已跨過知識(shí)積累的慢速期，踩碎科研失敗的低谷期，奮力追趕航空發(fā)動(dòng)機(jī)涂層研究領(lǐng)域的最前沿。未來，他希望涂層技術(shù)能夠繼續(xù)改進(jìn)，并形成批量化商品，完成從書架到貨架的轉(zhuǎn)變。