韩文爵:新材料服务国家航空航天

发布人:陈维亚发稿时间:2024-10-09浏览次数:23

     在东华大学建校70多年来的发展过程中,涌现出一大批有理想信念、有道德情操、有扎实学识、有仁爱之心的教书育人东华“好老师”和“大先生”。他们在教书育人这样平凡而伟大的岗位上,书写了一个个感人的故事。

 为传承和发扬东华精神,讲好老一辈东华人的奋斗故事,退休党委联合退休教育工作者协会暨老教授协会,推出“锦绣东华,春华秋实”系列老教师个人回忆文集。


 大学时期是探索个人兴趣与爱好的黄金时代,我们不仅能够广泛学习知识,还能深入理解自我。通过四年的探索,我们能够明确自己的职业方向和能力,这将为我们未来的职业生涯指明方向,减少不必要的弯路。我本人的专业是材料科学与工程,专注于无机非金属、玻璃、胶粘制品以及玻璃纤维领域。

     1981年,我加入了轻工业部玻璃搪瓷研究所,致力于玻璃陶瓷的研究与开发。1998年,随着研究所并入东华大学,我也正式成为了东华的一员。在材料科学与工程学院,我负责教授研究生《材料成型与加工》以及本科生《玻璃工艺学》、《无机粉体工程学》和《特种玻璃材料学》等课程。看到一届又一届的学生努力学习并在工作岗位上取得优异成绩,我感到无比欣慰。

     在所有工程活动中,材料的使用至关重要,其性能直接影响第二产业的竞争力。材料科学与工程是连接基础学科如数学、物理、化学,以及应用学科如生命科学、地球科学、冶金学,直至工程学科如机械、航空、化工的桥梁。只有强大的材料学科才能将基础研究与工程实践紧密结合,确保宏观工程的结构均匀性、性能一致性和长期服役的稳定性,从而赋予产品品牌效应,实现百年大计。

     在校工作期间,我还承担了特种无机材料和国家重大工程配套材料的研发任务。东华大学作为教育部直属的重点高校,拥有一流的人才、学科和研究测试设备,为学科交叉融合和新材料研究提供了坚实的基础。

     东华大学承担了国家重大工程的器件配套材料研发任务,这些任务具有时间性、可靠性、特殊性和保密性等要求。随着国家对科学事业的重视,我国科技迅猛发展,科技工作者勇于挑战前沿科学问题,提出原创理论,实现原创发现。航天航空工程等国家重器的关键核心技术取得重大突破,对新材料的研发和创新应用需求日益迫切。每一次速度的提升、每一个临界点温度的提高、新技术的应用、寿命的延长都伴随着新型材料的诞生和新工艺的应用。因此,攻读材料科学与工程专业,研究新材料、新工艺具有广阔的前景,东华大学的材料学科已进入国家“双一流”建设行列,我们肩负着发展材料学科的重大责任。

     学习、探索、研究材料学可能是枯燥乏味的,研发新材料更是寂寞和耗时的过程。研究人员需要探索制造分子的配方和不同反应条件,对化合物进行测试,并评估扩大生产和材料组装成设备的方案。但只要有坚持不懈的精神、坐得住冷板凳的毅力,不受外界干扰,不为豪言壮语所动,刻苦钻研,静心坚持,就一定能取得成功。

     航天飞行器高可靠器件钝化玻璃的研发要求极高,需要具备超常规、高可靠、抗疲劳、抗辐照等特性,以确保器件在深空飞行中的安全有效性。器件在无重力、无大气层的深空中高速运转,迎光面和背光面不断转换,表面温度梯度变化极大。玻璃钝化器件在研发设计中需经受高低温交叉冲击试验的严格考验,这是对研发人员意志和决心的考验。

     高精度激光陀螺超精密光学元器件的技术一直被垄断,成为了航空航天、国防军工领域重点要解决的技术突破,我们团队参与设计激光陀螺仪石英玻璃屏蔽外罩,为突破这项关键技术做出了一些贡献。

     按照军标要求,将完整的器件置于150℃烘箱内停留2分钟,取出至室温后,10秒内再放入零下50℃的冷阱内停留2分钟,如此反复7次。从一批样品中任意抽取10个为一组进行检测,若全部通过,则该批玻璃钝化器件合格。若3个以上出现炸裂、漏气等问题,则整个项目需推倒重来,重新调整材料配方、钝化成型工艺等参数,并检查所有设备的完好性,然后继续研发。若不合格品小于等于2个,则继续抽检10个为一组进行高低温冲击试验。在兴奋与沮丧交织的情绪下,研究团队选择从材料的基础特性入手,通过一系列实验和对比研究,认真记录和复核,直到找到问题根源。这样的试验可能需要数周时间,中间不能停顿,反反复复可能持续数年。从器件的宏观成型封装工艺的选定,到钝化玻璃在硅芯片P-N结台面的微观检测控制五价离子的扩散深度和浓度,以及钠离子PPM量级的控制对电流反向特性的提高,都需要有深刻的理解和应对方法。

     研发的新材料能否得到应用是衡量其价值的关键。在科学技术爆发性增长的今天,黑科技层出不穷,我们广大师生需要努力学习、刻苦研究,树立把握大势、抢占先机、直面问题、迎难而上的决心。2007年荣获国家最高科技奖获奖的闵恩泽院士的话我一直铭记在心,与大家共勉:“在别人屁股后面跑,永远超不过人家。”