海軍專家研發(fā)新型耐火材料 避免重點裝備受制于人

四大皆空

楊自春在做實驗。陳曉軍 攝

專注耐火隔熱陶瓷材料、超級絕熱材料研究領域20年，取得多項重大突破和創(chuàng)新，海軍工程大學楊自春教授——

享受“挑戰(zhàn)不可能”時刻

解放軍報記者陳國全特約記者熊峰

【專家小傳】 楊自春，1967年9月出生，海軍工程大學動力工程學院蒸汽動力教研室主任、教授、博士生導師，入選“新世紀百千萬人才工程”國家級人選，軍隊高層次科技創(chuàng)新人才工程“領軍人才”培養(yǎng)對象，先后主持完成國家、軍隊重大科研任務30余項，成功研制出艦用6大類10型耐火陶瓷材料、7型超高溫涂料，解決了長期困擾艦艇設計、維修和使用的重大技術難題，多次獲得國家和軍隊獎項。

2017年1月9日，在北京人民大會堂舉行的2016年度國家科學技術獎勵大會上，海軍工程大學動力工程學院蒸汽動力教研室主任楊自春教授，憑借研制的“艦船新一代高溫熱防護材料和技術”榮膺國家科技進步獎二等獎。

那一刻，距他開展相關研究已過去了整整20年。

那一刻，并不是楊自春最享受的時刻。他最享受的時刻，用他自己的話說，就是“挑戰(zhàn)不可能”。

研發(fā)耐火磚，是楊自春挑戰(zhàn)“不可能”的其中一個。別小看這微不足道的耐火磚，作為一種鑲嵌在艦船鍋爐內(nèi)壁的耐火隔熱材料，要經(jīng)受熊熊大火的炙烤，一旦受損坍塌，戰(zhàn)艦就會立刻喪失動力無法航行，且在短時間內(nèi)難以修復。而當時，我國多數(shù)艦艇的耐火磚依賴進口，裝備保障受制于人。

事關重大，有關部門把自主研發(fā)新型耐火磚的“死任務”下給了楊自春所在的教研室。當時剛滿30歲的楊自春像鉚足了勁的發(fā)條，開始日夜奮戰(zhàn)。

艦用鍋爐在工作過程中，爐膛內(nèi)溫度超過1800攝氏度。耐火磚要在很小的厚度范圍內(nèi)，使迎火面1800攝氏度的高溫傳到背火面時低于300攝氏度，并且能抵抗住內(nèi)部氣流、火炮射擊、導彈發(fā)射和大風浪航行形成的強烈振動和沖擊，否則鍋爐的鋼鐵外殼就可能發(fā)軟變形。

這樣的耐火磚，該選什么樣的材料？楊自春查閱大量文獻資料，遍訪國內(nèi)知名的耐火材料研究院所和廠家，最后將目光鎖定在一種新型陶瓷材料上。

這種陶瓷材料既要具有耐熱性好、使用壽命長的優(yōu)點，又要彌補陶瓷本身韌性差的缺陷，這就必須加入20余種其他配料。這20余種配料加多少？怎么加？成為擺在楊自春面前一道急需攻克的難題。

楊自春以材料學知識為基礎，制定了9類陶瓷材料配方和100多個對比試驗方案。材料從送進爐膛預熱到燒制成品要一個星期，楊自春和戰(zhàn)友們把鋪蓋卷搬到了實驗室。

爐膛內(nèi)是1000多攝氏度的高溫，經(jīng)過幾層隔熱后，在外面觀察仍有七八十度，像蒸桑拿一樣。在這種極其惡劣的試驗環(huán)境下，他們不間斷地觀察記錄。成品出爐后還要應用測試儀器對各項性能指標逐一進行測試、分析、計算，爾后對材料配方進行修改完善。前后歷時一年多，新型陶瓷材料的配方最終得以確定。

配方解決了，工藝怎么辦？楊自春創(chuàng)造性地提出“梯度密度”的概念，利用新技術、新工藝，做出的新型耐火陶瓷樣品，耐火和隔熱性能均有了顯著提高。

做出樣品，只是萬里長征走出第一步。從樣品到實裝，還需要進行大量的陸上試驗。經(jīng)過反復測試，陸上試驗合格。楊自春又馬不停蹄地趕往某驅(qū)逐艦支隊，進行海上性能考核試驗。

成功了!那天，在全工況、高負荷測試中，耐火磚“爭氣”地表現(xiàn)出了優(yōu)異的物理性能。該成果一舉解決了國內(nèi)數(shù)十年未突破的技術難題，并最終在海軍艦艇上得到廣泛應用。

來不及享受成功的喜悅，楊自春又向“超高溫高抗熱振耐火材料”這座科技高峰發(fā)起了沖鋒。前后歷經(jīng)7年，楊自春終于研制出了超高溫高抗熱振陶瓷材料，這種材料的高溫耐壓性能比進口材料提高了一倍，價格卻只有國外產(chǎn)品的六分之一，更重要的是避免了重點武器裝備受制于人。

當一個個“不可能”變?yōu)椤翱赡堋?，楊自春和?zhàn)友們享受到了由衷的幸福感。