海軍專家研發(fā)新型耐火材料 避免重點(diǎn)裝備受制于人

四大皆空

楊自春在做實(shí)驗(yàn)。陳曉軍 攝

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

享受“挑戰(zhàn)不可能”時(shí)刻

解放軍報(bào)記者陳國(guó)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(xué)動(dòng)力工程學(xué)院蒸汽動(dòng)力教研室主任、教授、博士生導(dǎo)師，入選“新世紀(jì)百千萬人才工程”國(guó)家級(jí)人選，軍隊(duì)高層次科技創(chuàng)新人才工程“領(lǐng)軍人才”培養(yǎng)對(duì)象，先后主持完成國(guó)家、軍隊(duì)重大科研任務(wù)30余項(xiàng)，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(zhǎng)期困擾艦艇設(shè)計(jì)、維修和使用的重大技術(shù)難題，多次獲得國(guó)家和軍隊(duì)獎(jiǎng)項(xiàng)。

2017年1月9日，在北京人民大會(huì)堂舉行的2016年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)上，海軍工程大學(xué)動(dòng)力工程學(xué)院蒸汽動(dòng)力教研室主任楊自春教授，憑借研制的“艦船新一代高溫?zé)岱雷o(hù)材料和技術(shù)”榮膺國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。

那一刻，距他開展相關(guān)研究已過去了整整20年。

那一刻，并不是楊自春最享受的時(shí)刻。他最享受的時(shí)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(gè)。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(huì)立刻喪失動(dòng)力無法航行，且在短時(shí)間內(nèi)難以修復(fù)。而當(dāng)時(shí)，我國(guó)多數(shù)艦艇的耐火磚依賴進(jìn)口，裝備保障受制于人。

事關(guān)重大，有關(guān)部門把自主研發(fā)新型耐火磚的“死任務(wù)”下給了楊自春所在的教研室。當(dāng)時(shí)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(shí)低于300攝氏度，并且能抵抗住內(nèi)部氣流、火炮射擊、導(dǎo)彈發(fā)射和大風(fēng)浪航行形成的強(qiáng)烈振動(dòng)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(xiàn)資料，遍訪國(guó)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(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，又要彌補(bǔ)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(xué)知識(shí)為基礎(chǔ)，制定了9類陶瓷材料配方和100多個(gè)對(duì)比試驗(yàn)方案。材料從送進(jìn)爐膛預(yù)熱到燒制成品要一個(gè)星期，楊自春和戰(zhàn)友們把鋪蓋卷搬到了實(shí)驗(yàn)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(yàn)環(huán)境下，他們不間斷地觀察記錄。成品出爐后還要應(yīng)用測(cè)試儀器對(duì)各項(xiàng)性能指標(biāo)逐一進(jìn)行測(cè)試、分析、計(jì)算，爾后對(duì)材料配方進(jìn)行修改完善。前后歷時(shí)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(shù)、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(zhǎng)征走出第一步。從樣品到實(shí)裝，還需要進(jìn)行大量的陸上試驗(yàn)。經(jīng)過反復(fù)測(cè)試，陸上試驗(yàn)合格。楊自春又馬不停蹄地趕往某驅(qū)逐艦支隊(duì)，進(jìn)行海上性能考核試驗(yàn)。

成功了!那天，在全工況、高負(fù)荷測(cè)試中，耐火磚“爭(zhēng)氣”地表現(xiàn)出了優(yōu)異的物理性能。該成果一舉解決了國(guó)內(nèi)數(shù)十年未突破的技術(shù)難題，并最終在海軍艦艇上得到廣泛應(yīng)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(jìn)口材料提高了一倍，價(jià)格卻只有國(guó)外產(chǎn)品的六分之一，更重要的是避免了重點(diǎn)武器裝備受制于人。

當(dāng)一個(gè)個(gè)“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。