【创新密码4】材冶研究团队做出行业新风向

作者:夏雨 阳子月来源:必赢亚洲体育366net 编辑:陈孖川发布时间:2018-05-31浏览次数:364

勇创新   巧借鉴   合众力


材冶研究团队做出行业新风向


见习记者   夏雨     通讯员   阳子月


在结束不久的第十五届“挑战杯”中国银行全国大学生课外学术科技作品竞赛中,我校材冶学院一支学术水平卓越的硕博研究团队一举斩获国家二等奖、省级一等奖的好成绩。

能在这个被誉为当代大学生科技创新的“奥林匹克”盛会上脱颖而出,我们不禁好奇这个团队到底有什么奇妙的故事呢?

工欲善其事  必先利其器

问及团队获奖的原因,队长付绿平毫不犹豫地说:“我们的科研成果比较多,论文专利有一定基础,再加上产品已经工业化生产,这点十分受评委青睐。”

在领域顶级期刊Journal of the American Ceramic Society上发表论文是极为重要的一个突破点。当时业内专家针对耐火材料消耗量大的问题提出了工作衬用耐火材料轻量化的设想,但被其中不可避免的开口气孔阻拦住了思绪。

“只有制备开口气孔率低、孔径小的材料才能有望达到隔热保温及强度、抗渣性能之间的平衡。”这几乎成为了所有人的共识。

然而,庄子曾言:“和而不唱,知不出乎四域。”

付绿平充分利用所学知识,一批优质的刚玉材料被成功制备。验证试验中发现了它独特的隔热效果和抗渣性能,比传统方法制备的材料好出一大截!

虽然引入了轻量微孔,但做出同样甚至更好的样品,这本是大家不敢预期的效果!

付绿平兴奋了,在导师的鼓励下,他把投稿目标定在了领域顶级期刊ACerS。

大的野心需要更大的实力相配,为了让审查人满意,建立一套完善的理论模型迫在眉睫。

“那两个月我几乎都在思考,脑子不停地在转,最后二十天的时候天天都在熬夜,最早也是两点才睡。”

思绪的高度紧张让他难以深眠,经常是翻个身就爬起来把刚刚一晃而过的思绪记录下来。

好在老天对那些勤恳的人总是格外慷慨,他终于把自己名字变成了杂志上的铅字。

到如今,这份含闭合微孔的高强耐蚀轻量刚玉材料已经得到武钢、马钢的应用,获得了年均新增利税1595.4万元。

他山之石  破己之垒


“困难是常有的事,从实验室成果到工厂试产的转化,出了不少问题。”付绿平介绍,由于实验室是湿法作业而工厂是干法制备,再加上一系列添加剂计量成本的问题,解决一个就要花上很长时间。

从基本的制备技术方向和理论基础调整,到十几种添加剂逐一测试验算,选出既稳定有效果又适合大规模生产的类型。每通过一道儿门槛大家就松一口气。

这些数据尚可调算分析,一旦涉及基本的理论构想,一旦卡机,就等于茫茫然一片无从下手。

在这种“绝境”,付绿平介绍:“导师顾华志一句话让我绝处逢生。”

顾华志一直涉猎甚广,所阅书籍并不止局限于专业之内,对其他专业有趣的发明发现他也总是要揣摩一阵儿。

在研究钙镁熟料的抗水化问题时,他偶然在一篇考古文章中看到被考古学家发现的“一种透明天然生物保护膜”,古迹经其保护历经风吹雨打仍不受侵蚀和风化。

这就是解决问题的契机!

这种膜主要成分是一水草酸钙,其结晶颗粒细密,耐酸性和耐候性好。设想如果在钙镁熟料的表面通过化学反应形成一层一水草酸钙的薄膜,问题迎刃而解!

受顾华志启发,付绿平在进行自己试验的过程中也另辟蹊径。

现行轻量材料的制备方法成品大多具有较高的显气孔率或较大的孔径, 所制备材料抗渣性能及机械强度较差,使用效果不理想。因此,显气孔率低、闭口气孔率高、孔径小的轻量微孔材料的开发成了亟待解决的难题。

超塑成形的概念自96年被南京航空航天大学的林兆荣教授提出后在国内一直是研究的热点,不少团队针对此做了大量的研究,但大多都止步于纳米材料领域。

付绿平团队将其融汇吸收纳入自己的研究方向来。“好比一个模子做雕塑,他雕木头的,我做陶瓷的,顶多是他用刀子我烧窑,但是器型的构建还是可以借鉴的。”

正是前人不断的钻研,今日的我们才可以有经可引有典可据,“站在巨人的肩膀上。”大概就是这副心态吧!这一步是他们的“奇思妙想”,也是刻苦学习的结晶,最后发表在最新一期的陶瓷学报上成为了学术成果。

吾志所向  一往无前

“省赛时我们是获得了一等奖,成绩还不错,可是比赛过程中还是出现了一些意外情况。”当时正读材硕的连朋飞告诉记者。

省赛的展览是在华中农业大学举行,各团队按照规则需要打印宣传海报。“我们拿着u盘在那边打印,由于格式与版本问题,打印非常不清晰。”

时间紧急,付绿平一行人立刻分成两拨,分头在两个打印店现场改文件。抢分抢秒,终于在开展的时候赶上了。

付绿平团队中的成员基本上都是研究生,在参加比赛的同时,课程实验也非常繁忙。当时正读本科的邹永顺,由于课程多,他只能抽空在晚上和周末的时间甚至两节课之间参与到比赛的准备中来。可是目标一旦确定,他们绝不松懈。

一次研究变量的实验中,得到了令付绿平很满意的结果,可是变量有多种,无法具体确定下来。“我们每个人尽可能多的列出其潜在因素,再相互反驳推翻一些看起来像但无理论依据的假因素,这是我们经常用到的方法——头脑风暴。”连朋飞解释道。

国赛获得二等奖的好成绩,不仅有小组平时的努力和积累,还得益于小组的默契配合。国赛的比赛形式是各小组按规定时间进行布展、展览、撤展,并安排两名问辩学生。而这,也恰恰是最难的部分。

“我们的作品是具有微闭孔的刚玉材料,刚玉并不是一种玉,并没有吸引眼球的外表。而我们的竞争对手,许多都是互联网、3D打印、自动化以及人工智能等,展示形式可谓丰富多样。”刚玉材料的重点在其内部纳米级气孔的形成,但是在1900摄氏度高温下烧结而成的过程根本无法展示。“我们只能提供成品——看起来其貌不扬的石头,只能靠我们的ppt和宣传手册介绍,好在最终结果不错。”

赛场上的临危不乱、默契配合,助力他们取得二等奖的好成绩。“吾志所向,一往无前”,在奋斗的路上,他们从未松懈。


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