以材料報(bào)國(guó)之心，讓鋁合金長(zhǎng)出“中國(guó)脊梁”
文章來(lái)源：中國(guó)有研科技集團(tuán)有限公司 發(fā)布時(shí)間：2025-05-13
20世紀(jì)中期以來(lái)，高強(qiáng)鋁合金一直是全世界航空航天飛行器結(jié)構(gòu)件制造的首選材料，也是各國(guó)新材料研發(fā)的必爭(zhēng)之地。但是我國(guó)在這一領(lǐng)域起步晚、基礎(chǔ)薄弱，關(guān)鍵技術(shù)長(zhǎng)期處于跟蹤研仿、受制于人的局面。
目睹我國(guó)在高強(qiáng)鋁合金領(lǐng)域面臨的困境，熊柏青立下誓言，“必須打破‘卡脖子’的枷鎖，讓中國(guó)材料在國(guó)際舞臺(tái)上挺直腰桿！”他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)毅然踏上了自主研發(fā)的破冰之旅，闖出了一條材料科技從“跟跑”到“領(lǐng)跑”的跨越之路。
熊柏青在獲獎(jiǎng)表彰現(xiàn)場(chǎng)
技術(shù)突圍，破解“卡脖子”難題
在航空航天等高端裝備制造領(lǐng)域，材料的輕量化與高強(qiáng)度一直是科研人員追逐的目標(biāo)。21世紀(jì)初，西方發(fā)達(dá)國(guó)家已成功研發(fā)出了第四代7000系高強(qiáng)鋁合金，以其高強(qiáng)韌-低淬火敏感性特征，有效支撐飛行器超大結(jié)構(gòu)件整體化設(shè)計(jì)減重。
但在同一時(shí)期，我國(guó)僅能生產(chǎn)第一代、第二代7000系高強(qiáng)鋁合金，整整落后國(guó)外兩代，且品種規(guī)格不全。先進(jìn)鋁合金材料依賴進(jìn)口，關(guān)鍵技術(shù)長(zhǎng)期受制于人。
“國(guó)外20世紀(jì)70年代能干的事情，我們到21世紀(jì)初還不會(huì)干。那時(shí)候我們的基礎(chǔ)非常薄弱。”熊柏青回憶。
從2000年開(kāi)始，熊柏青帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開(kāi)始攻關(guān)，用了10年時(shí)間，全面掌握了第三代7000系高強(qiáng)鋁合金的工業(yè)化成套制造技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)我國(guó)高強(qiáng)鋁合金工業(yè)化技術(shù)的補(bǔ)充完善。
熊柏青獲得的國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)證書
第二個(gè)10年，熊柏青團(tuán)隊(duì)向第四代7000系高強(qiáng)鋁合金材料發(fā)起“沖鋒”。
“第四代的難點(diǎn)在于不僅要攻關(guān)制造工藝，還必須避開(kāi)國(guó)外的成分專利保護(hù)。”熊柏青回憶，當(dāng)時(shí)國(guó)外對(duì)第四代7000系高強(qiáng)鋁合金的專利保護(hù)堪稱“天羅地網(wǎng)”，“上百條權(quán)利要求，覆蓋了能夠形成第四代7000系高強(qiáng)鋁合金的所有方面的要素，成分范圍、工藝范圍等等全部包括。”
有三年多的時(shí)間，熊柏青一直與國(guó)外專利“死磕”，天天抱著國(guó)外專利琢磨。在熊柏青的不懈鉆研下，終于，中國(guó)有研找到了突破口，打破了國(guó)外在材料技術(shù)和知識(shí)產(chǎn)權(quán)的雙重壟斷，使國(guó)產(chǎn)第四代7000系高強(qiáng)鋁合金實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，有力支撐了國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)研制和發(fā)展。
運(yùn)-20大飛機(jī)使用了大量的第四代7000系鋁合金，圖為熊柏青與運(yùn)20的合影
換道超車，從跟跑到領(lǐng)跑的華麗逆襲
經(jīng)過(guò)新世紀(jì)以來(lái)20年的快速發(fā)展，中國(guó)的高強(qiáng)鋁合金技術(shù)已能夠與西方國(guó)家并駕齊驅(qū)。但隨著航空航天飛行器等裝備對(duì)減重需求的不斷提升，傳統(tǒng)的7000系、2000系鋁合金已逐漸接近性能極限。
此時(shí)此刻，在新一代高強(qiáng)鋁合金材料的研發(fā)上，中國(guó)和其他國(guó)家一樣，都走到了技術(shù)“無(wú)人區(qū)”。
親歷了中國(guó)航空航天飛行器用高強(qiáng)鋁合金材料20多年來(lái)的發(fā)展，熊柏青對(duì)于中國(guó)企業(yè)一路追趕的“苦”深有感觸。而如今我們已經(jīng)能和國(guó)際行業(yè)水平并駕齊驅(qū)，讓他萌生出了挑戰(zhàn)技術(shù)“無(wú)人區(qū)”的想法：“我們能不能跳出國(guó)際上現(xiàn)有的高強(qiáng)鋁合金材料體系，開(kāi)展原始創(chuàng)新？我們能不能率先開(kāi)發(fā)出更輕、更強(qiáng)、性能更優(yōu)異的新一代高強(qiáng)鋁合金？”
熊柏青把目光落在了鎂。鎂是鋁合金中的主要合金元素之一、也是中國(guó)的優(yōu)勢(shì)資源，密度僅為1.74g/cm3，鋁合金中每增加1wt%鎂，密度可下降接近0.5%，是鋁合金減重的理想材料。
“十四五”以來(lái)，熊柏青帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)通過(guò)理論計(jì)算+實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，突破鎂元素在鋁基體中的室溫固溶度極限，原創(chuàng)開(kāi)發(fā)出了“高鎂輕強(qiáng)鋁”。與第三代和第四代7000系高強(qiáng)鋁合金相比，高鎂輕強(qiáng)鋁具有更佳的綜合性能匹配，而密度卻降低了5%~10%，減重效果顯著，為航空航天飛行器、高速列車等重大裝備帶來(lái)顯著的減重效果。
中國(guó)有研原創(chuàng)開(kāi)發(fā)的高鎂輕強(qiáng)鋁工業(yè)化試制產(chǎn)品
該材料的突破，使我國(guó)在鋁合金技術(shù)和產(chǎn)品領(lǐng)域形成了自主發(fā)展路徑，而且在高強(qiáng)高韌鋁合金領(lǐng)域形成了自己的技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，標(biāo)志著我國(guó)高強(qiáng)高韌鋁合金材料實(shí)現(xiàn)從“望其項(xiàng)背”到“同臺(tái)競(jìng)技”，直至“超越引領(lǐng)”的巨大跨越。
薪火相傳，為國(guó)鍛造卓越人才
“學(xué)科發(fā)展最重要的成果，一方面是創(chuàng)造出有影響力的材料，另一方面是培養(yǎng)出了多少人才。”躬身科研，為國(guó)制材的同時(shí)，熊柏青也牢牢扛起“為國(guó)育才”的使命。
熊柏青擔(dān)任有色金屬結(jié)構(gòu)材料全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任，依托國(guó)家級(jí)科研平臺(tái)，構(gòu)建了“基礎(chǔ)研究-技術(shù)攻關(guān)-工程應(yīng)用”的全鏈條人才培養(yǎng)模式，在他的推動(dòng)下，實(shí)驗(yàn)室已成為集“人才培養(yǎng)、技術(shù)研發(fā)、成果轉(zhuǎn)化”于一體的創(chuàng)新高地。
團(tuán)隊(duì)的建設(shè)對(duì)于學(xué)科的發(fā)展發(fā)揮著舉足輕重的作用，在帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)突破第三代、第四代航空鋁合金制造技術(shù)、研發(fā)“高鎂輕強(qiáng)鋁”的過(guò)程中，他要求團(tuán)隊(duì)成員深入?yún)⑴c從實(shí)驗(yàn)室研究到工業(yè)化生產(chǎn)的全流程，倡導(dǎo)在大平臺(tái)和大項(xiàng)目的推動(dòng)下錘煉人才，迄今已培養(yǎng)了數(shù)十名青年科研骨干，其中多人已成長(zhǎng)為國(guó)家級(jí)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人或行業(yè)技術(shù)專家。
熊柏青帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)青年科研人員開(kāi)展產(chǎn)品試制
熊柏青深知人才是企業(yè)發(fā)展的核心動(dòng)力，在他的參與推動(dòng)下，中國(guó)有研構(gòu)建了覆蓋科研全周期的激勵(lì)體系，通過(guò)起步支持、過(guò)程激勵(lì)、轉(zhuǎn)化激勵(lì)和長(zhǎng)期綁定等機(jī)制激發(fā)人才創(chuàng)新活力，不僅讓科學(xué)家共享創(chuàng)新紅利，更推動(dòng)其向“科技企業(yè)家”轉(zhuǎn)型。
身為博士生導(dǎo)師，熊柏青注重理論與實(shí)踐結(jié)合，將永不服輸、勇攀高峰的科研精神傳承給新一代材料人。他常對(duì)學(xué)生說(shuō)：“科研沒(méi)有捷徑，唯有腳踏實(shí)地。”其培養(yǎng)的學(xué)子多數(shù)進(jìn)入我國(guó)航空航天、新能源、新材料等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮骨干力量。
熊柏青在中國(guó)有研青年科技人才培訓(xùn)班授課
躬耕先進(jìn)鋁合金材料事業(yè)三十余載，熊柏青以“十年磨一劍”的定力、“敢為天下先”的勇氣，詮釋了新時(shí)代勞模精神的核心——將個(gè)人理想融入國(guó)家命運(yùn)，用科技創(chuàng)新鑄就民族脊梁。
站在“十五五”的新起點(diǎn)，熊柏青的目光已投向更遠(yuǎn)：加速新材料產(chǎn)業(yè)化、培育國(guó)際領(lǐng)先的創(chuàng)新生態(tài)……這位材料領(lǐng)域的“領(lǐng)跑者”，正以不懈奮斗的姿態(tài)，繼續(xù)為中國(guó)制造向中國(guó)智造的躍遷破譯“材料密碼”。
【責(zé)任編輯：韓夢(mèng)圓】
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