2005年春,國家科學技術獎勵大會在北京人民大會堂隆重舉行,連續(xù)6年空缺的國家技術發(fā)明一等獎終有得主,我國著名材料學家、西北工業(yè)大學復合材料研究中心主任、中國工程院院士張立同教授課題組研制的,抗氧化陶瓷基復合材料應用技術獲得此項大獎。
1991年,西北工業(yè)大學張立同教授組建了一支科研團隊,展開特種高溫陶瓷、航空航天結構陶瓷及其復合材料的研究。這個團隊有32人,其中教授7人、副教授3人、高級工程師2人。他們懷著愛國之心和報國之志,白手起家,艱苦創(chuàng)業(yè)。研究初期經(jīng)費困難、缺少研究設備,他們因陋就簡自制了一臺熱壓機。1993年課題組研制出一臺纖維增韌碳化硅陶瓷基復合材料制作的小型CVI爐。
初步的數(shù)據(jù)令人鼓舞。而當把實驗型技術與設備向工程型轉(zhuǎn)化時,困難接踵而來。1995年國際CVI碳化硅陶瓷基復合材料的技術鼻祖、法國波爾多大學Naslain教授在西工大看過他們研制的設備后,毫無表情地說:“我掌握CVI化技術花了20年,你們至少要用10年!
張立同率領課題組夜以繼日泡在實驗室,很長時間沒有做出一爐性能合格的試樣,“九五”中期檢查時差點被亮黃牌。
失敗更增加了斗志。他們先后做了4代CVI設備,試驗了400余爐次,1998年底終于制備出第一批性能合格的試樣。1年后全面突破碳化硅陶瓷基復合材料制造工藝與設備的一系列核心技術,建成我國第一個超高溫復合材料實驗室。采用該技術制備的碳化硅陶瓷基復合材料構件在不同發(fā)動機上一次試車成功,材料性能達到國際先進水平。從此,打破了西方國家對我國的封鎖,中國繼法國和美國之后,成為世界第三個全面掌握碳化硅陶瓷基復合材料CVI制造技術及其設備的國家。
抗氧化陶瓷基復合材料是一種新型戰(zhàn)略性熱結構材料,具有比鋁還輕、比鋼還強、抗氧化燒蝕等特點,替代金屬材料可節(jié)約20%~30%的航空航天器燃料,對一個國家發(fā)展先進的航空航天裝備具有關鍵作用,同時可以推動交通運輸、新型能源、化學化工以及機械等行業(yè)技術進步。法國和美國在上世紀90年代進入這項技術的應用研究,其技術資料對我國嚴密封鎖。如今這個壟斷終被打破!經(jīng)過近10年刻苦攻關,張立同教授課題組在陶瓷基復合材料研究領域走出了一條成功之路,突破了材料制造工藝控制難、周期長、成本高、材料性能低且不穩(wěn)定、工藝難以連續(xù)化和嚴重環(huán)境污染等難題,獲得自主知識產(chǎn)權和10項國家發(fā)明專利。