成來飛：陶瓷基復(fù)合材料的應(yīng)用延伸是必然趨勢(shì)

2020年1月10日上午，西裝筆挺的成來飛正站在北京大會(huì)堂的舞臺(tái)前，任憑來自四面八方的閃光燈聚焦在他的身上。手里捧著的紅色證書重量雖輕，但這份榮譽(yù)在他的心里卻沉甸甸。

他主持的“大型復(fù)雜陶瓷基復(fù)合材料防熱構(gòu)件組合集成制造技術(shù)”項(xiàng)目，獲得了2019年度國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)。那天，作為團(tuán)隊(duì)的獲獎(jiǎng)代表，成來飛受到黨和國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人的熱情接見，并上臺(tái)接受頒獎(jiǎng)。

成來飛獲獎(jiǎng)合影

雖然不是第一次站在領(lǐng)獎(jiǎng)臺(tái)，但成來飛的內(nèi)心依舊久久不能平靜。30多年來，他主持多項(xiàng)陶瓷基復(fù)合材料、環(huán)境模擬國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科建設(shè)，參與超高溫結(jié)構(gòu)復(fù)合材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)；團(tuán)隊(duì)先后獲得國(guó)家技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，省部級(jí)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)4項(xiàng)、省部級(jí)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)4項(xiàng)，國(guó)家發(fā)明專利130余項(xiàng)……

所有的榮譽(yù)匯聚成一股力量，打消了外界的一些質(zhì)疑聲。成來飛與團(tuán)隊(duì)在實(shí)驗(yàn)室夜以繼日攻關(guān)獲得的成果，使我國(guó)成為自主掌握陶瓷基復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)化技術(shù)的國(guó)家。

在《大國(guó)之材》的采訪中，提起30多年來在陶瓷基復(fù)合材料領(lǐng)域與恩師張立同院士的故事，這位已經(jīng)58歲的教授至今仍記憶猶新，每每講到激動(dòng)之處，他明亮的眼睛里總是閃爍著光芒。

01

搶占起跑線

事實(shí)證明，成來飛30多年前的選擇是對(duì)的。

在他的認(rèn)知里，陶瓷基復(fù)合材料是一種全新的結(jié)構(gòu)材料，最大的優(yōu)點(diǎn)是耐高溫。

其實(shí)，這類以陶瓷為基體與各種纖維復(fù)合而成的復(fù)合材料，具有類金屬斷裂韌性，對(duì)裂紋不敏感、沒有災(zāi)難性損毀，能夠在保持傳統(tǒng)陶瓷材料耐高溫、高強(qiáng)度、低密度等優(yōu)良性能的同時(shí)，克服其脆性大的致命弱點(diǎn)。

與其它復(fù)合材料不同，陶瓷基復(fù)合材料的成型工藝相對(duì)復(fù)雜，制備周期長(zhǎng)、成本高，對(duì)設(shè)備的要求高，成品率也難以保證。因此，陶瓷基復(fù)合材料通常應(yīng)用于高精尖領(lǐng)域，尤其是航空航天領(lǐng)域。

據(jù)悉，陶瓷基復(fù)合材料也被譽(yù)為世界航空航天工業(yè)發(fā)展的核心材料技術(shù)，當(dāng)應(yīng)用在航空航天的熱端部件，這類材料在耐高溫性能上具有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)，因此不少國(guó)家已經(jīng)將陶瓷基復(fù)合材料作為新型戰(zhàn)略材料。

自1986年獲得第一個(gè)陶瓷基復(fù)合材料專利以來，GE公司在30余年里投入近10億美元，研究如何利用這種材料在可控成本范圍內(nèi)批量生產(chǎn)。這家企業(yè)認(rèn)為，在航空發(fā)動(dòng)機(jī)中可使用陶瓷基復(fù)合材料的零件包括導(dǎo)向葉片、整流罩、轉(zhuǎn)子葉片、尾噴口葉片等。

搶占科學(xué)技術(shù)的制高點(diǎn)，我國(guó)也不甘落后。2014年，西安鑫垚陶瓷復(fù)合材料有限公司（以下簡(jiǎn)稱“西安鑫垚”）的碳陶剎車盤項(xiàng)目，在全國(guó)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽中斬獲新材料組行業(yè)總決賽第一名。

碳陶剎車盤是近年來發(fā)展的一種新型剎車材料，具有密度低、耐高溫、摩擦性能高且穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，在汽車、高速列車、飛機(jī)等高能剎車領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。值得一提的是，西安鑫垚的碳陶剎車盤成本只有國(guó)外同類產(chǎn)品的1/3。

而西安鑫垚的技術(shù)支持者就是成來飛和他的老師張立同院士。

1986年，成來飛碩士畢業(yè)，并且已經(jīng)在成都找好工作，準(zhǔn)備開啟新的人生征程。也正是這一年，張?jiān)菏繘Q定根據(jù)航空航天材料發(fā)展需求第一次調(diào)整研究方向，從熔模鑄造高溫成型陶瓷材料轉(zhuǎn)向高溫結(jié)構(gòu)陶瓷材料。

“就在離校前夕，張老師說要做一個(gè)新的方向，問我愿不愿意跟她一塊干。因?yàn)槲耶?dāng)時(shí)年輕，聽說導(dǎo)師要發(fā)展新方向，覺得非常具有挑戰(zhàn)也很有吸引力，當(dāng)然愿意！”

在國(guó)內(nèi)外一片高溫結(jié)構(gòu)陶瓷熱中，張?jiān)菏亢芸彀l(fā)現(xiàn)，高溫結(jié)構(gòu)陶瓷難以從根本上解決其固有脆性導(dǎo)致的可靠性問題，發(fā)展新一代高溫結(jié)構(gòu)材料必須另辟蹊徑。

1989年，為了尋找突破口，張?jiān)菏繘Q定去國(guó)外訪問學(xué)習(xí)工作，在研究工作中張?jiān)菏堪l(fā)現(xiàn)連續(xù)纖維增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料可以從根本上克服陶瓷的脆性，并且敏銳地意識(shí)到這類材料在航天航空領(lǐng)域的巨大應(yīng)用潛能，她決定回國(guó)發(fā)展。

1991年，張立同從國(guó)外回到西工大時(shí)發(fā)現(xiàn)，成來飛守住了團(tuán)隊(duì)生存和發(fā)展的攤子，而且在陶瓷涂層方面開展了一些基礎(chǔ)研究工作，在陶瓷基復(fù)合材料發(fā)展過程中發(fā)揮了重要作用。

也正是這一年，我國(guó)開啟了陶瓷基復(fù)合材料的新篇章。

02

突破設(shè)備瓶頸

或許從成來飛決定步入陶瓷基復(fù)合材料領(lǐng)域那一刻起，他就已經(jīng)預(yù)料到這條道路并不平坦。

“當(dāng)時(shí)外界質(zhì)疑我們既不是科班出身也沒有設(shè)備，懂陶瓷的人都不做陶瓷基復(fù)合材料，我們憑什么能做出來？”成來飛回憶稱，質(zhì)疑聲和設(shè)備匱乏的雙重打擊下，團(tuán)隊(duì)的確歷經(jīng)艱難險(xiǎn)阻。

由于西方國(guó)家對(duì)我國(guó)實(shí)行技術(shù)和設(shè)備封鎖，因此擺在團(tuán)隊(duì)面前的第一道坎就是缺乏設(shè)備。對(duì)陶瓷基復(fù)合材料而言，沒有設(shè)備意味著一切設(shè)想和技術(shù)都是零。即便如此，團(tuán)隊(duì)也從未動(dòng)搖過，硬著頭皮也要做下去。

1994年，團(tuán)隊(duì)去俄羅斯訪問交流合作，但那時(shí)的俄羅斯百?gòu)U待興，生活物質(zhì)極度匱乏。那天中午，接待團(tuán)隊(duì)的單位只提供了一杯咖啡和兩片薄薄的面包，對(duì)成年人而言幾乎沒有分量。

俄羅斯的冬季漫長(zhǎng)而嚴(yán)寒，在返回駐地的路上成來飛又冷又餓幾近暈倒，細(xì)心的張立同注意到了他的異樣?！傲熊嚱?jīng)停地鐵站時(shí)正好在下雪，張老師下車買了個(gè)面包，就給我一個(gè)人吃。”

張立同的舉動(dòng)，令成來飛心生暖流，在異國(guó)他鄉(xiāng)的艱難和恩師給予的溫暖，讓他更加堅(jiān)定要做出中國(guó)人的設(shè)備！

敢下定這樣的決心絕非夸海口。早在1983年成來飛讀研究生時(shí)，所有研究方案和設(shè)備都是他親自動(dòng)手制作而成?！澳菚r(shí)候做設(shè)備和現(xiàn)在不一樣，除了要自己敲打、焊接，有些零件還要坐幾天幾夜的火車到上海、北京才能買到?！?/p>

回國(guó)后，團(tuán)隊(duì)立即著手研制設(shè)備。在經(jīng)費(fèi)拮據(jù)的情況下，他們從一臺(tái)自制的熱壓機(jī)開始研發(fā)。晝夜交替，四季輪回，即使是寒暑假和節(jié)假日，團(tuán)隊(duì)也在廠房改進(jìn)設(shè)備。

“可以說，現(xiàn)在陶瓷基復(fù)合材料的基礎(chǔ)是我們當(dāng)初一錘一錘敲出來，一點(diǎn)一點(diǎn)焊出來的?！背蓙盹w向《大國(guó)之材》表示。

在幾千個(gè)日日夜夜里，成來飛與團(tuán)隊(duì)從一代設(shè)備到二代、三代、四代、五代，歷經(jīng)500余次實(shí)驗(yàn)，從無到有做出了5代設(shè)備。

1998年底，團(tuán)隊(duì)終于制出了第一批性能合格的試樣。經(jīng)過不斷改進(jìn)，這個(gè)了不起的團(tuán)隊(duì)成功突破了碳化硅陶瓷基復(fù)合材料制造工藝與設(shè)備的一系列核心技術(shù)，推動(dòng)材料性能達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，用8年時(shí)間實(shí)現(xiàn)了我國(guó)陶瓷基復(fù)合材料的跨越式發(fā)展。

出乎成來飛意料的是，當(dāng)初為了試驗(yàn)新技術(shù)而破釜沉舟自研設(shè)備，如今竟成為我國(guó)陶瓷基復(fù)合材料自主可控的重要保障。

03

簡(jiǎn)單即高效

如果說張立同是我國(guó)陶瓷基復(fù)合材料的開創(chuàng)者和領(lǐng)路人，那么成來飛就是陶瓷基復(fù)合材料的開拓者和追夢(mèng)人。

“我的經(jīng)歷20個(gè)字不到，‘1979年進(jìn)入西北工業(yè)大學(xué)學(xué)習(xí)工作至今’?！辈稍L近兩個(gè)小時(shí)里，成來飛提到了22次“簡(jiǎn)單”。

誠(chéng)然，在飽受質(zhì)疑的逆境中探索前行，需要有披荊斬棘的勇氣。當(dāng)被問及為何能30多年如一日?qǐng)?jiān)持研究陶瓷基復(fù)合材料時(shí)，成來飛認(rèn)為憑借簡(jiǎn)單的信念“在這個(gè)領(lǐng)域中國(guó)不能再落后”，團(tuán)隊(duì)擰成一股繩，經(jīng)過時(shí)間的歷練自然就攀上了高峰。

人的精力是有限的，要想將一件事做好，除了專注別無他法。成來飛就是如此，只把有限的精力，放在最有價(jià)值的事情上，因此他的生活、工作都跟“一”密切相關(guān)。

“我只忠于一個(gè)政黨、熱愛一個(gè)國(guó)家、上過一個(gè)大學(xué)、服務(wù)一個(gè)單位，做過一件事情?！笨梢哉f，他30多年的工作經(jīng)歷，始終圍繞著陶瓷基復(fù)合材料的技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)業(yè)化，推動(dòng)我國(guó)陶瓷基復(fù)合材料屹立世界舞臺(tái)。

我國(guó)陶瓷基復(fù)合材料至今也走過近30多年的里程，發(fā)展勢(shì)頭依舊迅猛，部分應(yīng)用領(lǐng)域甚至趕超國(guó)外?！翱傮w來看，我國(guó)陶瓷基復(fù)合材料與國(guó)外幾乎處于并跑，在剎車、飛行器防熱等領(lǐng)域我們是領(lǐng)跑的，但在航空發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域我國(guó)還較為落后?！背蓙盹w介紹道。

目前，西安鑫垚在碳陶剎車盤領(lǐng)域處于國(guó)際領(lǐng)先地位，這家企業(yè)正準(zhǔn)備把陶瓷基復(fù)合材料的產(chǎn)業(yè)化擴(kuò)大到高鐵、特種車輛等領(lǐng)域。他認(rèn)為陶瓷基復(fù)合材料未來在交通、軌道上面的應(yīng)用，肯定是一種必然趨勢(shì)。

如今，我國(guó)陶瓷基復(fù)合材料的產(chǎn)業(yè)化成就碩果累累，其實(shí)都在成來飛的計(jì)劃之中。運(yùn)用產(chǎn)學(xué)研用的思維，他在推動(dòng)陶瓷基復(fù)合材料的產(chǎn)業(yè)化伊始，就不斷試錯(cuò)并改進(jìn)，旨在打牢每一步發(fā)展基礎(chǔ)。

現(xiàn)在，團(tuán)隊(duì)已經(jīng)建立并打通三個(gè)平臺(tái)，形成了一條完整的科研成果轉(zhuǎn)化鏈條。從西北工業(yè)大學(xué)超高溫結(jié)構(gòu)復(fù)合材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室做早期技術(shù)研發(fā)，陶瓷基復(fù)合材料制造技術(shù)國(guó)家工程研究中心做成果轉(zhuǎn)化，最后西安鑫垚負(fù)責(zé)提供產(chǎn)品量產(chǎn)，三者分工明確，共同推動(dòng)陶瓷基復(fù)合材料產(chǎn)學(xué)研用發(fā)展。

無論是做科研還是辦企業(yè)，毫無疑問成來飛都是成功的。但提及他的多重身份，這位向來嚴(yán)肅的科研者笑著說，已經(jīng)將西安鑫垚董事長(zhǎng)的經(jīng)營(yíng)管理方面的事務(wù)授權(quán)其他高管，在企業(yè)里他主要提供決策和技術(shù)指導(dǎo)。

“我不僅是西安鑫垚的技術(shù)指導(dǎo)，更是西北工業(yè)大學(xué)的一名教師。帶領(lǐng)學(xué)生繼續(xù)深入研究新材料，這才是我的主要工作?！背缟泻?jiǎn)單的生活和科研態(tài)度，成來飛對(duì)未來的職業(yè)規(guī)劃越來越清晰。

【個(gè)人介紹】

成來飛，杰青、長(zhǎng)江特聘教授。西北工業(yè)大學(xué)超高溫結(jié)構(gòu)復(fù)合材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任，陶瓷基復(fù)合材料制造技術(shù)國(guó)家工程研究中心主任，西安鑫垚陶瓷復(fù)合材料有限公司董事長(zhǎng)。獲全國(guó)優(yōu)秀科技工作者、陜西省優(yōu)秀教師等稱號(hào)。973、重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、重大專項(xiàng)等項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，獲國(guó)家技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、二等獎(jiǎng)2項(xiàng)，省部級(jí)科技一等獎(jiǎng)4項(xiàng)，國(guó)家發(fā)明專利130余項(xiàng)。

一紙記載，滿腔情懷，歡迎指正

原文標(biāo)題：西工大成來飛教授：陶瓷基復(fù)合材料的應(yīng)用延伸是必然趨勢(shì)

文章出處：【微信公眾號(hào)：新材料在線】歡迎添加關(guān)注！文章轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。