“新科院士”攻克复合材料难题

原标题：“新科院士”攻克复合材料难题

　　西工大副校长侯成义代表学校祝贺李贺军教授（右）当选院士。（受访者供图）

　　■西安报业全媒体记者 姜泓

　　发明多种高性能碳/碳复合材料低成本可控制备新技术，创立5种达到国际先进水平的高性能涂层体系，成果成功应用于航天、航空、尖端武器装备以及机械、冶金、汽车等众多领域，创造了显著的社会效益和经济效益……西北工业大学李贺军教授在C/C复合材料及纸基摩擦材料领域刻苦钻研20余载，前不久当选中国工程院院士。

　　挑战自我

　　跨专业转战复合材料新领域

　　从本科到硕士、博士，李贺军学的都是锻压专业。1991年12月，李贺军以优异的成绩获得哈工大工学博士学位。此时，国内多家单位向其抛出了“橄榄枝”，这其中就包括西北工业大学杨峥教授负责的C/C复合材料课题组。是继续从事已获得成果的金属塑性成形技术研究，还是迈向另一个颇具挑战性的C/C新领域？李贺军陷入了沉思。骨子里按捺不住的创新意识和“一心想要做点新东西”的李贺军，最终还是毅然叩开C/C之门。正是28年前的这一抉择，将李贺军个人的前途和命运与国防事业紧紧联系在一起。

　　什么是C/C？李贺军解释说，就是碳/碳复合材料，是以碳纤维为骨架来增强碳或石墨基体的复合材料，问世于上世纪50年代末，是先进空天飞行器及其动力系统不可或缺的战略性超高温材料。“但其高于400℃便开始氧化，严重制约了该材料在高温极端环境下的应用。涂层技术是国际公认的解决此难题的唯一途径，但C/C氧化敏感性高、热膨胀系数低、表面微结构复杂，传统涂层理论与方法已难于满足，超高温长寿命涂层理论创新与技术突破是该领域亟待解决的挑战性难题。”李贺军介绍说，“其关键技术一直被西方国家严密封锁，而国内该材料的研究在上世纪90年代初尚处在起步阶段。”

　　来到西工大材料科学与工程博士后流动站后，李贺军发现博士后所研究的C/C与自己过去所学的锻压完全是“两码事”，“几乎是一点儿也不懂”。心急如焚的他，一头扎进学校的图书馆，如饥似渴地学习。

　　一段时间的潜心苦读和钻研，让李贺军深刻感受到C/C复合材料的神奇，也捕捉到相近学科的内在联系。他别出心裁，提出将压力加工的方法用于C/C复合材料制备的思路，申请到国防基金等项目，有力推动了当时处于发展初期的西工大C/C复合材料研究，也让他第一次体悟到学科交叉的魅力。

　　填补空白

　　攻克碳/碳关键应用技术

　　1994年2月，李贺军由博士后流动站出站，挑起C/C复合材料研究的重担，他带领自己的研究生夜以继日致力于抗氧化C/C复合材料的研究与探索中。团队很快争取到了一个重要项目，但实验室连一台像样的设备都没有。面对科研经费严重不足的状况，李贺军和团队自己设计、画图、采购零部件，自己动手搭建起属于自己的第一台快速致密化设备。

　　为突破C/C复合材料抗氧化涂层的防护温度及寿命，李贺军带领团队坚持不懈地反复试验。他常年没有休过节假日，每天工作到深夜12点左右，二十年如一日。正是由于这种拼搏精神，在“九五”末期，使C/C复合材料抗氧化涂层的使用温度从1400℃提高到1600℃，防护时间从30小时提高到400小时，实现了国内C/C复合材料抗氧化研究的一次飞跃。到“十二五”末，抗氧化涂层的防护水平已达到1600℃、900小时，同时在高性能C/C复合材料低成本制备与应用技术方面取得一系列创新成果，填补了国内空白。2008年，李贺军团队凭借“高性能碳/碳复合材料应用技术”获得国家技术发明二等奖。

　　不断突破

　　瞄准国家重大战略需求

　　2016年，李贺军教授团队完成的“长寿命耐高温氧化/烧蚀涂层防护机理与应用基础”项目，获得该年度国家自然科学奖二等奖。“该获奖课题经过长达20多年的持续探索和艰苦攻关，成果来自团队的智慧。”李贺军由衷地说。

　　这个获奖项目，取得了具有国际影响的创新性成果：发现纳米线在涂层中变形、界面撕裂脱粘与节点咬合强韧化规律，所制备涂层在1600℃燃气风洞冲刷环境中的防护能力由研制初期50小时提升至300小时；解决了涂层与基体界面相容性不足的难题，成功实现涂层宽温域自愈合防氧化，为满足高低温交变苛刻服役环境提供了支撑；揭示了粗糙层热解碳涂层与超高温陶瓷协同抗烧蚀机制，满足了超高温、高超声速等极端烧蚀环境的严酷要求。同时，李贺军团队获授权发明专利15项，成果已成功支撑了多型跨代高技术武器装备的定型与研制，解决了国家重大战略亟须的多项关键超高温材料应用难题。

　　谈及未来，李贺军表示：“期待着我们的研究能够进一步解决我国下一代航空航天发动机热端部件问题，为提升国家核心竞争力尽自己的全力。”