中南大学战略空天与重大装备关键材料及构件创新团队:青春接力 材料报国

中国青年报  |  2026-05-14 07:52
作者:中青报·中青网记者 洪克非

  实验车间里,占地数十平方米的石墨化炉轰鸣不止,2000℃的炉温释放着热浪,裹挟着金属气息弥漫于室内,整个车间仿佛一个巨大的桑拿房……这里是中南大学战略空天与重大装备关键材料及构件创新团队的青年教师王依晨坚守多年的“战场”,也是一代代青年科研人员接力奋斗的地方。

  王依晨所在团队共92人,超七成为35岁以下青年。他们将目光聚焦大飞机、新型高速飞行器等国之重器对极端性能材料的迫切需求,在高温、高压等关键材料领域实现系列原创突破,累计获国家科技奖11项,成果应用于C919国产大飞机、新型高速飞行器、空间站对接等国家重大工程。前不久,该团队被共青团中央、全国青联授予2026年度中国青年五四奖章集体。

  C919大飞机承载着国人的蓝天梦,而飞机能否安全起降,关键在刹车系统。该团队研制的碳碳制动盘,就是大飞机的一大“制动法宝”。

  而碳碳制动盘的成功研制,离不开高温炉旁的坚守。装料、升温、通气体、降温出炉……每一步都需轮班值守,精准记录测试时的温度、压力等参数。“一个疏忽,轻则实验产品被毁,重则价值高昂的设备受损。”王依晨说,团队成员分为3班,每天24小时不间断守候。

  王依晨是团队里最年轻的成员,她将这项工作称为“守炉”,“硕士时跟着导师守炉子,现在轮到我带学生了”。

  在没有空调的车间里,防护服难挡高温与粉尘刺激。实验结束,他们第一时间钻进满是焦油和粉尘的狭小空间收集样品。炉体内粉尘弥漫,腐蚀性气体刺鼻,但无人退缩。

  “即便穿了(防护服),身上也可能会长荨麻疹。”中南大学粉末冶金研究院碳基复合材料研究所所长曾毅感慨道,“但是团队年轻人义无反顾地承担了这些艰苦的工作。”

  车间角落一个带空调的小休息室,是实验员们短暂的“避难所”。“以前老一辈科研人员连空调都没有,现在条件好多了,夏天我们能在里面休息一会儿再接着干。”团队青年教师蒋丰泽说。

  历经千次测试、千日坚守,该团队成功攻克碳碳复合材料制备核心技术,使我国成为全球第4个掌握该技术的国家。他们研制的碳碳制动盘比传统金属减重75%,刹车距离缩短25%,寿命延长4倍,性能全球领先。

  高速飞行器热防护材料长期被欧美国家封锁,而材料耐烧蚀温度直接决定飞行器突防能力。

  为了给高速飞行器披上坚固的“穿梭铠甲”,该团队要模拟数千度的高温焰流对材料进行喷射,团队青年在火光与热浪中直面极限考验。“那声音,就像一架喷气式战斗机在你面前一直没关发动机,我们在里面讲话全靠吼。”蒋丰泽这样形容烧蚀试验的现场。

  10余年间,团队几代青年历经无数次高温焰流喷射测试,在刺耳噪音与灼热火光中反复调试材料配比,累计完成数百次迭代试验,成功研制出耐3000℃烧蚀的多元超高温复合材料,达到国际领先水平。

  从碳碳复合材料到超高温材料,青年科研者专挑“硬骨头”啃:王依晨深耕新型陶瓷粉体材料,迭代数据从不间断;蒋丰泽德国学成归来,深耕碳纤维3D打印技术;王子投身粉末冶金高温合金,推动技术成果转化落地和数智化产线建设。数十位年轻人以热血赴使命,让国产飞行器披上“中国铠甲”。

  如今,浩瀚星空中,中国空间站傲立苍穹。

  鲜有人知道,在载人飞船与核心舱自主快速交会对接时,该团队研制的全功能空间摩擦副发挥着重要作用:在剧烈温差、真空、强辐射等极端环境下,全功能空间摩擦副的制动性与安全性能直接决定空间站与飞船在高速运行状态下的对接成败。

  在技术被全面封锁的情况下,该团队白手起家、奋力攻坚,研发出制动性、安全性优越的全功能空间摩擦副。14年来,团队成了我国空天对接工程中摩擦副材料的唯一供应方,保障了每次空间站的快速、稳定、安全对接,为我国在激烈的国际太空竞争中留下了自立自强的鲜明注脚。

  从碳碳复合材料到超高温材料,再到全功能空间摩擦副,在曾毅看来,这场接力马拉松,靠的不仅是年轻人的冲劲,还有“老中青相结合”的传帮带。

  “刹车片的研发,大概是从20世纪80年代末一直干到90年代末,才算实现了从0到1的突破。”团队元老姚萍屏说。在此之前,飞机刹车片技术被少数国家垄断。而黄伯云院士引领团队荣获2004年度国家技术发明奖一等奖,结束了该奖项此前连续6年空缺的历史,也让许多年轻人受到感召而加入。

  从黄伯云院士等老一辈科学家,到曾毅、王依晨、蒋丰泽、王子这批中坚力量,再到他们身后一群意志坚定的00后学生,一代代人在烈焰前接力,累计获国家科技奖11项,其中一等奖4项,推动73项成果转化,孵化多家上市公司,衍生产值超百亿元。

  从实验室到生产线,他们既深耕基础研究,又扎根产业一线,用创新实力实现“材料报国”的誓言。

责任编辑:李立红,孙庆玲
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