我國自主研發(fā)測試儀器打破歐美技術(shù)壟斷

　　在我國陶瓷制作工藝中，軟軟的陶泥在高溫燒制之后，就會(huì )變成硬度較高的精美陶瓷;在日常生活中，如果用塑料勺炒菜，遇到高溫塑料會(huì )慢慢變軟。這可能是我們對溫度會(huì )影響材料力學(xué)性征最樸素的認知，但是什么類(lèi)型的材料在什么溫度和強度下，會(huì )發(fā)生怎么樣的變化我們似乎還一知半解。

　　在重慶大學(xué)航天航空學(xué)院教授李衛國眼里，這些材料力學(xué)行為隨溫度的演化都可以用理論模型進(jìn)行預測。他的最新研究成果是，在明確溫度這一單一變量的狀況之下，就可以預測出相關(guān)材料的力學(xué)行為和強度性能，其成果被國內外學(xué)者認為是該領(lǐng)域的重大突破，為進(jìn)一步促進(jìn)我國航空航天、能源及核工業(yè)等高新技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展作出了貢獻。

　　創(chuàng )造性提出無(wú)擬合參數的“溫度相關(guān)性理論模型”

　　隨著(zhù)現代科技的快速發(fā)展，拓展服役條件的需求愈發(fā)強烈，材料在超常條件下的性能成為研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。拿航空航天領(lǐng)域來(lái)講，飛行器在高速運行時(shí)溫度可達3000攝氏度以上，那么在這樣的高溫條件下，什么樣的材料才能滿(mǎn)足這么苛刻的使役需求，以及其力學(xué)行為會(huì )發(fā)生怎樣的變化?這些問(wèn)題都一直困擾著(zhù)科研工作者，也制約著(zhù)我國相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展。

　　李衛國自2005年在清華大學(xué)做博士后研究工作起，便開(kāi)始從事超高溫極端條件下固體力學(xué)行為與強度理論的研究?！澳菚r(shí)候，我國還沒(méi)有建立起材料性能和相關(guān)溫度之間的定量關(guān)系，要測試一個(gè)材料在什么溫度下會(huì )發(fā)生斷裂或者變形，只能靠實(shí)驗?！崩钚l國說(shuō)，實(shí)驗不僅耗時(shí)耗力，最為關(guān)鍵的是成本太高。之后，建立基于物理機理的高溫強度理論預測模型成了李衛國最大的課題。

　　為了攻克這一難題，李衛國搜集整理了各類(lèi)實(shí)驗數據，夜以繼日地對數據進(jìn)行歸類(lèi)分析。經(jīng)過(guò)不懈努力，創(chuàng )造性地提出了材料性能溫度相關(guān)性建模思想，突破了溫度對現有強度理論模型的禁錮，并首次針對超高溫陶瓷材料建立了不包含任何擬合參數的溫度相關(guān)性斷裂強度理論表征模型。

　　無(wú)擬合參數意味著(zhù)什么?諾貝爾物理學(xué)獎獲得者列夫·達維多維奇·朗道說(shuō)過(guò)：“一個(gè)模型的價(jià)值隨它包含的擬合參數的數目成指數級下降”。李衛國教授提出的模型，不需要任何擬合參數，突破了原有高溫理論模型對于擬合參數的需求，大大降低了研究高溫力學(xué)行為的實(shí)驗難度，同時(shí)提高了實(shí)驗結果的準確度。

　　自主研發(fā)測試儀器打破歐美技術(shù)壟斷

　　說(shuō)起全世界的航天事業(yè)，總是不能忽略偉大而悲愴的哥倫比亞號航天飛機。1981年首次發(fā)射，揭開(kāi)了世界航天史上新的一頁(yè)。2003年2月1日，哥倫比亞號航天飛機在經(jīng)過(guò)大氣層時(shí)產(chǎn)生了高達1400攝氏度的熱空氣，致使機翼出現裂隙，超高溫氣體進(jìn)入機體，最終在空中爆炸解體，7名宇航員全部遇難。而哥倫比亞號航天飛機使用的熱防護材料正是由陶瓷材料構成的。

　　近年來(lái)我國對飛行器熱防護材料強度的研究從未間斷過(guò)，但仍然存在很多亟待解決的難題?！疤貏e是歐美等國家的技術(shù)壟斷，讓我們更加迫切希望在這一領(lǐng)域擁有屬于自己的技術(shù)?！睘榇?，李衛國開(kāi)始了漫漫“取經(jīng)路”。

　　在諸如航空航天、能源勘測等領(lǐng)域，材料所經(jīng)受的超長(cháng)環(huán)境是復雜多變的，可能是高溫狀態(tài)，也可能是極寒溫度，可能氧氣富足，也可能氧氣稀薄。鑒于此，在之前提出的“溫度相關(guān)性強度模型”的基礎上，李衛國研制了一種測試儀器，通過(guò)建立三個(gè)不同的環(huán)境模塊，讓試件在不同的環(huán)境模塊間切換，以此來(lái)模擬復雜熱沖環(huán)境對材料的影響。

　　現在，在李衛國團隊的努力下，測試版儀器已經(jīng)完成?！敖酉聛?lái)，我們將通過(guò)實(shí)驗對設備進(jìn)行完善改進(jìn)，希望研制出能夠測試各種復雜環(huán)境的儀器，助力我國航天事業(yè)的發(fā)展?！崩钚l國表示，這一設備的研制，將會(huì )廣泛應用于對熱障材料、環(huán)境障涂層的性能檢測，相當于為高溫材料應用又增加了一道保障?！罢娼鸩慌禄馃挕?，經(jīng)過(guò)這樣高標準的測試檢測能保持原有性能的高溫材料，才能經(jīng)得住現實(shí)復雜沖擊環(huán)境的考驗，為國家航空航天等關(guān)鍵領(lǐng)域提供安全保障。