师昌绪院士谈中国的新材料应用

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师昌绪院士谈中国的新材料应用新材料应用中国大有作为

(中国)《瞭望新闻周刊》   (2010-06-30)

  
  作为发展现代工业的基石,新材料既要先行,但又亟待应用牵引,尽快破解制约我国新材料产业发展的体制性障碍,采取措施加大应用牵引的力度

  文/师昌绪(中国科学院院士、中国工程院院士,中国著名金属学及材料科学专家)

  要发展好新材料产业,必须“材料先行,应用带动”。我们不能设计出来了东西,去等材料。对发展新材料产业要有一个很好的战略性规划,将来需要什么新材料,要未雨绸缪。新材料从研发到数据齐全、工艺稳定的工程化一般需要较长的周期,需要材料先行。当前我国有许多新材料没能应用,原因之一就是还没有达到工程化的程度,这是个要害问题。
  目前我国大企业基本都是国有企业,大多数没有动力去用新材料,因为他们不用新材料照样过得很好,照样赚钱,用新材料反而要冒风险。现在是拥有新材料技术的科研单位、院校拿着新材料去求大企业应用推广,在这样的体制下,新材料推广起来就非常艰难。
  我国的新材料企业多数不太大,就是因为应用上不去,这样新材料发展就很难。政府要在开辟新材料的应用领域上加大作为。比如镁,我国资源量很大,上世纪90年代提倡做镁,一下子上去了,占了世界80%的市场,即使这样,一年才产80万吨。但目前发展基本上停滞了,为什么?关键就是没找到镁的新的应用领域,如果建筑材料用上镁,市场就很大,现在用的铝合金是塑料包的铝,为什么不能包镁呢?镁的长处一是轻,一是减震,高速列车的震动是个关键,如果用镁既减轻重量又减震。

  新材料的应用要开辟新领域,必须做大量的研究工作,再试点应用,这就需要国家制定相应的政策牵引,给予补贴、鼓励,支持拓宽新材料在新领域的应用。要发展好我国的新材料产业,只有发展先进的制造业,才能带起来先进的新材料产业。

  对于制造业特别是机械制造业来说,“设计是灵魂,材料是基础,工艺是关键,测试是保证”,这个整体上做好了,我们就能成为机械制造强国。我们现在还不是制造强国,就是因为设计比较落后,工艺就更加落后,比如我们的超级计算机,虽然说明设计有了一定的水平,但芯片受制于人。

  芯片一是材料,二是工艺,并且工艺更加重要。现在芯片被英特尔等外国公司垄断。只有设计、材料、工艺和测试都搞上去了,我们的机械制造业才能上水平。我国的机械制造业必须要从大国到强国,包括资源加工业。比如钢铁、有色、水泥和建筑材料,我们并不十分落后,既是生产大国,又是消耗大国,但如何变成强国是一个大问题。历来,像美国、日本、德国等都是机械制造业和电子制造业强国,他们才因此成为世界强国。所以我们要想成为强国,必须大力发展机械制造业。

  上世纪80年代,我国的非线形晶体材料技术是全世界第一,卖了几百万美元。但是,材料做成器件出口却能十倍甚至百倍地增值。因此发展新材料,还要从制造业、从元器件驱动发展。我国航空发动机的寿命大大短于美国的,说明我们仅有新材料还不行,工艺还必须过关。实际上,我们的装备也并不比人家差多少,但是我们做出来的轴承寿命还不行。这些问题的关键就是制造工艺问题,一个是精度不高,一个是抗疲劳性能差。因此要想从大国到强国,还要在制造工艺方面赶上人家。

  原来我们飞机起落架经常出问题,有位工程院院士就专门做起落架用钢,最后达到了美国的寿命水平。这位院士引进的钢成分当时不保密,但是怎么使其性能提高是关键。因此新材料和新技术的结合是关键,我们也有能力在这个方面加大作为。
  如何做好新材料和新技术的结合,提高制造工艺水平,当前最大的问题实际上是体制问题:现在分割得很厉害。举例说,航空发动机涡轮盘离心力很大,一出事故肯定是机毁人亡。美国从粉末冶金涡轮盘技术开发到大量应用一共用了12年,我们上世纪80年代从德国引进了设备,到现在也没用上,都报废了。为什么?其实还是体制问题。几十年来,标准是标准,制造是制造,国家应该有一个统一的组织部门。
  我们提出企业要作为科技创新的主体,但不要理解为企业设立大的研究机构才是主体,企业必须和科研机构、大学进行真正的联合。因为,现在高水平的科技专家大部分在科研机构和大学。现在也成立了许多协会、技术联盟等形式,但大多数是松散型的,没有真正融合起来。说到底是由于各有各的利益,而在组织、政策层面没有一个强有力的组织和规范。
  另外,为什么有些地方热衷于建钢铁厂,压也压不住?就是因为有成熟的技术,没有风险,并且规模大、赚钱,GDP上去了。所以用GDP来作为衡量发展指标的体制,非常不利于战略新兴产业的发展。新材料由于开始阶段用量较少,对GDP的贡献较小,除非是很有眼光的人才敢上,但是一般政府官员认为在自己任上这些新材料成不了气候,往往不愿做。因此必须有一个长远计划,企业要真正竞争,先进的技术要上,落后的技术要下。(《瞭望》新闻周刊记者王军伟吴献采访整理)师昌绪院士谈中国的新材料应用新材料应用中国大有作为

(中国)《瞭望新闻周刊》   (2010-06-30)

  
  作为发展现代工业的基石,新材料既要先行,但又亟待应用牵引,尽快破解制约我国新材料产业发展的体制性障碍,采取措施加大应用牵引的力度

  文/师昌绪(中国科学院院士、中国工程院院士,中国著名金属学及材料科学专家)

  要发展好新材料产业,必须“材料先行,应用带动”。我们不能设计出来了东西,去等材料。对发展新材料产业要有一个很好的战略性规划,将来需要什么新材料,要未雨绸缪。新材料从研发到数据齐全、工艺稳定的工程化一般需要较长的周期,需要材料先行。当前我国有许多新材料没能应用,原因之一就是还没有达到工程化的程度,这是个要害问题。
  目前我国大企业基本都是国有企业,大多数没有动力去用新材料,因为他们不用新材料照样过得很好,照样赚钱,用新材料反而要冒风险。现在是拥有新材料技术的科研单位、院校拿着新材料去求大企业应用推广,在这样的体制下,新材料推广起来就非常艰难。
  我国的新材料企业多数不太大,就是因为应用上不去,这样新材料发展就很难。政府要在开辟新材料的应用领域上加大作为。比如镁,我国资源量很大,上世纪90年代提倡做镁,一下子上去了,占了世界80%的市场,即使这样,一年才产80万吨。但目前发展基本上停滞了,为什么?关键就是没找到镁的新的应用领域,如果建筑材料用上镁,市场就很大,现在用的铝合金是塑料包的铝,为什么不能包镁呢?镁的长处一是轻,一是减震,高速列车的震动是个关键,如果用镁既减轻重量又减震。

  新材料的应用要开辟新领域,必须做大量的研究工作,再试点应用,这就需要国家制定相应的政策牵引,给予补贴、鼓励,支持拓宽新材料在新领域的应用。要发展好我国的新材料产业,只有发展先进的制造业,才能带起来先进的新材料产业。

  对于制造业特别是机械制造业来说,“设计是灵魂,材料是基础,工艺是关键,测试是保证”,这个整体上做好了,我们就能成为机械制造强国。我们现在还不是制造强国,就是因为设计比较落后,工艺就更加落后,比如我们的超级计算机,虽然说明设计有了一定的水平,但芯片受制于人。

  芯片一是材料,二是工艺,并且工艺更加重要。现在芯片被英特尔等外国公司垄断。只有设计、材料、工艺和测试都搞上去了,我们的机械制造业才能上水平。我国的机械制造业必须要从大国到强国,包括资源加工业。比如钢铁、有色、水泥和建筑材料,我们并不十分落后,既是生产大国,又是消耗大国,但如何变成强国是一个大问题。历来,像美国、日本、德国等都是机械制造业和电子制造业强国,他们才因此成为世界强国。所以我们要想成为强国,必须大力发展机械制造业。

  上世纪80年代,我国的非线形晶体材料技术是全世界第一,卖了几百万美元。但是,材料做成器件出口却能十倍甚至百倍地增值。因此发展新材料,还要从制造业、从元器件驱动发展。我国航空发动机的寿命大大短于美国的,说明我们仅有新材料还不行,工艺还必须过关。实际上,我们的装备也并不比人家差多少,但是我们做出来的轴承寿命还不行。这些问题的关键就是制造工艺问题,一个是精度不高,一个是抗疲劳性能差。因此要想从大国到强国,还要在制造工艺方面赶上人家。

  原来我们飞机起落架经常出问题,有位工程院院士就专门做起落架用钢,最后达到了美国的寿命水平。这位院士引进的钢成分当时不保密,但是怎么使其性能提高是关键。因此新材料和新技术的结合是关键,我们也有能力在这个方面加大作为。
  如何做好新材料和新技术的结合,提高制造工艺水平,当前最大的问题实际上是体制问题:现在分割得很厉害。举例说,航空发动机涡轮盘离心力很大,一出事故肯定是机毁人亡。美国从粉末冶金涡轮盘技术开发到大量应用一共用了12年,我们上世纪80年代从德国引进了设备,到现在也没用上,都报废了。为什么?其实还是体制问题。几十年来,标准是标准,制造是制造,国家应该有一个统一的组织部门。
  我们提出企业要作为科技创新的主体,但不要理解为企业设立大的研究机构才是主体,企业必须和科研机构、大学进行真正的联合。因为,现在高水平的科技专家大部分在科研机构和大学。现在也成立了许多协会、技术联盟等形式,但大多数是松散型的,没有真正融合起来。说到底是由于各有各的利益,而在组织、政策层面没有一个强有力的组织和规范。
  另外,为什么有些地方热衷于建钢铁厂,压也压不住?就是因为有成熟的技术,没有风险,并且规模大、赚钱,GDP上去了。所以用GDP来作为衡量发展指标的体制,非常不利于战略新兴产业的发展。新材料由于开始阶段用量较少,对GDP的贡献较小,除非是很有眼光的人才敢上,但是一般政府官员认为在自己任上这些新材料成不了气候,往往不愿做。因此必须有一个长远计划,企业要真正竞争,先进的技术要上,落后的技术要下。(《瞭望》新闻周刊记者王军伟吴献采访整理)
要发展好我国的新材料产业,只有发展先进的制造业,才能带起来先进的新材料产业。
说的好,如何突破体制的弊端
师昌绪-生平介绍     

师昌绪师昌绪1920年11月15日生于河北省徐水县的一个书香门第家庭。小学毕业后考入保定师范学校(保定二师),该校除了有较高教学水准外,还强调生产劳动教育,这对师昌绪日后所形成的艰苦朴素与热爱劳动的品格有很大影响。抗日战争爆发后,他随家人流亡河南,进入豫西淅川国立第一中学。该校学生中多数是平津冀等省市的流亡学生,他是其中一名活跃分子,积极参加、领导军训和下乡宣传抗日活动。中学毕业后,师昌绪于1941年考入西北工学院矿冶系,因学习成绩优异,成为全校5名“林森奖学金”获得者之一。毕业后被保送到资源委员会四川綦江电化冶炼厂。1947年转到鞍山钢铁有限公司工作。1948年8月赴美留学,进入密苏里大学矿冶学院学习。次年5月获硕士学位,并获麦格劳·希尔(MeGraw-Hill)奖。1950年进入欧特丹(Notre Dame)大学任研究助教,同时攻读博士学位。中华人民共和国建立后,北洋大学聘他回国任教。因正值抗美援朝战争时期,美国政府禁止中国留学生回国,师昌绪只好进入麻省理工学院,在著名金属学家M.科恩(Morris Cohen)教授指导下从事研究工作。在此期间,他与张兴钤、李恒德等人组织有志回国的留学生,联名写信给周恩来总理,表达要求回国的强烈愿望。这封信成为中国政府在1954年5月日内瓦会议上抗议美国无理阻挠中国留学生回国的依据,后经中美大使级华沙会议,为中国留美学生回国打开了大门。

1955年6月,师昌绪回国,被分配到中国科学院金属研究所。当时正值第一个五年计划的建设高潮,金属所在李薰所长领导下,以大部分力量投入直接为国民经济服务工作,师昌绪被指定为金属所在鞍钢工作组的负责人。他的专长本是物理冶金学,而新的任务却涉及到炼铁、炼钢、轧钢等工艺问题,他毫不犹豫地挑起这副担子,领导全组完成了多项重要课题,显示出他知识渊博与处理大生产问题的能力。1957 年,金属所的研究工作重点转向军工尖端材料的研究。他被任命为高温合金研究组的负责人,兼任合金钢研究室主任。从此,他开始从事高温合金及合金钢的研究与开发工作。30余年来,他在科研活动方面的特点是:既重视新合金成分设计,又努力发展新工艺;既努力发展新合金品种,又重视应用基础研究;既从事科研课题的实验研究,又十分重视新合金推广应用。80年代后,他以更大的精力投入科技管理与科技政策研究,对中国科学技术的发展作出了贡献。

1955年6月,师昌绪回国,被分配到中国科学院金属研究所。当时正值第一个五年计划的建设高潮,金属所在李薰所长领导下,以大部分力量投入直接为国民经济服务工作,师昌绪被指定为金属所在鞍钢工作组的负责人。他的专长本是物理冶金学,而新的任务却涉及到炼铁、炼钢、轧钢等工艺问题,他毫不犹豫地挑起这副担子,领导全组完成了多项重要课题,显示出他知识渊博与处理大生产问题的能力。1957 年,金属所的研究工作重点转向军工尖端材料的研究。他被任命为高温合金研究组的负责人,兼任合金钢研究室主任。从此,他开始从事高温合金及合金钢的研究与开发工作。30余年来,他在科研活动方面的特点是:既重视新合金成分设计,又努力发展新工艺;既努力发展新合金品种,又重视应用基础研究;既从事科研课题的实验研究,又十分重视新合金推广应用。80年代后,他以更大的精力投入科技管理与科技政策研究,对中国科学技术的发展作出了贡献。

师昌绪-科学生涯     

师昌绪50年代后期,中国作出了高温合金生产立足中国的决定。师昌绪作为金属所高温合金研究组的负责人,从1957年起一方面带领金属所小分队常驻在抚顺钢厂,参加由冶金部主持的航空发动机的关键材料——高温合金联合攻关活动,同钢铁研究院、航空材料所有关人员一道,解决了中国最早试制开发的高温合金GH30的质量问题,继而对GH37、GH33、GH49、GH44等高温合金展开了试制工作。另一方面,在所内进行一系列研究与开发工作,如利用金属所1957年进口的真空感应炉,在中国率先进行铸造高温合金的研究,并于1959年研制出一种不含钴而其性能达到国际水平的镍基铸造涡轮叶片高温合金。

镍、铬是高温合金及合金钢常用的金属元素,当时中国稀缺,国外对中国进口实行禁运政策,使得中国在发展高温合金及高合金钢等关键材料方面十分艰难。针对这种情况,师昌绪提出了“以铁基代镍基高温合金及发展不含或少含镍铬的合金钢”的倡议。他利用中国拥有丰富资源的稀土元素,开展了“稀土在镍基高温合金中的作用”的研究,并与抚顺钢厂合作率先开发了一种铁基高温合金-808(GH135),代替了用量很大的镍基合金GH33,作为航空发动机关键部件——涡轮盘,投入了批量生产,装备了数以千计的发动机。他还在发展中国铁基高温合金的冶炼、压力加工、拉削与切削等工艺上作出了重要贡献。同期,钢铁研究院、上海钢研所及航空材料研究所也分别研制成功铁基高温合金GH130、GH302及GH140,其中GH140得到广泛应用。在师昌绪指导下,于60年代末金属所又研制出一种用于涡轮盘的铁基高温合金761,该合金的屈服强度高,并可在700℃长期工作,处于当时国际先进水平,现在为中国先进发动机所试用。

金属所科研人员为“东风13”发动机,开发一种比GH49 性能更高的变形合金539,但存在着变形困难、成材率低等问题,师昌绪提出了包套挤压工艺方案,即在合金锭的外面包一个低碳钢外套,既可保温,又可起到润滑作用。在三向应力作用下,几乎任何难变形的合金锭均可挤压出棒材来。但由于50年代末,中国当时所拥有的挤压机能力太小,不可能提供出可应用之材。后来,这种包套工艺被扩展到包套轧制工艺,因而为中国变形高温合金的开发提供了新途径。

1964年,金属所接受了航空研究院副总工程师荣科提出的“设计——材料——制造一体化”方案建议,将金属所、410 厂及六院二所组织在一起,通力合作研制出精密铸造多孔气冷涡轮叶片,使中国发动机性能提高一步。仅金属所就组织了上百名科技人员一起攻关,由师昌绪、胡壮麒“挂帅”。在研制过程中遇到许多技术难题,如型芯材料的选择,因在近100毫米长的叶身中,要均匀地排列粗细不等9个小孔,最细的直径仅0.8毫米,而在侧面进气口处还要有一个弯角。这种空心叶片比美国生产的那种从底部进气的短叶片型芯制作工艺要难得多。究竟采用何种材料制作型芯,他们查阅了许多资料也未解决。此时,他们从一美国杂志上刊登的一幅出售不同规格的细石英管的广告中得到启示,决定采用石英管做型芯材料,取得了突破性进展。此外,在型芯定位、造型、浇注、脱芯、壁厚测量以及断芯的无损检测方法上均作了细致的研究。仅用1年多时间,中国第一代铸造多孔空心叶片在金属所实验室诞生了。经过“吹风”试验与发动机厂试车,证实了空心叶片比实心叶片的表面温度降低了100℃以上,满足了设计要求。接着,师昌绪等又解决了生产中的成品率及合金质量等问题,10年后,国家把空心叶片生产转移到贵州基地,三机部仍点名由师昌绪带队,为其解决技术问题。当时贵州基地生活清苦,师昌绪全然不计较,日夜工作在车间里,分析技术难点、制订操作规程与建立检验标准。由于他的表率作用和科学态度,经过几个月的努力空心叶片生产终于突破了技术关,其成品率甚至超过已投产数年的实心叶片。1965年空心叶片研制成功,使中国成为继美国之后在世界上第二个采用铸造空心涡轮叶片的国家,直到90年代,中国主要歼击机发动机仍采用该工艺制作涡轮叶片,而且向国外大量出口。80年代初,英国著名航空发动机制造厂家罗·罗公司的总设计师胡克教授,当其参观中国研制的铸造空心叶片后,感慨地说:“单凭见到这一实际成就,就不虚此行。”该项成果具有独创性,因为参加该项课题组的人,包括师昌绪在内,没有一个人见过这种多孔叶片,更不要说它的制造工艺了。

70年代初,师昌绪等与无锡动力厂合作,承担了中国第一代耐热腐蚀合金(IN 738)制作大型涡轮叶片的研制,并用于南京汽轮机组。

师昌绪在从事航空用、民用高温合金研究开发的同时,在新型高合金钢方面也同样进行了大量研究开发工作。1958 年,他与姚汉武开发的不含镍的奥氏体耐蚀钢OCr17 Mn14Mo2N,用在尿素工业设备上,具有优异的抗蚀性。经中小型尿素厂推广后,获得好评。为了研究该种钢在尿素生产过程中,在缺氧条件下仍具有优异耐蚀性机理,他们曾设计与制造了一套在线测试电化学的精密装置,安装在南京化肥厂,并探明了耐腐蚀的原因。师昌绪多次在现场解决冶炼、热加工等问题,为铬锰氮钢的研制和生产打下了良好基础。师昌绪与李有柯等还开发了铬锰氮系耐热钢和无磁铬锰氮系高强度不锈钢,前者用于工业炉,后者用作潜艇桅杆。在师昌绪的指导下,张彦生、李依依等于1959年开始从事铁锰铝系奥氏体钢的研究,通过相图、相变规律、组织结构和各种性能的系统研究,表明这类钢在液氮温度下比镍铬不锈钢具有更好的韧性,是一种良好的低温材料;作为耐热材料,其性能不亚于铁铬镍基高温合金A286;作为无磁材料,其性能优于镍铬不锈钢。为了推广该钢种,对其冶炼、压力加工和焊接等方面建立了一套切实可行的工艺制度,从而推动了全国铁锰铝系奥氏体钢的研究与发展。

70年代初,师昌绪等与无锡动力厂合作,承担了中国第一代耐热腐蚀合金(IN 738)制作大型涡轮叶片的研制,并用于南京汽轮机组。

师昌绪在从事航空用、民用高温合金研究开发的同时,在新型高合金钢方面也同样进行了大量研究开发工作。1958 年,他与姚汉武开发的不含镍的奥氏体耐蚀钢OCr17 Mn14Mo2N,用在尿素工业设备上,具有优异的抗蚀性。经中小型尿素厂推广后,获得好评。为了研究该种钢在尿素生产过程中,在缺氧条件下仍具有优异耐蚀性机理,他们曾设计与制造了一套在线测试电化学的精密装置,安装在南京化肥厂,并探明了耐腐蚀的原因。师昌绪多次在现场解决冶炼、热加工等问题,为铬锰氮钢的研制和生产打下了良好基础。师昌绪与李有柯等还开发了铬锰氮系耐热钢和无磁铬锰氮系高强度不锈钢,前者用于工业炉,后者用作潜艇桅杆。在师昌绪的指导下,张彦生、李依依等于1959年开始从事铁锰铝系奥氏体钢的研究,通过相图、相变规律、组织结构和各种性能的系统研究,表明这类钢在液氮温度下比镍铬不锈钢具有更好的韧性,是一种良好的低温材料;作为耐热材料,其性能不亚于铁铬镍基高温合金A286;作为无磁材料,其性能优于镍铬不锈钢。为了推广该钢种,对其冶炼、压力加工和焊接等方面建立了一套切实可行的工艺制度,从而推动了全国铁锰铝系奥氏体钢的研究与发展。

师昌绪-荣誉成果     

师昌绪由于在科学研究、科研管理及科技规划等方面成绩突出,他多次获得国家级和院、部级的奖励。如以他为首研制的铬锰氮无镍不锈钢、808铁基高温合金及镍基铸造高温合金等3项科研成果获1978年全国科学大会奖;铁锰铝合金研究成果获1982年国家自然科学三等奖;铸造气冷空心涡轮叶片的研制获1985年国家科技进步一等奖;同年,因制订技术革命新材料规划获国家科技进步二等奖;因制订中国中长期规划获国家科技进步一等奖;高速气体雾化急冷粉末技术与装置1989年获国家科技进步二等奖等。

师昌绪积极参加社会活动,担任了一系列职务。1955年回国不久,被选为沈阳市政协委员和辽宁省政协常务委员;从1963年起相继被选为第三、五、六届全国人民代表大会代表;1980年被选为中国科学院学部委员(1993年改称院士);1984 年被选为中国科学院技术科学部主任;1992年又被选为中国科学院主席团成员;1986年被任命为国家自然科学基金委员会副主任;1991年被任命为该基金委员会的特邀顾问。此外,还曾任中国五金矿产公司技术顾问,现任中国石油化学总公司经济技术顾问等。

师昌绪在国际材料科学界也有较高知名度。50年代,他是美国金属学会(ASM)会员;从80年代起,他是美国材料研究学会(MRS)会员。1987年日本东京大学成立100周年,举行“材料与社会”讨论会,共邀请10余名国际知名学者,他是被邀的唯一中国学者,并在大会上做了学术报告;1988 年在日本东京召开的“新材料国际会议”,同年在美国芝加哥召开的“世界材料大会”以及1991年在法国,由欧洲材料研究学会(E-MRS)主办的“国际材料联合会在第一届先进材料会议”等,师昌绪均被邀为国际顾问委员会的成员。1990 年由中国材料联合会(C-MRS)召开的先进材料国际会议,他是大会主席之一。1992年由中国金属学会、美国矿物、金属及材料学会、日本金属学会及韩国金属学会共同发起的“第一届环太平洋先进材料与技术国际会议”,以及同年,由国际薄板成型研究会(IDDRG)举办的“第17届国际会议”,他均被选为大会主席,并任1992~1994年度的该研究会主席。

师昌绪积极参加社会活动,担任了一系列职务。1955年回国不久,被选为沈阳市政协委员和辽宁省政协常务委员;从1963年起相继被选为第三、五、六届全国人民代表大会代表;1980年被选为中国科学院学部委员(1993年改称院士);1984 年被选为中国科学院技术科学部主任;1992年又被选为中国科学院主席团成员;1986年被任命为国家自然科学基金委员会副主任;1991年被任命为该基金委员会的特邀顾问。此外,还曾任中国五金矿产公司技术顾问,现任中国石油化学总公司经济技术顾问等。

师昌绪在国际材料科学界也有较高知名度。50年代,他是美国金属学会(ASM)会员;从80年代起,他是美国材料研究学会(MRS)会员。1987年日本东京大学成立100周年,举行“材料与社会”讨论会,共邀请10余名国际知名学者,他是被邀的唯一中国学者,并在大会上做了学术报告;1988 年在日本东京召开的“新材料国际会议”,同年在美国芝加哥召开的“世界材料大会”以及1991年在法国,由欧洲材料研究学会(E-MRS)主办的“国际材料联合会在第一届先进材料会议”等,师昌绪均被邀为国际顾问委员会的成员。1990 年由中国材料联合会(C-MRS)召开的先进材料国际会议,他是大会主席之一。1992年由中国金属学会、美国矿物、金属及材料学会、日本金属学会及韩国金属学会共同发起的“第一届环太平洋先进材料与技术国际会议”,以及同年,由国际薄板成型研究会(IDDRG)举办的“第17届国际会议”,他均被选为大会主席,并任1992~1994年度的该研究会主席。
院士也出体制党了?杯具。。
发动机的研制可以开个倒车,走回人民专政集中管理的老路子,也许.....
我们上世纪80年代从德国引进了设备,到现在也没用上,都报废了。为什么?其实还是体制问题。几十年来,标准是标准,制造是制造,国家应该有一个统一的组织部门。
体制啊。我就是体制党,二代说好体质很重要
师昌绪-生平介绍     

师昌绪师昌绪1920年11月15日生于河北省徐水县的一个书香门第家庭。小学毕业后考入保定师范学校(保定二师),该校除了有较高教学水准外,还强调生产劳动教育,这对师昌绪日后所形成的艰苦朴素与热爱劳动的品格有很大影响。抗日战争爆发后,他随家人流亡河南,进入豫西淅川国立第一中学。该校学生中多数是平津冀等省市的流亡学生,他是其中一名活跃分子,积极参加、领导军训和下乡宣传抗日活动。中学毕业后,师昌绪于1941年考入西北工学院矿冶系,因学习成绩优异,成为全校5名“林森奖学金”获得者之一。毕业后被保送到资源委员会四川綦江电化冶炼厂。1947年转到鞍山钢铁有限公司工作。1948年8月赴美留学,进入密苏里大学矿冶学院学习。次年5月获硕士学位,并获麦格劳·希尔(MeGraw-Hill)奖。1950年进入欧特丹(Notre Dame)大学任研究助教,同时攻读博士学位。中华人民共和国建立后,北洋大学聘他回国任教。因正值抗美援朝战争时期,美国政府禁止中国留学生回国,师昌绪只好进入麻省理工学院,在著名金属学家M.科恩(Morris Cohen)教授指导下从事研究工作。在此期间,他与张兴钤、李恒德等人组织有志回国的留学生,联名写信给周恩来总理,表达要求回国的强烈愿望。这封信成为中国政府在1954年5月日内瓦会议上抗议美国无理阻挠中国留学生回国的依据,后经中美大使级华沙会议,为中国留美学生回国打开了大门。

1955年6月,师昌绪回国,被分配到中国科学院金属研究所。当时正值第一个五年计划的建设高潮,金属所在李薰所长领导下,以大部分力量投入直接为国民经济服务工作,师昌绪被指定为金属所在鞍钢工作组的负责人。他的专长本是物理冶金学,而新的任务却涉及到炼铁、炼钢、轧钢等工艺问题,他毫不犹豫地挑起这副担子,领导全组完成了多项重要课题,显示出他知识渊博与处理大生产问题的能力。1957 年,金属所的研究工作重点转向军工尖端材料的研究。他被任命为高温合金研究组的负责人,兼任合金钢研究室主任。从此,他开始从事高温合金及合金钢的研究与开发工作。30余年来,他在科研活动方面的特点是:既重视新合金成分设计,又努力发展新工艺;既努力发展新合金品种,又重视应用基础研究;既从事科研课题的实验研究,又十分重视新合金推广应用。80年代后,他以更大的精力投入科技管理与科技政策研究,对中国科学技术的发展作出了贡献。

1955年6月,师昌绪回国,被分配到中国科学院金属研究所。当时正值第一个五年计划的建设高潮,金属所在李薰所长领导下,以大部分力量投入直接为国民经济服务工作,师昌绪被指定为金属所在鞍钢工作组的负责人。他的专长本是物理冶金学,而新的任务却涉及到炼铁、炼钢、轧钢等工艺问题,他毫不犹豫地挑起这副担子,领导全组完成了多项重要课题,显示出他知识渊博与处理大生产问题的能力。1957 年,金属所的研究工作重点转向军工尖端材料的研究。他被任命为高温合金研究组的负责人,兼任合金钢研究室主任。从此,他开始从事高温合金及合金钢的研究与开发工作。30余年来,他在科研活动方面的特点是:既重视新合金成分设计,又努力发展新工艺;既努力发展新合金品种,又重视应用基础研究;既从事科研课题的实验研究,又十分重视新合金推广应用。80年代后,他以更大的精力投入科技管理与科技政策研究,对中国科学技术的发展作出了贡献。

师昌绪-科学生涯     

师昌绪50年代后期,中国作出了高温合金生产立足中国的决定。师昌绪作为金属所高温合金研究组的负责人,从1957年起一方面带领金属所小分队常驻在抚顺钢厂,参加由冶金部主持的航空发动机的关键材料——高温合金联合攻关活动,同钢铁研究院、航空材料所有关人员一道,解决了中国最早试制开发的高温合金GH30的质量问题,继而对GH37、GH33、GH49、GH44等高温合金展开了试制工作。另一方面,在所内进行一系列研究与开发工作,如利用金属所1957年进口的真空感应炉,在中国率先进行铸造高温合金的研究,并于1959年研制出一种不含钴而其性能达到国际水平的镍基铸造涡轮叶片高温合金。

镍、铬是高温合金及合金钢常用的金属元素,当时中国稀缺,国外对中国进口实行禁运政策,使得中国在发展高温合金及高合金钢等关键材料方面十分艰难。针对这种情况,师昌绪提出了“以铁基代镍基高温合金及发展不含或少含镍铬的合金钢”的倡议。他利用中国拥有丰富资源的稀土元素,开展了“稀土在镍基高温合金中的作用”的研究,并与抚顺钢厂合作率先开发了一种铁基高温合金-808(GH135),代替了用量很大的镍基合金GH33,作为航空发动机关键部件——涡轮盘,投入了批量生产,装备了数以千计的发动机。他还在发展中国铁基高温合金的冶炼、压力加工、拉削与切削等工艺上作出了重要贡献。同期,钢铁研究院、上海钢研所及航空材料研究所也分别研制成功铁基高温合金GH130、GH302及GH140,其中GH140得到广泛应用。在师昌绪指导下,于60年代末金属所又研制出一种用于涡轮盘的铁基高温合金761,该合金的屈服强度高,并可在700℃长期工作,处于当时国际先进水平,现在为中国先进发动机所试用。

金属所科研人员为“东风13”发动机,开发一种比GH49 性能更高的变形合金539,但存在着变形困难、成材率低等问题,师昌绪提出了包套挤压工艺方案,即在合金锭的外面包一个低碳钢外套,既可保温,又可起到润滑作用。在三向应力作用下,几乎任何难变形的合金锭均可挤压出棒材来。但由于50年代末,中国当时所拥有的挤压机能力太小,不可能提供出可应用之材。后来,这种包套工艺被扩展到包套轧制工艺,因而为中国变形高温合金的开发提供了新途径。

1964年,金属所接受了航空研究院副总工程师荣科提出的“设计——材料——制造一体化”方案建议,将金属所、410 厂及六院二所组织在一起,通力合作研制出精密铸造多孔气冷涡轮叶片,使中国发动机性能提高一步。仅金属所就组织了上百名科技人员一起攻关,由师昌绪、胡壮麒“挂帅”。在研制过程中遇到许多技术难题,如型芯材料的选择,因在近100毫米长的叶身中,要均匀地排列粗细不等9个小孔,最细的直径仅0.8毫米,而在侧面进气口处还要有一个弯角。这种空心叶片比美国生产的那种从底部进气的短叶片型芯制作工艺要难得多。究竟采用何种材料制作型芯,他们查阅了许多资料也未解决。此时,他们从一美国杂志上刊登的一幅出售不同规格的细石英管的广告中得到启示,决定采用石英管做型芯材料,取得了突破性进展。此外,在型芯定位、造型、浇注、脱芯、壁厚测量以及断芯的无损检测方法上均作了细致的研究。仅用1年多时间,中国第一代铸造多孔空心叶片在金属所实验室诞生了。经过“吹风”试验与发动机厂试车,证实了空心叶片比实心叶片的表面温度降低了100℃以上,满足了设计要求。接着,师昌绪等又解决了生产中的成品率及合金质量等问题,10年后,国家把空心叶片生产转移到贵州基地,三机部仍点名由师昌绪带队,为其解决技术问题。当时贵州基地生活清苦,师昌绪全然不计较,日夜工作在车间里,分析技术难点、制订操作规程与建立检验标准。由于他的表率作用和科学态度,经过几个月的努力空心叶片生产终于突破了技术关,其成品率甚至超过已投产数年的实心叶片。1965年空心叶片研制成功,使中国成为继美国之后在世界上第二个采用铸造空心涡轮叶片的国家,直到90年代,中国主要歼击机发动机仍采用该工艺制作涡轮叶片,而且向国外大量出口。80年代初,英国著名航空发动机制造厂家罗·罗公司的总设计师胡克教授,当其参观中国研制的铸造空心叶片后,感慨地说:“单凭见到这一实际成就,就不虚此行。”该项成果具有独创性,因为参加该项课题组的人,包括师昌绪在内,没有一个人见过这种多孔叶片,更不要说它的制造工艺了。

70年代初,师昌绪等与无锡动力厂合作,承担了中国第一代耐热腐蚀合金(IN 738)制作大型涡轮叶片的研制,并用于南京汽轮机组。

师昌绪在从事航空用、民用高温合金研究开发的同时,在新型高合金钢方面也同样进行了大量研究开发工作。1958 年,他与姚汉武开发的不含镍的奥氏体耐蚀钢OCr17 Mn14Mo2N,用在尿素工业设备上,具有优异的抗蚀性。经中小型尿素厂推广后,获得好评。为了研究该种钢在尿素生产过程中,在缺氧条件下仍具有优异耐蚀性机理,他们曾设计与制造了一套在线测试电化学的精密装置,安装在南京化肥厂,并探明了耐腐蚀的原因。师昌绪多次在现场解决冶炼、热加工等问题,为铬锰氮钢的研制和生产打下了良好基础。师昌绪与李有柯等还开发了铬锰氮系耐热钢和无磁铬锰氮系高强度不锈钢,前者用于工业炉,后者用作潜艇桅杆。在师昌绪的指导下,张彦生、李依依等于1959年开始从事铁锰铝系奥氏体钢的研究,通过相图、相变规律、组织结构和各种性能的系统研究,表明这类钢在液氮温度下比镍铬不锈钢具有更好的韧性,是一种良好的低温材料;作为耐热材料,其性能不亚于铁铬镍基高温合金A286;作为无磁材料,其性能优于镍铬不锈钢。为了推广该钢种,对其冶炼、压力加工和焊接等方面建立了一套切实可行的工艺制度,从而推动了全国铁锰铝系奥氏体钢的研究与发展。

70年代初,师昌绪等与无锡动力厂合作,承担了中国第一代耐热腐蚀合金(IN 738)制作大型涡轮叶片的研制,并用于南京汽轮机组。

师昌绪在从事航空用、民用高温合金研究开发的同时,在新型高合金钢方面也同样进行了大量研究开发工作。1958 年,他与姚汉武开发的不含镍的奥氏体耐蚀钢OCr17 Mn14Mo2N,用在尿素工业设备上,具有优异的抗蚀性。经中小型尿素厂推广后,获得好评。为了研究该种钢在尿素生产过程中,在缺氧条件下仍具有优异耐蚀性机理,他们曾设计与制造了一套在线测试电化学的精密装置,安装在南京化肥厂,并探明了耐腐蚀的原因。师昌绪多次在现场解决冶炼、热加工等问题,为铬锰氮钢的研制和生产打下了良好基础。师昌绪与李有柯等还开发了铬锰氮系耐热钢和无磁铬锰氮系高强度不锈钢,前者用于工业炉,后者用作潜艇桅杆。在师昌绪的指导下,张彦生、李依依等于1959年开始从事铁锰铝系奥氏体钢的研究,通过相图、相变规律、组织结构和各种性能的系统研究,表明这类钢在液氮温度下比镍铬不锈钢具有更好的韧性,是一种良好的低温材料;作为耐热材料,其性能不亚于铁铬镍基高温合金A286;作为无磁材料,其性能优于镍铬不锈钢。为了推广该钢种,对其冶炼、压力加工和焊接等方面建立了一套切实可行的工艺制度,从而推动了全国铁锰铝系奥氏体钢的研究与发展。

师昌绪-荣誉成果     

师昌绪由于在科学研究、科研管理及科技规划等方面成绩突出,他多次获得国家级和院、部级的奖励。如以他为首研制的铬锰氮无镍不锈钢、808铁基高温合金及镍基铸造高温合金等3项科研成果获1978年全国科学大会奖;铁锰铝合金研究成果获1982年国家自然科学三等奖;铸造气冷空心涡轮叶片的研制获1985年国家科技进步一等奖;同年,因制订技术革命新材料规划获国家科技进步二等奖;因制订中国中长期规划获国家科技进步一等奖;高速气体雾化急冷粉末技术与装置1989年获国家科技进步二等奖等。

师昌绪积极参加社会活动,担任了一系列职务。1955年回国不久,被选为沈阳市政协委员和辽宁省政协常务委员;从1963年起相继被选为第三、五、六届全国人民代表大会代表;1980年被选为中国科学院学部委员(1993年改称院士);1984 年被选为中国科学院技术科学部主任;1992年又被选为中国科学院主席团成员;1986年被任命为国家自然科学基金委员会副主任;1991年被任命为该基金委员会的特邀顾问。此外,还曾任中国五金矿产公司技术顾问,现任中国石油化学总公司经济技术顾问等。

师昌绪在国际材料科学界也有较高知名度。50年代,他是美国金属学会(ASM)会员;从80年代起,他是美国材料研究学会(MRS)会员。1987年日本东京大学成立100周年,举行“材料与社会”讨论会,共邀请10余名国际知名学者,他是被邀的唯一中国学者,并在大会上做了学术报告;1988 年在日本东京召开的“新材料国际会议”,同年在美国芝加哥召开的“世界材料大会”以及1991年在法国,由欧洲材料研究学会(E-MRS)主办的“国际材料联合会在第一届先进材料会议”等,师昌绪均被邀为国际顾问委员会的成员。1990 年由中国材料联合会(C-MRS)召开的先进材料国际会议,他是大会主席之一。1992年由中国金属学会、美国矿物、金属及材料学会、日本金属学会及韩国金属学会共同发起的“第一届环太平洋先进材料与技术国际会议”,以及同年,由国际薄板成型研究会(IDDRG)举办的“第17届国际会议”,他均被选为大会主席,并任1992~1994年度的该研究会主席。

师昌绪积极参加社会活动,担任了一系列职务。1955年回国不久,被选为沈阳市政协委员和辽宁省政协常务委员;从1963年起相继被选为第三、五、六届全国人民代表大会代表;1980年被选为中国科学院学部委员(1993年改称院士);1984 年被选为中国科学院技术科学部主任;1992年又被选为中国科学院主席团成员;1986年被任命为国家自然科学基金委员会副主任;1991年被任命为该基金委员会的特邀顾问。此外,还曾任中国五金矿产公司技术顾问,现任中国石油化学总公司经济技术顾问等。

师昌绪在国际材料科学界也有较高知名度。50年代,他是美国金属学会(ASM)会员;从80年代起,他是美国材料研究学会(MRS)会员。1987年日本东京大学成立100周年,举行“材料与社会”讨论会,共邀请10余名国际知名学者,他是被邀的唯一中国学者,并在大会上做了学术报告;1988 年在日本东京召开的“新材料国际会议”,同年在美国芝加哥召开的“世界材料大会”以及1991年在法国,由欧洲材料研究学会(E-MRS)主办的“国际材料联合会在第一届先进材料会议”等,师昌绪均被邀为国际顾问委员会的成员。1990 年由中国材料联合会(C-MRS)召开的先进材料国际会议,他是大会主席之一。1992年由中国金属学会、美国矿物、金属及材料学会、日本金属学会及韩国金属学会共同发起的“第一届环太平洋先进材料与技术国际会议”,以及同年,由国际薄板成型研究会(IDDRG)举办的“第17届国际会议”,他均被选为大会主席,并任1992~1994年度的该研究会主席。
这一块得长期BKC
基本上关于材料与工艺可以长期坚持bkc{:chan:}
medieval1453 发表于 2010-7-6 08:38

新材料从研发到数据齐全、工艺稳定的工程化一般需要较长的周期,需要材料先行。当前我国有许多新材料没能应用,原因之一就是还没有达到工程化的程度,这是个要害问题。
  目前我国大企业基本都是国有企业,大多数没有动力去用新材料,因为他们不用新材料照样过得很好,照样赚钱,用新材料反而要冒风险。现在是拥有新材料技术的科研单位、院校拿着新材料去求大企业应用推广,在这样的体制下,新材料推广起来就非常艰难


很中肯
师昌绪院士谈中国的新材料应用
作者: medieval1453  发布日期: 2010-7-06    查看数: 1481   出自: http://www.fyjs.cn

楼主到处转帖,可是没有看到一个链接 {:yi:}
网络上可以找到这篇原文不? 有的话,麻烦给个链接
{:jian:}又见体制党
{:3_79:}我小白,镁是燃点不是特别的高吧?
开发与应用,还是“鸡生蛋、蛋生鸡”的老问题;
国内的新材料市场就不大,使用者要么过于注重成本和稳妥,要么直接进口;
反正短时间难以成功依托国内市场产业化。
绿林好汉 发表于 2010-7-6 13:41


    国内市场不小了,只不过进口几乎成了一个标准的解决问题的方法,进口的东西换换包装纸就填补一项国内空白,一边骗钱一边领奖。
在这样的体制下,新材料推广起来就非常艰难。
给个原文地址吧。

在网上只搜到楼主发的文章,没看到其他的门户网站的正式文章地址。
就在有色金属网上查到链接?
http://www.cnmn.com.cn/ShowNews.aspx?id=178233
谁有瞭望新闻周刊证实一下真伪。
不用看什么真伪了,看看内容就知道和那些FF说的一样。。如果真是院士说的,我只能说是杯具,混到院士了,也就这点觉悟了。


要出处?难道要我扫描杂志吗?也不难。这篇文章在新一期的瞭望的末尾几页,这本杂志也不是什么罕见的杂志,可以看到这本杂志的朋友自然可以验证,我手头那本刚被人拿了,本来就不是我的杂志。

要出处?难道要我扫描杂志吗?也不难。这篇文章在新一期的瞭望的末尾几页,这本杂志也不是什么罕见的杂志,可以看到这本杂志的朋友自然可以验证,我手头那本刚被人拿了,本来就不是我的杂志。
傻货满天飞 发表于 2010-7-6 14:51


    你什么觉悟呢?
材料,工艺的研究是tg的弱项啊!{:lei:}
师昌绪。。。。牛人啊
“...做出来的轴承寿命还不行。这些问题的关键就是制造工艺问题,一个是精度不高,一个是抗疲劳性能差...”————哦,精度还不够高?轴承需要什么样的精度?不是有什么高精度的陶瓷模具么?抗疲劳性能与涡轮叶片的要求是否有可比性?
wywydjzt 发表于 2010-7-6 16:09


    1、听某个学机床的兄弟说,轴承精度不高,不够圆滑,轴承的各角度受力不均匀,相对来说使用寿命比较短。
当然,还包括轴承各方面的密度等等很多方面的因素,最起码,现在天朝的轴承是一个短板。
2、只要有模具就能制造高精度的零件……呃……
3、这个我的确不清楚,请兄弟您解惑。
傻货满天飞 发表于 2010-7-6 14:51


    说的是。。除非有很好的材料证明前面说的。。
dxf733 发表于 2010-7-6 16:52


    轴承这一块确实是比较重要,我的机械设计老师曾经为运八飞机的发动机计算过使用寿命,就是从疲劳强度为出发点计算的,算到最后发现轴承中的保持架最先失效

具体的我就不知道了,轴承这东西,我做课程设计的时候,只会查表
啊,又见体制党,愤青们冲上去咬死他!竟敢说天朝体制有问题,不知道天朝体制是完美无缺无需改进的么?
材料方面,KC一直刷白刷白的~~~
体制是各行各业限制发展的最大问题了,我想
深受体制之害的人确实不少,真的要改了,必须的!
九十高龄的院士还当体制党?
我们民族落后的最重要根源不在体制,而在于教育!我国的应试教育所追求的是培养出能考入北大清华的所谓高分状元。这种用填鸭式教育培养出来的所谓精英人才在实际的工作中缺乏丰富的想象力和创新理念。这就是我国模仿学习能力一流,发明创新能力九流的主要原因!现在中小学校里面的所谓兴趣班只不过是学校和老师骗取金钱的工具罢了。还有一点是我们的民族特质里失去了原来所拥有的冒险和探索的精神,造成这种特质的缺失归根到底还是教育。我们的小朋友的好奇心从小就被压制,而一个人的好奇心正是冒险和探索的原动力!
dxf733 发表于 2010-7-6 16:52

非只要有模具就能制造高精度的零件,而应该是高精度的模具。另外你的楼下(27楼)的已经说明了:还要有很好的材料。解惑谈不上,倒是有对‘空心叶片都能做,轴承反而精度不高’这一现象的困惑...而已。
回复 26# dxf733


    难道又要谈论什么消除应力的问题?
消除应力的问题
回复 36# ISI


    很难?
又想到了所谓陕(山?)西某种烧制陶瓷的特殊“粘土”。嘿嘿!估计即使不是‘太阳上的那也至少是水星上的特殊粘土’(但愿存在)才够得上资格。
唉!就不会想到......
叶片不会是说涡喷7吧,原来是他老人家?