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中国材料研究学会团体会员风采:学科坚守创辉煌
Release Time: 2024-6-24
Source: 中国材料研究学会

西工大凝固科学与技术学科方向脉源西北工学院第四机械系、华东航空学院热加工专业以及北京航空学院铸造和压力加工专业,办学伊始就与国家命脉和社会发展紧密相连。

1957年留学苏联四年取得副博士学位的周尧和与时任教研组组长的傅恒志以及商宝禄、曲卫涛等一批名校毕业的青年教师是当时西工大铸造教研室建设的主力军,也成为了新中国铸造行业的第一批先行者。在他们的带领下,铸造专业在1987年获全国首批重点学科,铸造学科和铸造学科博士点在教育部全国学科评估中双获第一名,经全专业师生的不懈努力,1989年国家批准利用世行贷款建设凝固技术国家重点实验室,1995年实验室建成并通过国家验收,成为了中国铸造领域首个国家重点实验室。1991年周尧和当选中国首位铸造学科中国科学院学部委员(院士),1995年傅恒志、张立同又当选为中国工程院院士。西北工业大学铸造学科五年内产生3名两院院士(当时铸造学科仅有的三位院士),使西工大铸造学科一时名声鹊起,名扬全国,备受业界关注。铸造方向作为凝固科学与技术的起点,为西工大在凝固领域的引领地位奠定了坚实的基础。此后,面向国家重大需求,特别是为实现国防武器装备跨越式发展,张立同、黄卫东、介万奇等不断创新转型、拓展新方向,开辟了陶瓷基复合材料、金属增材制造技术以及碲锌镉探测材料等方向,成就了西北工业大学材料人“一代材料一代装备”的发展荣耀。

  • 科技报国使命引领,关键核心技术突破铸国之重器

从国内首个“透明模型合金凝固与晶体生长实地观测研究实验室”到凝固科学与技术领域唯一的国家重点实验室;从第一个(批)无余量(空心导向)叶片到定型并批量供应用于航空航天、兵器、三代压水堆核电站等不同材料的精密铸造产品;从第一台调压铸造设备到国内第一台增材制造商用化装备……一代代西工大材料人听从国家科技需求的召唤,赓续传统、发扬优势、与时俱进,以国防关键材料制造装备与技术的自主创新为突破口,在凝固与相变理论、先进材料及其制备成形工艺与装备等方面不断拓展创新,解决了我国重大装备数十项高性能特种材料和关重件制造的卡脖子难题,重构凝固科学的理论体系,获批了国家重大科学仪器设备开发专项以及国家自然科学基金委重大科研仪器专项,突破了美国近20年实体清单封锁,自主研制出具备国际领先水平的高梯度定向凝固、金属材料快速凝固实验系统、激光增材制造等高端制造装备,解决了多种高温合金难以实现大尺度定向凝固和深过冷的世界级难题,为天问一号、民用大飞机、先进飞行器、高性能航空发动机等数十项国家重大科技工程及型号研制提供了材料和构件制造方面的关键核心技术支持,300余项发明专利在J20、DF17等我军现役及预研的200余个型号上得到应用,部分型号“杀手锏”武器参加建军90周年和国庆70周年阅兵。

围绕大型复杂薄壁铸件精密铸造、难变形材料复杂构件精确塑性成形、航空航天特种功能材料凝固制备等,西工大凝固科学与技术成果多次获得国家技术发明奖等国家级科技奖,其中“十三五”期间5项,科研成果丰硕。

  • “总师型”人才培养牵引,学科优势育国之栋梁

1961年西工大铸造专业开始招收硕士研究生,1981年获设国家首批博士点,1984年培养出了第一位国内铸造学科博士。

在几十年的育人探索中,西工大凝固科学与技术方向始终坚持专业教育与国防需求相结合,以科研优势赋能人才培养全过程。依托大成果,建设了“凝固原理技术”等 30余门研究生课程,将20余项国家科技奖所蕴含的家国情怀和科学家精神融入课堂,编著《凝固技术》《先进材料定向凝固》《激光立体成形》等10余部教材和6部领域首部专著。依托大项目,建设16个工程博/硕士专项班,凝练学术前沿与工程关键技术教学要素,形成“工程瓶颈-关键问题-解决方案-原理规律”专业学位工程案例库,实现课程教学与创新研究深度融合。依托大平台,建立开放实验室机制,凝固国家重点实验室等30余个国家/省部级平台吸纳全体学生参与科研,以国防需求为牵引设立本科生高峰体验计划、硕士种子基金和博士创新基金等,构建两个三层次新体系,即“学科基础-专业方向-特色前沿”理论课程体系和“专业实验-综合实验-科研创新”实践教学体系。

牢记“为党育人、为国育才”使命,扎根中国大地,心怀“国之大者”,西工大为推动中国凝固科学与技术发展做出了突出的贡献,先后为国防科技事业发展和国民经济建设输送了上万名优秀毕业生,包括6名两院院士,近百名长江学者和国家杰出青年科学基金获得者、全国十大杰出青年和百余位副总师以上的众多行业领军人才,成为铸就和续写“西工大现象”的中坚力量。

(三)服务经济社会驱动,成果转化完善科技创新链路

在数十年的建设和发展历程中,西工大凝固科学与技术方向致力于服务我国国防重大发展需求,已建成先进与军工关键材料的设计/制备/加工的基础研究、工艺技术与工程化研发、创新成果孵化与转化基地,解决大批制约国家重大装备发展的科学问题和关键技术,探索出一条西工大材料学科特色鲜明的产学研用闭环发展之路。

基于金属增材制造技术孵化成立的西安铂力特增材技术股份有限公司于2019年在国内科创板首批上市,成为中国第一家3D打印全产业链上市公司,目前市值位居全球同类企业首位。其产品服务上百家应用单位,支撑了一大批重点型号关键结构件的研制,涉及 C919 等军民用大飞机、先进战机、无人机、高推比航空发动机和燃气轮机、新型导弹、空间站和卫星等数十个重大重点型号工程以及汽车、手机、模具等消费产品,提供金属增材制造产品数百万件。

基于系列高温隐身材料成立的陕西华秦科技实业股份有限公司于2022年登陆科创板上市,成为“军工隐身涂料第一股”,为我国第一台具有隐身功能的发动机研制做出了重要贡献,让航空发动机热端部件首次穿上“隐身衣”;继而攻克某型舰载机防腐隐身“卡脖子”材料难题,大幅提升了飞机隐身涂层体系服役寿命及可靠性。近年来,公司产品继续向多元化全面发展,研制的多型武器装备用特种功能材料已经广泛应用在我国重要国防装备,如飞机、主战坦克、导弹、舰艇等重要军事目标的伪装及各类重要军用零件的表面防护,逐步发展成为军用特种功能材料龙头企业。

基于高性能稀有金属材料制备与成形技术成立的西安超晶科技股份有限公司,为航空、航天、兵器、舰船、核能等国防高技术领域研制生产了高性能高品质有色稀有金属材料及制品200余项,批产100余项,多项产品技术达到国内领先水平。其中,1300MPa级紧固件用TB8钛合金棒丝材、飞机用钛合金深筒件壳体、航空发动机用钛合金叶片盘锻件、反坦克导弹钛合金结构锻件、多型飞航导弹弹体结构用中强钛合金锻件及环件、多型弹道导弹发动机用钛合金喷管等锻件己经在数十个重点型号上获得批量应用。

基于轻质热结构/功能一体化陶瓷基复合材料成立的西安鑫垚陶瓷复合材料有限公司,突破了陶瓷基复材产业化的多个关键技术瓶颈,实现了从原材料、技术到设备的完全自主可控,极大地推动了陶瓷基复材在我国武器装备、航空航天、空间探测等领域的应用进程,打破了国外的技术封锁和垄断,主要产品在高性能刹车系统、航空发动机/燃气轮机、航天发动机、轻质热防护结构、卫星光机系统、光伏电子、核电七大产业领域的近50家科研院所和企事业单位推广应用,成为中国碳陶材料高端产品和规模化生产的首选供应商以及中国碳陶行业的龙头企业。

除此之外,陕西迪泰克、苏州匀晶、重庆三航等若干高新技术转化企业也正在成长为行业领军企业。西工大凝固科学与技术学科的成果转化和科技创新支撑了弹、箭、星、船、机等百余项国家重大重点型号任务,成为多型“国之重器”的重要支柱,持续保障国家战略发展。

(四)聚焦国际学术前沿,多路径提升学科国际声誉

    西工大铸造始终坚持融通中外、开放包容,瞄准国际一流水平、跟踪占领学科学术前沿是周尧和、傅恒志老一辈材料人一以贯之的对外合作宗旨,在这一思想的影响下,周尧和院士1993年担任国际铸造学会主席,主持了第60届铸造学会,为提升我国国际学术影响力做出了突出贡献。秉承优良传统,西工大凝固学科近年来统筹做好“引进来”和“走出去”两个大篇章,持续构建高水平对外教育和科技合作格局,主持或参与自然基金委或科技部政府间合作项目*****项,牵头国际晶体生长与外延等高水平国际会议****次,年均发表Science等国际顶级期刊论文200余篇,学科国际学术引领力持续增强,在非平衡凝固和固态相变一体化理论、激光增材制造及难变形材料形性一体化精确成形理论与技术等方面,实现了国际领跑,受到了国际同行的高度认可。学科与法国强磁场国家实验室、英国帝国理工、新加坡国立大学、德国德累斯顿工业大学、德国亥姆霍兹联合会、巴西国家纳米研究中心等100余所世界知名高校或科研机构建立多层次合作关系,共同解决了高性能金属材料、陶瓷基复合材料、金属增材制造、塑性成形、高通量计算等方向诸多国际前沿科学问题,获批建设国家级引智基地2个、国际科技合作基地1个,省部级国际合作平台5个。聘任俄罗斯科学院外籍院士、英国皇家学会院士等30余位全球知名专家担任名誉或讲座教授,其中2人获中国政府友谊奖,2人获陕西省国际科技合作奖。

   西工大凝固学科国际声誉持续提升,数十名教师在国际重要学术组织和期刊担任职务,一大批具有国际视野的领军人才在西工大材料学院汇聚,为打造材料学科重要人才高地和创新高地奠定了良好的基础。

立足新起点、踏上新征程,学科将不忘教育强国初心,赓续“一代材料一代装备”的使命担当,聚焦“铸器”“育人”,为推动国家科技高水平自立自强、拔尖创新人才自主培养、打造新质生产力、实现中国式现代化再立新功。