独家:科学巨匠李殿中如何“死磕”材料核心技术,铸就大国重器?

独家:科学巨匠李殿中如何“死磕”材料核心技术,铸就大国重器?

科学闪光者李殿中:“死磕”材料核心技术,打破国外垄断

独家:科学巨匠李殿中如何“死磕”材料核心技术,铸就大国重器?

李殿中中科院金属所供图

你是否好奇,是什么支撑起中国水电、核电等大国重器的脊梁?今天,让我们走近一位“死磕”材料核心技术的科学闪光者——中科院金属所研究员李殿中。他的执着与创新,正改写中国制造的命运!

前不久,全球在建规模最大、技术难度最高的金沙江白鹤滩水电站首批机组投产。其核心部件——百万千瓦水轮机转轮,采用李殿中团队研发的高温合金相控制技术,一举破解依赖进口的困局。

1998年,李殿中投身中科院金属所,组建团队攻坚核心技术。在工业领域,大国重器所需的大锻件,如核电压力容器、大型船用曲轴,都从钢锭加工成形。钢锭质量,直接关乎国家重器的成败。

李殿中发现,大型钢锭常因内部成分不均而报废。为追根溯源,他毅然决定:剖开钢锭,看清本质!

这一想法引来质疑——解剖耗时耗资,风险极高。但李殿中坚信,基础研究是突破之本,必须知其所以然。

缺乏资金,他多方筹措。最终,一个重达百吨、直径2.4米的巨型钢锭被一剖为二。横断面揭示真相:成分不均、孔洞裂纹遍布,这正是钢锭易损的元凶。

李殿中洞察,氧元素是关键——它以氧化物为核心形成夹杂物,引发偏析。控制氧含量,就能提升钢的均质性。2014年,他在《自然·通讯》发表论文,“控氧控偏析”机理震动学界,成为行业共识。

稀土被誉为“工业维生素”,但稀土钢研发长期陷入瓶颈:性能不稳、浇口堵塞。2007年,李殿中考察时发现,国外用中国稀土造出优质钢。“为什么他们行,我们不行?”

带着不服输的劲头,他带领团队反复实验,却屡屡受挫。问题何在?李殿中亲赴稀土生产一线,终于发现症结:厂家为求纯度,剔除了铁、碳等有益元素,却保留了氧等杂质。

他带回稀土自行冶炼,获得低氧纯净稀土,用于炼钢。奇迹诞生——钢性能稳定,耐磨、耐热、耐蚀!

“仅加100克稀土,成本增10多元,疲劳性能却提升十倍!”李殿中说。团队“点石成金”,将稀土应用于高端轴承钢、齿轮钢,支撑起关键零部件自主化。

攻克稀土钢,新挑战接踵而至。能源、海洋工程的大锻件要求极高均质性,其冶金品质提升仍是世界难题。传统“以大制大”方式,因金属凝固尺寸效应,导致大钢锭性能缺陷。

钢厂里,工人常放鞭炮祈愿大钢锭浇铸成功——生产组织难度极大。李殿中誓要破局。

一张长城照片启发了他:长城非一砖建成,而是万砖垒砌。何不“以小制大”,用小块钢板构筑大锻件?

在李依依院士支持下,李殿中带领团队发明金属构筑成形技术:将多块钢板高温连接,界面愈合如初,实现无痕融合。他常奔波十余小时赴钢厂,昼夜与工程师、工人研讨实验。

实践证实,构筑成形的大锻件性能远超传统件。该成果入选共和国发展成就巡礼,更获2021年中国专利金奖。

“创新九死一生,”李殿中胸怀“虽九死其犹未悔”的豪情。他认为,唯有原始创新,才能突破核心技术壁垒。

你是否被李殿中的“死磕”精神感染?在评论区分享你的感悟,关注更多科学传奇,为中国创新加油!

中青报·中青网记者 邱晨辉 来源:中国青年报 ( 2021年08月10日 12 版)

来源:中国青年报

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