科研狂飙!带父母从东北来广东 他要突破这个“卡脖子”技术

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科研狂飙!带父母从东北来广东 他要突破这个“卡脖子”技术
2023-02-16 23:03:00
2021年夏天,刚结束博士生活的谷旭,带着爸妈从大兴安岭来到了广东佛山。
  材料成型及控制工程、材料加工工程,这是谷旭在本硕博11年里的专业领域。在佛山,他迎接的第一个挑战是——金属雾化工艺和雾化设备的开发。
  新型金属3D打印粉末的制备技术,是发达国家长期以来对我国进行“卡脖子”的众多关键技术之一。国内技术还不成熟,这意味着“谷旭”们需要打破这个局面,实现自主创新。
  2017年,季华实验室成立,定位于专攻先进制造科学与技术领域,解决相关产业发展中的核心技术难题。2023年2月初,省委书记黄坤明到佛山市调研,勉励科研工作者们沉下心来做研究,更好支撑制造业做优做强。
  决定
  从黑龙江举家到广东
  对谷旭来说,成为工科博士,并不是非常难的事情。2010年夏天他考入了哈尔滨工业大学的材料成型及控制工程专业,“从此专业就没变,努力争取保研,然后读博”,他笑呵呵说道。
  但刚开始读博,谷旭与很多博士生一样陷入到了短暂的迷茫期,是不是应该直接去工作?博士的科研课题应该怎么开展?
  好在没多久,他就调整好自己的心态。从学校到实验室,两点一线——本硕博连读的11年里,日子一直是这样过的。
  当谷旭决定从黑龙江搭飞机到达广东时,家里退休的爸妈也加入了“队伍”。两点一线的进程中,学校改成了家,家里人如今在的地方成了新家。
  每个工作日8点钟,谷旭都准时从家里出发步行到实验室,简单吃过早饭就开始了一天的工作。
  走进制粉车间,直接映入眼帘的是两台高大的制粉装备,右边是团队用于科研定制和新材料开发的30公斤级真空感应熔炼气雾化设备。
  技术原理是纯金属或预合金原料通过真空感应熔炼形成合金熔体(液体金属),高温液态金属经过导液管形成细小液流,再通过超音速惰性气体破碎成小液滴,在表面张力的作用下,球化后凝固就成了圆球形的金属粉末。
  左边是谷旭负责主导开发的钛合金等离子体雾化设备,以纯度高的金属或合金丝为原料,配以三把等离炬为加热源,原料丝材被等离子体瞬间熔化的同时被高温高速气体雾化,形成的微小液滴在表面张力的作用下球化并在下落过程中冷却固化为球形粉末的一种新工艺。
  这两台设备均用于微米级的粉末,主要应用于金属增材制造行业。金属球形粉末作为金属3D打印最主要的原材料,其对3D打印产品的成形性、成形质量及综合性能会产生至关重要的影响。
  研制的设备刚搭建起来几个月,目前就问题的整改、整体的升级进行调试,完善和优化工艺。
  这才只是刚刚开始。
  “如果谷博士有个奇思妙想,可以在完成科研任务的同时,通过实验室自主成立的青年创新基金,来申报课题。”通讯员关瑶表示,实验室支持许多青年科研人员“挑大梁”,还有90后同事拿了最高100万的科研支持,去做非充气轮胎的研究,解决了青年科研人员缺资金、缺设备的困境。
  实验
  从“门外汉”到团队核心成员
  谷旭所在的季华实验室,作为首批4家广东省实验室之一,定位于先进制造科学与技术领域,解决产业发展中的技术难题。
  “相当于是一个桥梁,介于研发型企业和技术科研高校的中间地带,把技术科研推向市场,产业化应用的一个中转站”,谷旭表示。
  2023年2月初,省委书记黄坤明到佛山市调研,勉励科研工作者们沉下心来做研究,紧贴产业发展所需,集聚整合国内外优势创新资源,强化原创技术积累,加快成果孵化转化,更好支撑制造业做优做强。
  关瑶告诉记者,“一开始只做出了打印机,作为打印原料的粉末还是依赖于外部采买,觉得这个成分调配要定制,成本较高,周期较长,难以满足成分的定制化科研需求”。
  这就萌生了“搞装备”的想法。
  “等离子体雾化技术相比传统气雾化工艺更佳,美国和加拿大在前者的研究起步比我们早,技术比较成熟,但他们的装备和技术对我国均处于禁售状态,包括现在制备的高端粉体也很少出售给我们”,谷旭表示。
  刚来实验室,等离子体雾化技术是谷旭接触的一个新领域。
  他的博士论文课题是粉末冶金钛铝合金,此前并没有接触过等离子体雾化制粉技术相关的研究工作,但由于攻读博士学位期间参与了气雾化制粉相关项目的研究,谷旭很快理解了等离子体雾化技术的原理并投入到装备的开发工作中。
  谷旭和项目团队花费半年多时间,先后去沈阳、成都、合肥、徐州等地进行系统的调研并进行了全面的可行性论证。
  2022年,设备的开发进入了全面设计、采购、加工、安装调试及工艺参数制定和优化的阶段。
  时间就在不断调整工艺、反复试验中过去。
  有一次在真空泵的调试过程,他们发现在调节后突然达不到预期的效果,检查了很多地方都没有找到具体的原因,最后推测可能是泵口出了问题,拆开后发现:原来是安装工人遗漏了一块布在里面。这次意外有惊无险。
  制粉完成后,在车间的另一条走道里,一边能看到两台国内外比较成熟的3D打印机,用于原材料粉末制备后的打印验证,另一边是自主开发的不同尺寸的3D打印设备。
  “实验室里经常强调要形成工艺配套及技术关联,打通产业链上下游”。关瑶表示,在实验室里会有各个工艺流程上的人才。
  “我们实验室有一个非常棒的测试中心,在整个华南地区来说都排得上号,可以提供方便快捷的测试表征服务。对于做材料开发的科研人员来说,这些东西是非常必要的研究手段。”
  谈起这个,谷旭博士原本的声调都高了几度。
  应用技术科研的“重头戏”是——形成一个完整的科研闭环,达到产业化的落地——原材料装备和技术的开发,多种3D打印机开发和应用,测试中心……对科研工作者来说,这些是最吸引他们的地方。
  生活
  科研外的《狂飙》生活
  大兴安岭——树很多,有原始森林——不过谷旭不会爬树。家乡冬寒夏凉,昼夜温差大,和广州气候大不同。1月22日,漠河刷新我国有气象记录以来最低气温记录,达到零下53。
  大兴安岭目前属于自然保护园区的状态,谷旭爱家乡的人与风景,但对搞科研的他来说,家乡事实上不是最佳选择。
  东北独生子女比较多,退休后的父母把决定权交到孩子的手上。导师曾推荐谷旭到北京或沈阳的研究所工作,但他将目光投向了大湾区,最后选择来到了佛山。
  原本想着在广东适应一段时间后,再决定是否接父母过来。父亲却想说一起过来,陪着谷旭。
  “刚下飞机,晚上在30度以上”,谷旭读博期间由于课题需要也会经常出差,却恰巧从来没有到过广东。这一来,就把全家都带来了。
  第一年的时候,谷妈还有点犹豫,“因为太热了,有点不适应”,但留了下来。
  去年6月至9月,谷旭父母回到黑龙江度过了夏日,老地方里总有旧友孩子的婚礼。“我们那边夏天无论白天多热,到晚上气温肯定要降到20度左右”,谷旭也有担心:父母回家成天又得应酬喝酒。
  跟谷妈相比,谷旭适应得不错,除了“回南天”——在楼梯、电梯间又闷又潮,第一次见还以为没擦干净,搁哪都是水,有点埋汰(脏)。
  谷妈聊起天,“新闻上说回南天,你看到了吗?”谷旭说没看到,却在后来知道闹了个误会,实验室的同事解了惑:原来墙壁上的小水滴就是回南天状态。
  又是周五——谷旭跟要好的同事们约好了晚上小聚。小炒牛肉、笋干炒腊肉、干锅牛蛙…今晚的菜系来自四川“选手”。工作之外,他还喜欢健身、打台球,最近在追热播剧《狂飙》,每天刷个一集半集的。
  他感觉各方面都还挺顺利的,“没有让你感觉很不适应的地方”。去年,谷旭在实验室附近买了房,明年就要交楼了。
  谷旭没有什么太大的理想——做好手上的项目,第一阶段是使等离子体雾化设备的粉末质量、球形度、氧含量、细粉率都能达到相对理想的状态,达到跟国外先进水平相接轨的状态。再来是把钛合金和其他合金材料做一个组合,开发新材料加工。
  科研工作总是一步一步。谷旭不着急,先填补空白,起跑——齐跑——或许还能超跑。
  “搞科研工作,多好。”


(文章来源:南方都市报·湾财社)
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