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龐曉露:問題從實踐中來,成果到實踐中去

單位(作者):黨委宣傳部 | 來源:本站原創 | 更新時間:2020-12-16 | 點擊數:

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龐曉露,北京科技大學教授,博士生導師,國家優秀青年基金獲得者。1999年考入北京科技大學材料學院,因成績優異被保送讀研并攻讀博士學位,后留校任教,從此與涂層結下不解之緣??朔啻罄щy,就上多高臺階,在涂層領域的不畏困難和不懈努力讓龐曉露在表面工程領域嶄露頭角。已累計發表SCI論文近90余篇,包括Acta Mater,Corros Sci等期刊,他引1800多次。問題從實踐中來,成果應用到實踐中去。從工程實踐中凝練關鍵問題,揭示了膜致韌性基體開裂機制,發展了高溫界面結合測量方法?;A研究成果在核電、武器用陀螺儀以及大規模集成電路散熱基板等國家重大需求方面獲得成功應用,取得了顯著經濟效益和社會效益。曾獲中國腐蝕與防護學會科技進步一等獎和中國機械工業科學技術一等獎以及國家優秀青年基金、霍英東基金、北京市科技新星、香江學者等多項人才項目。

硬質涂層以其優異的耐磨、耐蝕、抗氧化等性能,被廣泛地應用于航空、航天等國家重大戰略裝備中。然而,金屬材料表面高硬度、低韌性硬質涂層的存在卻是一把雙刃劍,在保護基體材料不受外界環境影響的同時也會在其開裂時對基體材料造成一定的損傷,這是制約其應用的一大瓶頸。因而,研究如何在保證硬質涂層原有功能性的基礎上消除其負面影響,從而實現“魚與熊掌”兼得,這對帶有涂層的承載構件安全服役具有極其重要的科學和實際應用價值,吸引了無數的材料科學與工程工作者,其中來自北京科技大學材料科學與工程學院的龐曉露教授研究團隊所取得的研究成果尤其引人矚目。

自1999年以優異的成績考入北京科技大學材料學院就讀本科以來,龐曉露就立志成為一名材料科學家,而成為科學家的必要條件就是刻苦學習掌握堅實的材料科學基礎理論知識,于是他四年如一日,刻苦學習。功夫不負有心人,最終他以班級第一、全年級10個班前三名的優異成績獲得保送碩士研究生資格。面對國內眾多高校和研究所,龐曉露毅然決然地選擇了留在母校深造。在楊會生、高克瑋、喬利杰等教授們的引領與悉心指導下,他便與涂層結下了不解之緣。

學以致用,為中華民族的偉大復興添磚加瓦,貢獻自己的一份力量是龐曉露從事科研的信念。他的研究選題都是瞄準國家重大需求和國防安全,問題從實踐中來,成果應用到實踐中去。從工程實踐中凝練關鍵問題,大量現象表明硬質涂層的存在會顯著降低金屬基體的疲勞壽命,這將嚴重威脅帶有涂層構件的安全服役,比如帶有熱障涂層的發動機葉片??墒莾仍跈C制至今仍沒有統一的定論,針對此難題,龐曉露及其課題組成員迎難而上,堅信“寶劍鋒從磨礪出,梅花香自苦寒來”,經過近10年的探索,最終通過在韌性金屬上沉積硬質涂層,發現低應變下涂層的開裂會導致金屬開裂現象(簡稱“膜致韌性基體開裂”),并建立了膜致基體損傷機制并提出了防護措施,研究成果發表在Acta Mater期刊,審稿人認為這一發現改變了硬質涂層保護韌性基體這一傳統認知。該研究成果不僅解釋了硬質涂層為何降低基體疲勞壽命這一懸而未解的難題,同時還為超低應力下 的應力腐蝕開裂現象提供理論解釋,驗證了應力腐蝕開裂中的膜致開裂模型,豐富了應力腐蝕機理,更為我國自主研發的核電用汽輪機葉片安全服役提供定量的判據,節約巨額運行成本。該研究獲得企業的高度認可,并一起申請中國腐蝕與防護學會科技進步一等獎。

目前我國高功率器件散熱陶瓷基板幾乎全部依賴從德國和日本進口:歸因于陶瓷/金屬高溫界面結合不牢靠。針對此問題,龐曉露及其課題組成員首先發展了一種在高溫下膜-基界面結合能的表征方法,弄清了膜-基界面結合力在高溫下的演變規律?;诖嘶A研究并借助于第一原理計算及等離子可控制備,研制出高結合強度陶瓷金屬化層,打破國外對高功率芯片散熱基板的壟斷。并順利實現技術成果轉化,進行工業化生產,產品結合強度是行業標準的8倍。該成果鑒定為“填補國內空白,國際先進”。在該部分基礎研究的理論指導下,龐曉露及其課題組成員制備了高結合強度激光陀螺儀高反膜的表面保護層,使其抗激光損傷能力顯著提升;制備了高結合強度的化鉻涂層,成功應用于國防重大裝備中,保障了戰略武器的安全發射。

迄今為止,龐曉露已經在Acta Mater,Corros Sci等多個國際材料領域的知名 刊物上發表SCI 論文近90余篇,他引1800多余次。憑借扎實的理論基礎以及在服務國家戰略上的貢獻,龐曉露獲得了中國腐蝕與防護學會科技進步一等獎、中國機械工業科學技術一等獎等多項獎勵,以及國家優秀青年基金、霍英東基金、北京市科技新星、香江學者等多項人才項目。

面對已取得的累累碩果,龐曉露總保持著謙虛的態度。他總和研究團隊成員說:“不忘初心,砥礪前行,希望能實實在在地推動基礎科研的發展并解決一些實際問題?!边@就是龐曉露,你能感受到他那份對基礎科研和工程應用的執著。正是如此,他一步一個腳印,用辛勤的汗水為我國基礎科研以及國家戰略貢獻著自己的綿薄之力。

(責編:杜嘉慶)

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