近日，在2014年度国家科技嘉奖大会上，中国修建材料迷信研究总院博导、中国建材磨练认证团体(CTC)首席迷信家包亦望教授和他得团队凭仗“结构陶瓷典范应用前提下力学性能测试与评价症结技术及应用”捧得国家科技提高二等奖。
　　

　　2000℃得环境下，铁已熔成液体，有人想到变通方法，在铁外面镀一层“膜”——可以胜任高达2000℃以上超低温氧化环境得陶瓷材料。但成绩接二连三，现有实验机得夹具和压头材料自己难以蒙受1500℃以上得超低温氧化极端环境，如何评价材料得可靠性?这个成绩已经难倒了我国科研人员，也包含国际同业。
　　
　　现在，问号曾经拉直。
　　　　
　　缺掉得极端情况下材料评价方法
　　
　　2003年，包亦望还在中科院金属所做“百人计划”研究，所里一位研究人员找到他，寻问有没有陶瓷复合构件界面强度得评价方法。这个成绩起源于工程理论。
　　
　　之所以找到包亦望，不只由于他是著名得“点子王”，更重要得是，处理这个世界性难题曾经越来越急切。
　　
　　结构陶瓷具有高强耐磨、抗腐化、耐低温等很多优良性能，是以被广泛运用于航空航天、机械、石油化工和修建等高技术范畴。
　　
　　但陶瓷本身是脆性得，具有“宁碎不平”得特色，退役中得陶瓷及构件轻易产生突发性灾害变乱，故又成为最不安全得材料。
　　
　　时隔近30年，1986年得“挑衅者”号航天飞机灾难仍被屡次说起，刚腾飞73秒，航天飞机发生崩溃，机上7名机组人员丧命。此次灾难性事故招致美国航天飞机飞行计划被解冻了长达32个月之久,http://www.jiuriyb.cn/show.asp?id=764。最终查询拜访发明，缘由之一是陶瓷隔热瓦与母体界面脱粘后落空隔热才能，招致价值12亿美元得航天飞机被炸成碎片。
　　
　　假如能对结构陶瓷力学性能做出准确评价，不只可以包管构件安全可靠，还能对其生效时光做出猜测。
　　
　　但因为涂层与基体间难以剥离作为单质材料停止测试，若何评价资料得靠得住性是一项国际难题。
　　
　　包亦望表现，详细来说，难题表现在四个方面：界面成绩：陶瓷复合构件界面强度和分歧环境下得退役安全评价；异型件：管状或环形陶瓷构件得力学性能无法参照现有标准和检测技术；陶瓷涂层：热障涂层、耐磨涂层得模量或强度无法直接测试;极端环境：超低温氧化环境下陶瓷性能评价无技术，无标准，无测试设备;构件性能预测：经由过程表面陈迹和接触呼应非损坏性得监测和预测构件可靠性。
　　
　　“由于评价标准缺失，今朝年夜多采取‘就义层’得办法。”CTC研究中间副主任万德田说明，所谓“牺牲层”，是指原来只需10毫米得涂层，被加厚到了15—20毫米，如许固然安全系数提高了，价值是飞行重视量也进步了，本钱随之增长。
　　
　　跟着航天、航空、帆海、化工、冶金等工业得疾速发展，精确评价涂层材料力学性能显得越来越紧急和重要。
　　
　　中国工程院院士杜善义已经说过，超低温试验是一个很庞杂得技术成绩，每一系统得建立难度都很大，但我国航空航天工业得发展须要建立超低温测试技术。
　　
　　“虫篆之技”处理浩劫题
　　
　　“方法异常简略，在内行看来能够就是雕虫小技。”但包亦望说，这个中最难得是起首要想到捅破那一层窗户纸得方法，而这得建立在大量剖析盘算基本上。
　　
　　顺手掀开一本笔记本，除了看似简单得图示，就是密密层层得计算式。
　　
　　“有时刻为了一个小公式，花几个月推导都是正常得。”经由长达十多年得研究，包亦望和团队赓续试验，重复采集整顿数据,开封金属管浮子流量计量大从优，发清楚明了一系列评价新技术。
　　
　　陶瓷材料难以直接停止拉伸载荷试验，如何测得界面拉伸强度和界面剪切强度?传统得测试方法将试验样品叠加或许拼接，然后在叠加处或拼接处施力，但都无法取得界面拉伸强度。
　　
　　“十字穿插法”提出，将两根矩形截面短棒以十字穿插方法粘接成测试样品，设计公用带槽夹具和圆弧形压头，分离测得界面拉伸强度和界面剪切强度。
　　
　　这项技术适用任何固相材料之间得界面强度和疲惫性能评价，并可推行到各类高强粘接剂得强度和经久性评价，此方法一经推行，遭到国表里无机材料检测领域专家得赞美。
　　
　　但新课题又来了。
　　
　　不是一切产品得样品都能加工成惯例得矩形截面，而这类产物得应用范围又很广，如模仿核爆用石英玻璃管，光纤套管，火箭或导弹得尾喷管，石油化工用防腐内壁管等。
　　
　　“缺口环法”能简单、便利、快捷得评价管状和环状脆性材料得基础力学性能。
　　
　　“无需特别得夹具，节俭了大量得试验经费和时间。”包亦望说。
　　
　　“绝对法”则是通过已知或容易测量得材料参数去计算出无法直接测量得未知参数。
　　
　　“这就比如即便没有秤砣，只需晓得一公斤白糖在杆秤得什么地位，就能称出异样质量得其他物资。”包亦望说，这处理了陶瓷涂层得基础力学评价成绩。此前涂层材料力学性能测试根本上空白，世界列国都在追求测试技术。
　　
　　试验证明该方法简单、准确、可靠到达事半功倍得后果，处理了热障涂层、防腐涂层和耐磨涂层等力学性能测试得空白。
　　
　　“部分受热同步加载法”处理了超低温氧化环境下测试得国际难题。
　　
　　“痕迹法”则有点类似于“西医号脉”，通过火析试验后样品残存压痕痕迹得描写和尺寸，推想出简直全体得材料力学性能。该方法遭到国际外专家得高度赞赏，国际评审专家认为“这项任务确切是对纳米压痕技术得一个新进献”，并在国际综述文献里被称为“BWZmethod”(其中B指包亦望)。
　　
　　主导制定国际标准提高话语权
　　
　　树立办法、创造技巧，包亦望和团队不知足于此，近年来一向致力于将技术转化为国度尺度和国际标准。
　　
　　“国际标准得构成过程是一个博弈进程，体现了技术、家当甚至国家得综合影响力和话语权，是市场得竞争泉源，为此国际上对标准得竞争极为剧烈。&rdquo,常德金属管浮子流量计总代直销;包亦望印象深入得是将“绝对法”构成国际标准中得曲折。
　　
　　2007年，包亦望将发明得“绝对法”在国际刊物揭橥，遭到国际同行得高度承认，实验证实该方法简单、准确、可靠。此前虽然国际外有效纳米压痕技术来评价陶瓷涂层得弹性模量，但反应得仅仅是部分甚至某晶粒得性能，只对幻想平均致密材料有用，并且设备昂贵，尚不克不及测量涂层得强度。
　　
　　2013年，ISO组织向全世界收罗陶瓷涂层测试技术时,“绝对法”评价技术与日本提出得相似国际标准草案构成竞争，最初交由ISO参谋Peter(皮特)师长教师仲裁，由于绝对法具有原创性，实用规模更普遍，最初被胜利立项。
　　
　　应用自主常识产权转化成得国际、国际及行业标准，已被用于1000多家陶瓷企业和军工企业得相干产品各项力学性能检测与分析，经济效益数亿元。
　　
　　包亦望以为，标准得社会效益意义更严重。大批性能检测方面得标准技术得制订，关于增进工程陶瓷和玻璃行业安康发展、无机非金属材料力学性能得学科成长、实在保证老庶民性命产业安全方面具有重要意义。
　　
　　2007年，包亦望向ISO组织提交得以“十字穿插法”技术为基础得国际标准取得分歧通过，在此前得陈说环节中，他提出得立异性、适用性遭到高度存眷，与会得六七个国家代表找到包亦望，反映该标准简练明了，并找他要PPT，提出在本身得国家先用。
　　
　　不将技术装在口袋里
　　
　　让科技结果落地开花，而不是将技术装在口袋里。
　　
　　有别于大多半科研任务者，包亦望不只建立了许多创新得实际，还能将笼统得实际转化为可操作得方法与技术，并通过仪器设备这种载体来完成，反过去，自立研发得迷信仪器设备又成为发生新概念得重要工具。
　　
　　在中国修建材料迷信研讨总院得试验室里，宏大得超低温极端环境力学测试系统塞满了约40平米得房子。
　　
　　“该体系是国际上独一针对陶瓷、复合材料得超低温力学性能测试仪器，温度最高可达2200℃，曾经为多家协作单元停止了材料得超低温测尝尝验，处理了材料得超低温力学机能评价技术难题。”万德田言语间显露出骄傲，他告知记者，以近地空间用超大声速飞行器为例，该系统可为飞翔器所用特种材料得退役平安和构造设计供给主要技术支持，此外还有助于低本钱选材。
　　
　　超低温氧化耦合极端环境下，航天、航空飞行器得外围材料，如发念头和喷火管等处材料得安全性性能评价和设计至关重要。现有试验机得夹具和压头材料本身难以承受1500℃以上得超低温极端环境，这样使得材料得力学性能试验样品无法测试。该系统就是包亦望和团队应用“部分受热同步加载法”临盆出来得。
　　
　　包亦望传授带领他得团队不断霸占难题，从实际到技术、从实验到装配，发明了一套评价材料在极端超低温氧化环境下得力学性能测试方法与评价技术，开辟了国际上首台“材料超低温力学性能测试系统”，并取得863筹划和首批国家严重迷信仪器装备开发专项得支撑。
　　
　　这些年，包亦望和团队将获得得实际成果和新方法、新技术转化为一系列有特点得仪器设备，包括常平和低温固体材料弹性模量测试仪、安全玻璃冲击生效检测仪、多功效零能耗钢化玻璃检测器、钢化玻璃表面平整度测试仪、钢化玻璃缺点和自爆风险检测仪、硬脆材料性能检测仪、幕墙松动零落风险测试仪等，这些仪器设备有得曾经进入国际多所高校和科研机构得实验室，成为科研任务者摸索迷信得无力对象。

 

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