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【中国科学报】固体润滑国家重点实验室:沉淀三十载润物细无声
2017-08-07 | 编辑: | 【  

  ■本报记者 倪思洁 

  兰州,南北滨河大道车水马龙,黄河百里风情线蜿蜒飘逸,一座现代化都市律动着飞速前行的决心。前行的步伐里,没人会忘记,在共和国“支援大西北”的号召下,曾有一批建设者云集于此,用智慧和汗水让这座荒滩古城显出生机。

  这批建设者中,有中国科学院的身影。1958年,为带动我国西部石油工业的发展、满足“两弹一星”的特殊润滑需求,原中科院石油研究所润滑材料研究室迁至兰州,组建中科院兰州化物所摩擦、磨损与润滑实验室。

  以此为基础,1987年的夏天,经中科院批准,兰州化物所“固体润滑开放研究实验室”成立,致力于解决我国航天、航空等国家高技术领域的一系列关键润滑材料与技术问题。至今,这段历史书写了整整30年。

  30年,意味着沉淀。不忘初心,1999年,在科技部批准下,实验室成为“固体润滑国家重点实验室”,持续引领我国的润滑学科相关研究。

  30年,意味着坚守。润物无声,实验室以摩擦表面与界面化学为基础,默默地为我国航空航天等战略高技术领域提供最坚实的保障。

  昨天:成长中的岁月 

  将时间倒回30年前。1987年8月,是一个被中国摩擦学史铭记的时间。在中科院的批准下,“固体润滑开放研究实验室”正式成立,固体润滑国家重点实验室的辉煌和中国摩擦学的快速发展进入酝酿期。

  上世纪80年代初,在我国著名摩擦学专家、中科院院士党鸿辛先生的支持下,现为中国工程院院士的薛群基和欧阳锦林、张绪寿、徐锦芬、黄春祥、赵家政等专家共同确立了以材料表面摩擦化学为基础、以高技术应用为出口的学科定位。

  “刚筹建的时候,实验室只有12个人,申请到了7间房子,每间房子的面积只有19到20平方米。加上各种显微镜,我们一共有50台设备。”薛群基回忆起实验室起步的那些日子时说。

  如今,实验室现有科研用房面积共约9000平方米,拥有各类仪器设备总价值9000多万元,50万元以上大型仪器设备65台套,且使用率均保持在80%以上,大部分设备使用率超过100%。

  实验室也逐步建成了各类实验研究平台,如材料显微结构分析平台、表面性能检测平台、摩擦磨损测试平台、润滑油脂理化性能测试平台、真空镀膜平台、高性能润滑添加剂及其润滑油脂合成实验室等。

  同时,实验室密切关注现代科研技术的发展,不断更新自身的科研条件。“每年,我们都会筹措一定数额的款项专门用于科研平台的建设和更新,近5年来实验室研制发展了25台套模拟空间环境摩擦磨损试验系统、高低温环境摩擦磨损试验系统、润滑薄膜制备系统等多台套材料制备、性能测试及使役行为研究的仪器设备,确保了高真空、高低温、高速、重载、海水环境、腐蚀性介质等苛刻条件下科研工作的开展。”固体润滑国家重点实验室副主任阎逢元说。

  好的实验环境培养出精英的科研群体。在国家各部门大力支持和中科院创新战略的驱动下,目前实验室拥有包括1位中科院院士、1位中国工程院院士、1位首届中国优秀青年科技人才奖获得者、4位国家杰出青年基金获得者、两位国家优秀青年基金获得者、3位国家“万人计划”入选者、4位科技部创新人才推进计划入选者、1位“国家青年千人计划”和14位“百人计划”入选者在内的33名中青年研究员。这些科研人员承担了国家“973”“863”计划、国家自然科学基金委员会创新群体科学研究基金和重点基金、国家高技术领域重点项目等重要课题研究。

  今天:沉默中的辉煌 

  遥感系列卫星、神舟系列飞船、天宫一号与神舟八号及九号的空间交会对接,每一次,航天工程的重大进展都吸引着亿万国人的目光。不过,很少有人注意到,每一项任务的背后,都有一位沉默的支撑者——固体润滑国家重点实验室。

  走进固体润滑国家重点实验室的大楼,楼道的橱窗里,摆放着各种呈现着优雅几何形状的润滑材料。实验室里,实验仪器来回打磨材料,检验着器件耐磨性能等各项指标。每一款材料的诞生,都远比人们想象的复杂。

  摩擦,是大家熟悉的现象。“天冷时搓一搓双手,摩擦产生的热量可以缓解冬日的严寒。然而,摩擦并不都是那么美好。它带来的高温和磨损对于卫星、飞机、钻探设备来说可能是致命的。”固体润滑国家重点实验室副主任周峰告诉记者。

  怎样能让润滑油脂发挥更大功效,让固体润滑服务高精尖工程,是这里的科学家每天都在探究的问题,也是实验室从创立之初就设定的发展方向。

  要发展新型润滑抗磨材料,就要了解摩擦的机理。实验室的科学家们为深刻理解摩擦的界面微观过程与机制进而发展新型润滑抗磨材料,开展了摩擦的表界面行为机理研究,促进了摩擦学交叉科学的发展。

  同时,由于不同高技术领域的摩擦环境不同,对润滑材料的需求也各有特点,为了满足不同领域的润滑需求,实验室研发了不少特殊润滑抗磨技术。

  面向空间技术发展需求,他们建成了我国独立自主的空间润滑材料体系;

  面向我国航空用滑动轴承、关节轴承等对高性能固体润滑材料的迫切需求,他们揭示了高温、重载、高速环境下材料的润滑抗磨损行为规律;

  面向装备制造工业等对高性能合成润滑剂的需求,他们研制了多个系列酯类润滑油,并实现了年2000吨规模的中试工业生产;

  面向航天、航空、航海和核电等高技术装备对耐高温润滑抗磨损材料的需求,他们解决了材料同时具有高强度和优异高温润滑性能的科学技术问题;

  面向工业节能减排战略对低摩擦固体润滑薄膜材料与技术的需求,他们解决了我国先进发动机高压共轨喷油系统的摩擦磨损与可靠性的关键瓶颈问题。

  2012年,英国机械工程协会曾这样评价:“这个实验室现已成长为中国最大和最出色的摩擦学研究团队之一,为中国的经济建设,特别是在降低成本、能源消耗、摩擦和磨损,提高工业设备的可靠性以及在空间领域应用研究等方面作出了突出贡献。”

  明天:铭记初心迈向2020 

  “摩擦学科学和技术的未来是十分光明的,很难想象一个没有摩擦学研究、教育和应用的世界是什么样子。国际摩擦学研究的成功将使我们这个星球变得更加绿色,更加可持续、和谐发展。我相信,我们可以实现这个目标。”2012年,薛群基在接过国际摩擦学领域最高奖“摩擦学金奖”时如是说。

  这也是固体润滑国家重点实验室科研人员共同的信念。他们携手共进,使实验室迈上“国际具有重要影响的润滑材料与摩擦学研究机构”的新台阶。

  实验室里的青年科研人象征着科研的希望。实验室正在完善研究体系,强化对35岁以下科研人员的培养,强化对4个研究技术平台的建设,形成完备的润滑抗磨损材料设计制备等研究应用体系,整体推动实验室的创新与发展、创新与合作、创新与产出,着力营造“敏学致用,求真务实,创新奉献”的实验室核心文化理念,努力建设“民主、开放、宽松、和谐”的学术环境及“团结、协作、平等、宽容”的学术氛围。

  “从实验室创立之初,我们的前辈为了国家重大需求,扎根西部,求真务实。现在,我们的目标没有变,我们做事的风格也不会变。”周峰说。

  为助力科研人员的创造力得到充分释放,固体润滑国家重点实验室强化科技与经济产业的结合,加强与企业的合作,注重研制发展具有重要应用价值的成果如环境友好的高性能润滑材料及减摩抗磨的表面工程技术,并以技术投入的方式将更多的成果进行转移转化。近年来,实验室年度申报中国发明专利40件左右,近5年来专利技术在相关企业实施转化创造的产值超过了40亿元。

  面向2020,实验室的使命早已明确。“我们将以服务航天航空、装备制造、交通运输、清洁能源等高技术工业发展及国防建设为目标。”实验室主任、中科院院士刘维民介绍,“实验室将以提升自主创新能力和可持续发展能力为主线,以解决关系国家在润滑与防护材料、润滑减摩节能与抗磨损降耗技术的基础性、战略性、前瞻性的重要科技问题为目标,着力突破带动摩擦学领域技术革命、促进解决润滑产业发展的重大科学及战略高技术问题,为建设创新型国家在润滑防护材料与技术领域发挥骨干引领和支撑核心作用。”

  “展望未来,实验室将围绕高性能润滑材料、摩擦化学及摩擦物理、极端苛刻环境条件下的摩擦磨损、摩擦表/界面行为基础等部署科研工作,致力于解决上述领域的基础性和前瞻性的重大科学问题,致力于培养和凝聚高水平科技创新与创业人才,致力于促进润滑抗磨材料及表面工程技术领域科技成果的转移转化与产业化,着力构建实验室面向2020的科技创新体系。”刘维民说。

  30年,是节点也是起点。这些守在祖国西部的科研人员,仍在自己的岗位上,不忘初心,虔诚地传承着老一辈求真务实的精神;心怀天下,默默地续写着中国摩擦学新的辉煌。

《中国科学报》 (2017-08-03 第1版 要闻)

 

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