在当今科技飞速发展的时代,材料科学与工程领域的创新与突破对国家科技实力的增强有着重大意义。我国积极倡导科技创新驱动发展战略,大力扶持先进材料的研发与应用,旨在提升高端制造业水平,在全球科技竞争中占据有利地位,从而实现科技强国的目标。
材料科学与工程的发展进程,对众多前沿领域的突破有着深刻影响,而作为当中潜力巨大的超塑性材料研究,更是成为无数科研工作者关注的焦点。哈尔滨工业大学材料科学与工程学院蒋少松教授,早在超塑性材料研究尚处于萌芽阶段时,便已开始对超塑性材料的成形机理及其应用进行研究。其间,他掌握了不同金属材料在高温条件下的塑性变形特性,揭示出温度、应变速率对材料性能的影响。并通过多年的理论研究,提出一套较为完善的超塑性成形机理模型,为该领域的发展提供了依据。随着科研的不断深入,拓展超塑性成形与扩散连接的有限元模拟成为研究的重点。
注重基础理论夯筑科研基石
在超声波振动条件下磁控溅射纳米材料超塑变形机理研究项目中,开拓磁控溅射纳米材料在塑性成形领域的基础研究,发掘其超塑性,并引入超声波的布莱哈效应降低成形温度,实现成形过程中晶粒尺寸控制。率先研究超声波振动条件下磁控溅射纳米材料的高温力学性能,探索变形过程中的微观组织演变,分析超声波振动参数对超塑性能及热稳定性的影响规律,进行超声波作用下声热力三耦合的有限元分析,开展超声波辅助磁控溅射纳米材料的超塑微成形。揭示超声场波振动条件下磁控溅射纳米材料的超塑性变形机理,明确超声波对组织特性、超塑性能的影响机制及宏微观交互作用机理,实现材料的延伸率达到200%以上,建立超声条件下的磁控溅射纳米材料的超塑性本构方程,掌握超声波辅助微成形的关键控制因素及优化手段。
理论研究只是科研的第一步,真正的挑战在于如何将理论转化为实际生产力。蒋少松教授团队深耕超塑成形/扩散连接中空多层结构的实际工艺技术研究,针对不同的材料(如钛合金、铝合金、镁合金等),在超塑成形的工艺开发上取得了显著突破。特别是在铝合金和镁合金的成形工艺方面,提出了多项创新性的技术方案,成功解决了这些材料在高温条件下易出现的变形不均匀、表面损伤等问题。在扩散连接领域,相关研究同样具有重要的学术和应用价值。扩散连接作为一种高效的连接技术,对于提高材料的连接强度和耐腐蚀性至关重要,并开发了一系列适用于航空航天领域的扩散连接工艺,成果已应用到多个国家重点项目中。
创新助发展教研育新才
科研创新始终是驱动发展的关键引擎,涵盖材料、装备、工艺等多个方面。研究成果在航天器的制造过程中拓展的超塑成形与扩散连接技术,制造出一批具有高可靠性、强度和耐久性的航天器部件。在2012年承担的中国最新型号航天器成形项目中,蒋少松教授带领团队采用多项创新技术,如温控系统、温度场均匀性控制等,确保了成形过程中各个部件的高精度和高质量。在材料选择和工艺参数的优化上提出一套科学合理的方案,极大地提高了材料的超塑性变形能力,保证了成形效果。这一项目具有里程碑意义,为我国航天器的高性能制造提供了宝贵的范例与经验。
蒋少松教授
随温随动温度场超塑成形/扩散连接技术(非均匀温度场超塑成形/扩散连接技术)具有举足轻重的地位。该项技术能够在成形过程中实时监控和调整温度场的分布,确保每个部件在成形过程中的温度始终处于最佳范围内。这一创新避免了传统成形技术中常见的材料失效、裂纹和变形等问题,极大地提升了航天器制造的精度和可靠性,被首次应用到航天器的成形工作中,为航天器长期稳定运行奠定了坚实的技术基础。
经过无数次的试验和改进,科研团队终于成功研制出国内首台超大型超塑成形/扩散连接装备,该装备可以实现对大尺寸航天器部件的精确成形,大幅度提高了生产效率和产品的质量,特别是在航天器外壳等关键部件的制造过程中,这一装备展示了其卓越的性能,填补了国内空白,为我国航空航天制造业提供了先进的设备支持。
蒋少松教授与团队论证有关钛合金项目的总结研讨会议
科研成果的突破,离不开人才力量的持续注入。人才是科技创新的第一资源,唯有培育更多优秀科研人才,方能推动科技持续进步与国家长远发展。蒋少松教授在传授专业知识时,尤为注重培养学生的科研兴趣与创新精神,始终践行“学高为师,身正为范”的教育理念。与学生沟通交流时,他鼓励学生大胆表达想法见解,积极引导学生参与科研项目,让学生在实践中学习,锻炼独立思考与解决问题的能力。
目前,蒋少松教授已培养出多名硕士、博士研究生。这些学生不仅成为科研院所与企业的骨干力量,更有多人荣获“优秀硕士研究生”“国家奖学金”等荣誉。学生们传承着严谨治学的态度与勇于创新的精神,持续书写属于自己的精彩篇章。(唐梅)