从国家技术发明一等奖看关键高新材料技术的自主创新（上）

日期 2006-01-09　来源：简报　作者：　【大中小】　【打印】　【关闭】

　　本文提要：作为2004年度国家技术发明奖一等奖的获奖项目，由西北工业大学张立同院士主持完成的“耐高温长寿命抗氧化陶瓷基复合材料应用技术”，即结束了自国家技术发明奖设立以来一等奖连续6年空缺的局面，也成为我国在材料领域里研究实现自主创新的一个典型范例。该项成果整体技术跻身国际先进行列，材料综合性能达到国际领先水平，从而打破了国际高技术封锁，对国防科技工业和国民经济发展都将发挥重大作用。张立同院士领导的课题组之所以能够取得这样不凡的成绩，与他们一贯坚持对新理论、新技术、新工艺的不断自主创新和探索有关，与他们持之以恒的钻研精神有关，与他们脚踏实地的科学研究作风有关，也与他们长期不懈开展基础性研究有关。　　作为2004年度国家技术发明奖一等奖的获奖项目，由西北工业大学张立同院士主持完成的“耐高温长寿命抗氧化陶瓷基复合材料应用技术”，即结束了自国家技术发明奖设立以来一等奖连续6年空缺的局面，也成为我国在材料领域里研究实现自主创新的一个典型范例。该项成果整体技术跻身国际先进行列，材料综合性能达到国际领先水平，从而打破了国际高技术封锁，对国防科技工业和国民经济发展都将发挥重大作用。连续纤维增韧碳化硅陶瓷基复合材料是国际上公认的反映一个国家先进航空航天器制造能力的新型热结构材料，我国是继法国和美国之后第三个掌握此技术的国家。张立同院士课题组之所以能够取得这样不凡的成绩，与他们一贯坚持对新理论、新技术、新工艺的不断自主创新和探索有关，与他们持之以恒的钻研精神有关，与他们脚踏实地的科学研究作风有关，也与他们长期不懈开展基础性研究有关。一、关键高新技术材料必须依靠自主创新　　在国际上，连续纤维增韧碳化硅陶瓷基复合材料是上世纪九十年代初才步入应用研究阶段的一种新材料，其制造技术对中国严密封锁。九十年代初期当张立同课题组开始研制这一材料时，请来化学气相渗透（CVI）法制备该材料的发明者法国纳兰教授，希望得到启发。但纳兰只说了一句话：“我搞了二十年，你们至少要搞十年！”婉言谢绝了他们。此后，他们又企图通过引进CVI设备来获得制造工艺信息，也行不通。这让他们懂得先进的核心技术是买不来的，更激发了他们依靠自己力量发展核心关键高新材料的勇气和责任。经过近十年的艰苦探索和努力，在反复的失败和挫折中，终于突破了材料和设备的关键技术，整体技术跻身国际先进行列，材料的综合性能居国际领先水平，从而打破了国际技术封锁。二、知识创新是高新技术自主创新的先导和基础　　知识创新是技术创新的源泉，如果没有基础研究作为积累和先导，高新技术的发展就很难摆脱跟踪仿制的局面，也就谈不上自主创新能力和高新技术的健康发展。　　连续纤维增韧碳化硅陶瓷基复合材料及其可工程化的制造技术是国际性的难题，张立同院士领导的课题组坚持理论创新，提出了陶瓷基复合材料界面纳米尺度控制和跨尺度强韧化理论，指出了国际上“纤维性能越高越好”和“复合材料越致密越好”的概念是一种误导，并为“高性能、低成本制备技术” 核心发明奠定了理论基础，从而形成了工艺独到、具有自主知识产权的制造技术及其设备体系。三、核心技术原始创新是灵魂，集成创新是关键　　材料科学本身具有多学科交叉和融合的特征，往往是利用相关基础学科的原理发展材料的设计技术、制备技术及其设备与应用技术，自身也有明确的基本科学问题和特点，综合特征明显。材料研究重大成果从研制到应用往往涵盖数十个甚至上百个关键技术，突破这些关键技术往往需要利用本学科和相关学科的理论与技术，结合具体问题来解决。集成创新并不是现有技术的简单综合，而是在核心技术原始创新支撑下的创造性集成，从而形成具有自主知识产权的核心技术及其交错集成，这样才能形成面向应用的可工程化的技术平台。张立同院士获得的国家技术发明一等奖突破了“制造、设备和应用考核技术”三方面20项关键技术，产生了10项技术的原始创新，获得12项国家发明专利，形成了以原创技术为核心的五方面集成创新，从而支撑了高性能与低成本材料技术的发明及其应用。使材料构件的制造成本为国际的2/3以下，设备运行成本和制造周期均为国际的1/3以下，产品价格与原用的金属价格相当，解决了重要部门用不起的问题。