单位文秘网 2021-07-22 08:13:34 点击: 次
组织,平时只能靠熟人推介点活干。幸运的是,当时有政策安排“留城待业青年”就业,包亦望服从安排,被分到县商业局,谋得了一份商店营业员的工作。
那时候包亦望十几岁,营业员的工作能让他“走后门”帮人买一些烟酒糖茶,他暗自觉得这个工作还不错—直到听说同学考上大专的事情。刚开始他还不太相信:“大学不都是推荐的吗?”
1977年国家恢复了中断10年之久的高考,这燃起了包亦望的大学梦。“我也要考!”包亦望的想法很简单:营业员这个工作我可干不了一辈子。
高中没怎么上过的他,考大学谈何容易。“要么不做,要么做好。”包亦望主动包揽了商店里所有的夜班—这可乐坏了其他营业员。对包亦望来说,夜深人静的夜班正是学习的好时机。
1978年是第一年全国统考。商业局90多个考生,包亦望考了第一名。
成绩归成绩,报什么学校和专业呢?他的老师给他建议:你不是学过木匠吗?武汉建材工业学院(现武汉理工大学)是重点大学,跟你专业对口。
从此,一入建材行业就是几十年,包亦望笑着说:“这个‘专业对口’还真是对口了。”
回国干自己想干的事
包亦望刚进入大学第二个星期,新生里要成立“师资班”,所有新生都要参加师资班(突然招生规模变大,需要师资力量)考试。因为只考数理化,包亦望考得不错,其中物理考了99分。
原本,包亦望被分到非金属矿系。当时他对这个专业不甚了解:“我见过人家采矿,一个人拿钢钎,一个人拿锤子,凿石头,然后把炸药塞进去爆破。考上大学还得干这个?”
由于物理成绩很好,力学系的辅导员把他叫去,跟他说力学界有很多大名人,牛顿、爱因斯坦都是有名的力学家,中国的“三钱”,也是力学泰斗。“我一听,就说‘我去我去’。”就这样,包亦望去了“力学师资班”。
不过包亦望后来并没有如愿当上老师,而是在专业上一头钻了进去,先后考取了研究生和博士生,并于1995年在博士后研究申请到了德国的洪堡基金。
在德国的导师推荐了他一个赴美工作的机会。然而包亦望并不是很“买账”。“在国外你很多时候就得服从,就算你有主意也得老板点头同意。虽然赚得多,但我觉得不一定特别有发展,回国至少能干自己想干的事儿。”
带着这样的想法,他回到了读博时的中国建筑材料研究总院。也就是从那时起,包亦望逐渐完成了他从基础研究到应用研究的转型,转而探索一些材料检测的新技术和新方法,并开始在材料评价这个舞台上大放异彩。
“雕虫小技”解决世界难题
由于动手能力强,总能对问题的解决想出很多点子,大家都喊包亦望为“包管用”、“点子王”。
1986年,美国“挑战者号”航天飞机在发射升空73秒后突然爆炸解体,机上7名宇航员全部罹难,全世界为之震惊。事故分析显示,发射段的隔热瓦脱落及其随后撞击到机身重要部分,造成不可修复的损害而致机身解体是事故发生的重要原因。
“表面隔热瓦是一种无机非金属材料,可以耐热2000℃以上。它本身是焊接在金属表面的。但它界面强度不够,脱落后立刻因高温摩擦穿透而爆炸。”包亦望对记者解释说,界面强度(两个物体的表面粘连面)的重要性不仅体现于此,许多高空楼体表面的瓷砖如果界面强度不够,容易瓷砖脱落,高空坠落的后果不堪设想。
然而,那时国际上对界面强度的性能评价还是个空白。脆性材料难以直接进行拉伸载荷试验,高温下测试更难。
一个博士生也来找他咨询这个世界性难题:怎么测陶瓷与金属焊接面的拉伸强度?如何采用压向载荷在界面产生均匀的拉伸应力和剪切应力?包亦望陷入了苦思冥想。一天,他突然想到,如果把一块陶瓷一块金属十字交叉焊接在一起,然后把下面的部分放在一个固定槽里,上面的一块就跨在了槽两边,这样施加正向压力和立起来后施加推力,不就可以实现界面受拉、界面受剪(切)了吗?
实验证明,这种办法简单可行。由于结构陶瓷很多情况下用于高温环境,高温界面强度的评价如果采用耐高温陶瓷夹具,也可以实现高温界面强度的测试。从而一举攻克了高温环境下的测试难题。而“十字交叉法”也经ISO/TC 206精细陶瓷标准化委员会17个永久性成员国全票通过,立项为ISO标准(常温下和高温下各一),也一举填补了陶瓷材料常温和高温界面黏结强度的测试空白。
用一个非常“简单”的方法解决了大问题,有人跟包亦望开玩笑说,你这是用“雕虫小技”解决世界难题。
国际突围
包亦望的“点子”往往都是这样,只要他跟别人讲完了,听讲者大都如梦初醒:“哦,原来这么简单。”
他近期发明的一种标准方法亦是如此。更重要的是,在该方法的国际标准制定上,他们赢下了优势在握的其他国家。
陶瓷涂层难以从基体上有效剥离,因此难以直接、准确测试涂层的密度、强度、弹性模量(刚度)等宏观力学性能。然而知道涂层的这些指标很重要:它能反映涂层的耐久性。
包亦望这次来了个“围魏救赵”。“大家都知道怎么用阿基米德法测密度,我想到这个思路:在涂上涂层之前测一次密度,涂上涂层之后再测复合体的密度,通过建立这3个密度之间的解析关系式,就能算出涂层的密度。”
“这个方法叫作‘相对法’。”包亦望告诉记者,相对法的核心就是几个参数之间的解析关系式,只要有关系式,这个方法还可以推广用于测量涂层的弹性模量、强度、膨胀系数等。
2013年ISO组织向全世界征求陶瓷涂层测试技术时,包亦望提交了相对法的解决方案。然而,几乎同样的方法,其他国家也在申请。
双方要“PK”。最终双方的提交案送到了ISO顾问的手里,由他进行仲裁。
通过对原始资料的对比分析,仲裁人发现中国送呈的原始材料先于其他国家(2007年包亦望等人在《Mater. Sci. &Eng.》刊文介绍过该方法),裁定原始创新出自中国。ISO随后也将此标准制定项目由中国主持,其他国家作为参与国参加。
除了原创性,中国的方案也更具有普适性,覆盖了从常温到高温各种力学指标的测量,比单一“评价陶瓷热障涂层的弹性模量”适用范围更广。
填补更多空白
包亦望发明的相对法还可以解决过去国际上许多测量“禁区”。其中一个很具代表性的,就是中国在超高温极端环境下的突破。
航天飞机、火箭喷火段周围温度达2000℃以上,而国际上材料性能测量的极限是1500℃,再往上就属于“极端环境”。而随着航天航空行业的发展,极端环境的性能检测越来越紧迫。
要在如此高温下测量,首先夹具、支撑物的材料就得耐高温。为了解决这个问题,包亦望又动起了脑筋。
他想到了相对法:夹具耐不得高温,那就给它冷却,只让测量部分承受高温不就行了?
“局部高温同步加载法”应运而生。通过循环水冷系统,包亦望让夹具周围温度不超过800℃,而通过对样品预期断裂处局部快速加热,能达到2500℃。这样,就能“不动声色”地完成对超高温极端环境下材料强度的测试。
然而,刚度评价就没这么简单了。测强度,传感器放在高温炉外部就可以了,但是测弹性模量要测变形,而且是微米级别的变形。
包亦望将相对法升级,提出“缺口环法”。他把样品加工成类似戒指的环,分别测有缺口的环和同等外形的刚体,两者在高温真空下测量结果之差,就是它的弹性模量。
这是包亦望今年春节刚刚解决的难题,能够测到2200℃。“我们已经和ISO联系,初步草案和申请书已经交上去了。今年8月份去作陈述。”包亦望告诉记者,估计立项的可能性很大,因为1500℃~2500℃范围内弹性模量的测量是个空白。
不仅填补方法上的空白,包亦望也在填补仪器上的空白。“把仪器做出来,让大家都能用。”他说。
目前,包亦望团队已经研制出国际上首台能够测试1500℃~2500℃极端环境下材料力学性能的装备。
(文章来源《中国科学报》)
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