周万城(西工大周万城团队：做航空发动机用特种功能材料的开拓者)

西工大宣传部提供

西北工业大学材料学院教授周万城，我国高温特种功能材料研究的先驱者之一。20多年来，他带领团队披荆斩棘，走出了一条完全自主创新的道路，为我国攻克了一系列尖端材料技术难题，填补了国内空白。前不久，周万城主持完成的航空发动机用特种功能材料项目荣获2018年度国家技术发明二等奖。

立志攻关 面向国家重大需求

谈到研究特种功能材料的起因，周万成教授介绍说：“1996年，国家材料领域的一个专家在西工大材料学院做了一场报告，提到国家急需这方面的材料，于是我们就开始调研，最终把这种材料作为我们的主攻方向。”周万城说：“当时陆续有多家单位开展了这方面的研究工作，但是他们干了几年后多数都放弃了。”

这种材料的研究难在哪里？周万城告诉记者，首先陶瓷涂层与金属工件的膨胀不匹配，工件在工作过程中经过激冷激热后会导致陶瓷涂层剥落；其次，陶瓷涂层要在高温下具有所需要的功能很难实现；再次，陶瓷材料在高温下长期工作以后其内部结构会发生变化，从而导致材料性能改变。

“要同时解决这三个难题，难度非常大。”周万城说：““研究过程中困难重重，但是这是国家急需的材料，所以无论多难也得把这个任务完成。”

刚起步时，一间16平米的实验室和一台经常出毛病的热压炉，是周万城研究的全部“家当”。仅凭这样的条件开展尖端材料的研究谈何容易？“尽管实验设备简陋、科研经费很少、只有一位博士生，但我们坚持着，想尽一切办法，克服一切困难地去做。”这一坚持就是22年！

周万城坦言，在研究中也曾走了一些弯路。“最初五年的研究，我们很快就获得了高温性能优良的涂层材料，但是进一步研究发现，只解决材料的高温性能问题是远远不够的。因此，必须放弃原来研究的材料，从根本上重新研究新的材料体系。新的材料体系同时具有了好的高温性能、好的高温长期稳定性和好的抗热震性能，但进一步研究发现，材料在高温下和发动机燃气组分发生反应，进而导致涂层碎裂剥落。因此，这个材料体系也只能放弃，必须再建构新的材料体系……”

攻克了数不清的技术难题，周万城团队终于研究成功一个完整系列的新材料，解决了国家国防装备发展中的关键问题。

不断创新 攻克重重难题

新材料的研究过程对周万城团队来说也是一个不断创新思路、创新方法、创新技术的过程。“新材料的研制一定要有独特的思路、独特的方法和独特的技术方能突破种种难题。”周万城强调说。

1998年，因承担国家“高温功能材料测试设备研发”的其他团队研发工作失败，周万城的高温功能材料研究无法进行性能评估，课题只能搁浅。

“国家急需这种材料，却卡壳在这个测试设备上，怎么办？”周万城心急如焚。他当机立断，决定自筹经费研发相关测试设备。经过近一年时间的攻关，终于成功开发出了一台高性能测试设备，他们的研究得以“起死回生”。这台关键设备至今还在使用，成为高温功能材料研发的基础手段。

“我们能够发明这台设备，主要靠的是我们有别于常规的独特思路。”这台关键设备的研发成功，成为高温功能材料研究里程中的一个标志性事件。

一种材料在实验室研制成功了且性能很好，但真正到工程上应用的时候，往往还会出现一些意想不到的问题。2016年，就出现过一次薄膜脱落的问题。如果不能在短时间内攻克这个难题，国家的这个装备就会面临下马的可能。

问题究竟出在哪儿呢？“后来的事实证明，不是我们的材料问题，也不是工艺问题，是对方工件的表面状态出现了改变，与以前的工件不一样，薄膜材料必须适应新的工件表面状态，这是一个必须重新研究的新问题。”

周万城连续主持召开了三次课题组会议，讨论解决方案。根据工件的特殊情况，经过严格的理论分析后设计了十几种方案，然后逐一试验。团队成员黄智斌副教授一直“泡”在现场，每天只能睡上一两个小时，没日没夜地做试验，奋战了20天，终于攻克了这个难题。

进取超越 皓首扬鞭再启程

20多年，周万城团队以惊人的毅力和超常的付出，一次次向科技前沿发起冲击，取得了一系列成果，因在材料领域的特殊贡献，其先后荣获军队科技进步一等奖1项、国家科技进步一等奖1项、“十一五”全军后勤重大科技成果奖1项、国防技术发明一等奖1项（2017年），以及省部级二三等奖10余项。发表学术论文300余篇，被SCI收录300余次。获得授权国家和国防发明专利50余项。

2019年1月8日，在2018年度国家科学技术奖励大会上，周万城作为项目第一完成人受到党和国家领导人的亲切接见。他即兴赋诗一首：“奋斩荆棘廿二春，疾风烈火见真金。高山跬步安能懈，皓首扬鞭再建勋。”

22年铸一剑，这个奖拿得太不容易。周万城告诉记者：“能够为国家攻克尖端材料技术难题，比拿奖更值得欣慰；我们的材料能够显著提升国防尖端装备性能，就是对我们的最大回报！”

“未来团队的主攻方向十分明确，就是要解决国家尖端材料的技术难题。国家需要什么材料我们就研究什么材料。”今年已经65岁的周万城教授表示，有信心再为国家做出国际领先水平的科研成果。“在特种材料领域能够实实在在地为国家做成一件事，这辈子就没有白活。”周万城由衷地说。

来源：西安日报记者 姜泓