http://www.stdaily.com/gb/kexue/2005-03/29/content_371177.htm背负着民族的希望
记填补国家技术发明一等奖六年空白的黄伯云团队
本报记者 徐兰山 通讯员 周科际 邓水清
序言：
“自尊、自信、自强，就是要有强烈的民族自尊心、自信心和自主创新的责任感。”这是中国工程院院士、国家技术发明一等奖负责人、中南大学校长黄伯云院士的肺腑之言。正是这种立志打破国外技术封锁,振兴中华民族的精神,激励课题组所有成员,在高性能炭∕炭航空制动材料的制备技术的研究中,二十年如一日不断攻关,从掌握炭/炭材料的相关知识，到原始性创新,到拥有自主知识产权的技术发明,到生产中创造的显著经济效益和社会效益，一步一个脚印，黄伯云和他的同事们谱写了一曲在科学殿堂奋力拼搏的动人乐章。
2005年3月28日上午，2004年度国家科技奖励大会在人民大会堂隆重举行。中国工程院院士、中南大学校长黄伯云教授在热烈的掌声中，从中共中央总书记、国家主席、中央军委主席胡锦涛手中接过了国家技术发明一等奖的荣誉证书。
国家技术发明一等奖在连续6年空缺后，终于被黄伯云率领的课题组以“高性能炭∕炭航空制动材料的制备技术”打破。
黄伯云多次说过：科学研究要放在国家的层面上、放在国家的水平上，进行自主创新，解决国家的大问题，解决民族的大问题。
今天，我们可以自豪地说：黄伯云率领的课题组的确通过自主创新，解决了国家的大问题———“高性能炭∕炭航空制动材料的制备技术”，不仅打破了国外在这方面的技术封锁，成为继英、法、美之后第四个拥有该制造技术和生产该类高技术产品的国家，实现了我国高性能航空制动材料国产化，对确保国家航空航天战略安全具有重大意义，而且其关键技术达到了国际领先水平。
立意深远的挑战
航空制动材料的研究，是黄伯云率领的课题组多年的攻关项目。20世纪90年代，他主持完成了“高性能粉末冶金飞机制动材料”等重大课题，产品综合性能超过国外，处于世界领先水平。功成名就的黄伯云并没有止步，率领课题组瞄准高性能炭∕炭航空制动材料的制备技术”，开始了又一个自主创新的跋涉之旅。
飞机的起降和滑行离不开刹车副。目前，国际上使用的航空刹车副有金属盘和炭／炭盘两种，而炭／炭复合材料作为航空制动材料，具有重量轻、性能好、耐高温、寿命长等特点，代表了当今航空制动材料的发展方向。早在20世纪60年代末，世界许多国家就开始进行航空刹车用炭／炭复合材料的研制工作。80年代中期，美、英、法三国技术已成熟，并生产该材料，至今已有20多年的历史。我国虽早在 20世纪70年代末起开始研究，但尚未实现真正的技术突破。炭／炭复合材料技术和生产由几个国家的公司垄断，并对技术实行高度保密。我国大型民航飞机和军用飞机中，使用炭／炭复合航空刹车副的飞机在50％左右，仅大型民航飞机每年更换量达1万盘，全部依赖进口，不仅价格高，每年消耗外汇近5000万美元，而且受制于人，影响航空战略安全。
为了打破国外技术封锁，迎头赶上国外在高性能炭／炭航空制动材料研究步伐，并超越他们，从1986年开始，中南大学“高性能炭／炭航空制动材料的制备技术”课题组着手基础研究工作。
但是，从金属刹车盘制备到炭／炭制动材料的制备绝不是简单的重复和模仿，是一项全新的探索和创造，难度远远高于金属材料制备。他们也曾想到国外学习借鉴，但有一年黄伯云到国外一家很有名的公司参观时，接待人员对他说：“很抱歉，你们不能参观我们的生产车间。如果你们购买我们的技术，就可以至少缩短20 年的研究时间。”言下之意就是说我们20年还拿不出这个产品来。当时花钱买了一个样品回来，可课题组对这个样品进行解剖研究，发现是一个废品。外国专家的话语和做法在课题组成员的心中激起了强烈的波澜。国外技术封锁，别人靠不住，只能自主创新。中国人不仅应当自行研制开发出这种产品，而且在技术性能上要超过他们！这是一个大胆的科研方向的抉择，更是一个立意深远的挑战。
科学研究需要勇气，更需要实力。课题组的成员都是粉末冶金材料的专家，在金属基刹车盘制备有着丰富的经验，但粉末冶金研究的是金属材料的制备，炭／炭却是无机非金属材料，属于材料学科不同的研究方向。为了打好研究基础，他们从探询粉末冶金和炭／炭不同规律和特性开始入手。
1997年，熊翔作为高级访问学者到英国Leeds大学材料学院学习，主修炭／炭复合材料。在英国进修期间，振兴祖国科技事业的强烈愿望激励他克服重重困难，抓紧一切时间学习和研究。他几乎每天学习到深夜。圣诞节，室外大雪纷飞，气温摄氏零下30多度，一位英国同事半夜到实验室拿白天忘记带的包，看到整个大楼只有他一个人在做实验，不解地问他：“别人要么在休息，要么在狂欢，你却在节日深夜做实验，你为了什么?”熊翔点头微笑地回答：“我必须利用这次进修机会，学习和研究更多的东西。”这位英国同事敬佩说：“你真刻苦。中国人真是好样的！”
与此同时，课题组成员黄启忠、邹志强也在俄罗斯宇航材料研究院刻苦攻读……
而在国内的黄伯云、易茂中、张红波、蒋建纯等人通过大量阅读资料和刻苦钻研，掌握了炭／炭复合材料的相关知识。
又是一个不眠之夜。四周万籁俱寂，天色将曙，东方显出了鱼肚白。黄伯云院士打开办公室的一扇窗，一股清新的晨风迎面吹来。他临窗伫立，心潮澎湃。一整夜的构思，对于如何攻破“高性能炭／炭航空制动材料的制备技术”这一项目的总体思路，他已胸有成竹。那就是必须攻克核心制备技术，关键工艺装备和试验规范和性能评价体系技术难关，创新高性能炭/炭航空刹车材料制备技术，形成我国具有自主知识产权的军民用飞机高性能炭／炭刹车材料制备技术体系，冲破国外的技术封锁和产品垄断!
微观世界的探求
高性能炭／炭航空制动材料的制备技术着眼的是国家的经济和国防建设，但探求的却是原子等微观世界。炭／炭航空制动材料是以炭纤维为增强体、炭为基体的先进复合材料。炭纤维要通过无数个炭原子的沉积，才能填满空隙，形成比重轻、密度低、性能好的材料。炭纤维只有人头发的十分之一粗，炭原子则看不见、摸不着。让炭原子在炭纤维有序排列，是一项高难度技术。
1996年，黄伯云率领的课题组经过无数次实验，完成了“高性能炭/炭航空制动材料的制备技术”实验室基础研究，掌握了基本制备方法；1997年通过成果鉴定，申请工业性试验；1998年，原国家计委列为国家重点项目，投资1.5亿元，开始工业性试验。
然而，从实验室到工业化试验，从小样到大样，并不是技术的简单移植，参数变化很大，研制经历了多次试验、失败、再分析、再试验、直至成功的艰难曲折。
根据研制方案和反复研究，1998年上半年，课题组设计了小型一整套自认为可以生产高性能炭／炭航空制动材料设备进行实验，结果出来了一堆连他们自己都看不懂的炭团团。离实际应用的标准相差甚远！再进行实验，又失败了……
挫折接踵而来。项目组成员向黄伯云院士传递探询的目光：我们又失败了，这样下去，能成功吗？国外的同行有言在先，他们至少比我们领先20年……黄伯云院士的神色渐渐变得凝重，但他的攻关决心岿然不动。他在思索一个科学的攻关方案。他很清楚，这个项目将是一系列技术发明的系统集成，一旦攻克了，收获的将是一条鲸鱼而不是泥鳅。他们在未来的征程上将要遇到了困难，显然不是山丘，而是一座座高峰！对此，他已经做好了足够的思想准备。只能前行，只能成功，绝不退缩，哪怕付出生命也要干下去！因为这个项目关系到国家航天航空战略安全，意义格外重大。
在总结经验会上，黄伯云语气平静地对大家说：“我们都是多年的同事，大家在工作中结下了深厚的感情。大家都知道，科学研究不可能没有失败，但失败了不能轻易放弃，而且要‘死马也当活马医’，找到病症，对症下药。我们的这一项目才刚刚起步，遇到挫折与失败在所难免，有困难与失败很正常，没有反而是不正常。我不会走回头路，我干定了这个项目，就是将自己这条老命搭进去也要干成！”这一番肺腑之言，掷地有声，闻者无不动容。于是，这个团队统一了思想，焕发出空前的战斗力。
为了进一步加快“炭／炭航空制动材料的制备技术”这个庞大的系统工程进度，作为项目总负责人，黄伯云院士运筹帷幄，调兵遣将，将材料、化学、冶金、机械、电子、航空六大学科的工程技术人员共60多人齐聚于他的麾下，并将此项目分解成制造方法和工艺技术、制造关键工艺设备、搞氧化涂层和涂层技术、材料的组织、结构与磨擦磨损性能、性能测试技术和评价方法、适航标准和地面惯性台试验技术等六大子课题同时进行攻关。
1999年，六大子课题组先后完成任务，一些关键技术有了新的突破，发明了差热式气相沉淀炉，加快了炭原子沉积速度，设备也进行组装调试。8月，第一批样品出炉，然而，自主创新的道路并不平坦。2000年9月，他们从几批制出来的样品选出最好的，花了不少经费进行第一次惯性台实验，结果一检测，在强度、性能等方面与国外产品相比差了许多。这对他们打击比较大，心理压力也比较大。但失败没有使他们气馁，相反他们加大工作量，超负荷运转。勤奋智慧和强烈的民族自尊心、自信心、责任感，使他们在世界科学殿堂奋力拼搏……
国际领先的创新
天道酬勤又酬智!在课题组的顽强拼搏下，2002年，他们终于迎来了技术上的重大突破！
他们自主创新，攻克了炭／炭复合材料制备过程中的系列难题，走出了一条与国外完全不同的技术路线，建立了全新的、完整的高性能炭／炭复合技术体系，在国内外首创了具有显著特色和自主制备技术知识产权的高性能炭/炭刹车材料制备技术，形成了重大成果和发明，其关键技术达到了国际领先水平。在理论上发现了 CVI微区气氛原子堆积和摩擦膜形成的微观机理；在国内外首次设计并采用全炭纤维预制体，突破了国外的预氧丝预制体模式；首创了逆定向流—径向热梯度 CVI热解炭沉积技术。这是一项集成创新，目前已形成国家发明专利11项，其中已授权9项，同时研发了自主知识产权的6大类共30台成套关键工艺设备。
采用本制备技术生产的高性能炭/炭复合材料航空刹车副，与国外同类产品相比，使用强度提高30%，耐磨性提高20%；寿命提高9%；价格降低21%；生产效率提高100%；高能制动性能超过25%。
此外，他们还创立了实验室材料性能测试和评价方法；建立了我国首个炭/炭刹车材料地面试验装置，规范并制定了我国首个适航标准。
为了把科研成果尽快转化为先进生产力，中南大学建成了年产一万盘炭／炭刹车片的工业化示范生产线。
2003年1月20日，中南大学研制的B757－200型飞机国产炭刹车副在海口美兰机场装机试飞成功；
2003年9月20日，再次装机试飞成功。当B757－200型飞机降落后稳稳的刹在飞机场，在场的“高性能炭/炭航空制动材料的制备技术”课题组的成员一片欢呼，激动得相互拥抱，泪水在脸上流淌，尽情的流吧，20年饱含酸甜苦辣的泪水！
2003年12月27日，中南大学获得中国民航总局颁发的第一个大型飞机炭/炭刹车副零部件制造人批准书和航天产品工艺定型书，中南大学生产的该产品开始在飞机上批量应用。
真是“酒香不怕巷子深”，当这一振奋人心的消息传到国外，英国Dunlop、美国Goodrich、法国Messier等公司多次派员到中南大学考察，洽谈合作事宜。俄罗斯图波列夫设计局和红宝石厂与中南大学签订协议，要求为俄制最新大型客机Tu-204、214提供炭/炭航空刹车副。去年，俄罗斯的材料专家到中南大学考察，动情地说：五、六年以前，你们到我们哪学习，现在我们向你们学习。
为了扩大生产，2004年1月15日，中南大学湖南博云新材料有限公司创业基地投入建设，该基地占地150多亩，投资1．5个亿，今年建成投产后年产值可达2亿元，它将成为高性能炭/炭航空制动材料的重要的生产基地……
执着永恒的追求
“中华大地是我们科技工作者创业的沃土，满足祖国的需求是我们永恒的追求！”黄伯云获奖后的发言说出了“高性能炭/炭航空制动材料的制备技术”课题组成员的共同理想。
这个集中南大学材料、化学、冶金、机械、电子、航空六大学科的工程技术人员共60多人的“集团军”，其核心成员10人，平均年龄45岁，院士领衔，成员有“中国做出突出贡献的博士”、“国家杰出青年基金获得者”、“教育部新世纪人才首批入选专家”……他们不仅具有材料科学领域中一流的研究水平，更具有报效祖国的赤子情怀。
“集团军”的“将军”———中国工程院院士、中南大学校长黄伯云教授。1980 年，黄伯云留学美国。在美国的8年里，先后完成了硕士、博士、博士后的学习，相继发表了10多篇有重大影响的学术论文，受到美、法、日等国科学家的高度评价。1988年，他毅然携妻带女，举家踏上归国之途。“我的根在中国，我应该回到生我养我的土地上去，为自己的祖国和人民服务，那才是真正有意义、有价值的。”回国以后，他先后被任命为原中南工业大学（现中南大学）粉末冶金研究所所长，国家粉末冶金重点实验室主任和国家粉末冶金工程研究中心主任，原中南工业大学副校长、校长，中南大学校长，中南大学粉末冶金研究院院长，国家“863”高技术新材料领域专家委员会主任。十多年来，他率领科技人员完成国家攻关项目、国家重点军工配套项目、国家863高技术项目等共10余项，先后获得国家级二等奖2项、三等奖1项、国家专利3项。1995年，被国家计委、国防科工委、国家科委和国家经贸委联合授予“国防军工协作配套先进工作者”称号；1999年，获得湖南省科研成果最高奖“光召科技奖”。
“副将”熊翔，这位英国Leeds大学归国的博士生导师，先后承担并完成了国家攻关、国家863高技术、国家教委博士点基金、省科委等多项课题的科研任务，获得国家发明二等奖一项，省部科技进步一、二、三等奖各一项，国家发明专利两项，公开发表科技论文20余篇，其中多篇被国外权威文摘刊录，并成为国家教育部1999年“跨世纪优秀人才培养计划”湖南省的唯一候选人。当年，熊翔荣获国家杰出青年科技奖。
还有易茂中、黄启忠、蒋建纯、张红波、邹志强……
正是这一批老中青年学术骨干，在国外技术封锁的前提下，从零开始，白手起家，历经20年的沧桑，啃下了一个又一个“硬骨头”，攻克一个个技术难关，研制出了处于国际先进水平的航空制动复合材料，实现了多种飞机刹车材料国产化，不仅避免了国外对我国“卡脖子”的危险，而且为国家节约了数以千万计的外汇，更重要的是，在这方面实现了我们国家的主动权。鲜花和掌声属于这个英雄的科技团队！