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~~~——对话2025年度山东省科学技术最高奖得主、中国海洋大学材料科学与工程学院院长崔洪芝
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让“大国重器”穿上“铠甲”
——对话2025年度山东省科学技术最高奖得主、中国海洋大学材料科学与工程学院院长崔洪芝

  崔洪芝(左)带领团队实验攻关。 韩 星 摄

  □青岛日报/观海新闻记者  耿婷婷  实习生  韩玥 

  崔洪芝,中国海洋大学材料科学与工程学院院长、筑峰工程第一层次特聘教授,主要从事材料科学与工程领域教学和科研工作。兼任海洋材料与防护技术教育部工程中心、海洋装备特种材料山东省工程研究中心主任,中国兵器工业集团特聘首席科学家,山东硅酸盐学会理事长等。主要研究方向包括极端环境材料、耐蚀耐磨材料、高能束熔覆增材制造技术及工程化应用。

  在中国海洋大学西海岸校区见到崔洪芝的时候,她刚从实验室出来,端着一杯茶,步履轻快地走进会议室。面对记者们的集体采访,这位2025年度山东省科学技术最高奖获得者语速利落、逻辑分明,句句紧扣工程实际,身上透着一线科研人员干练务实的劲头。

  “材料是工业之母,是我国工业领域解决关键问题、实现‘弯道超车’的核心。”带着这样的使命感,崔洪芝深耕极端环境材料研发近四十载,以第一完成人获得国家技术发明奖二等奖1项、国家科学技术进步奖二等奖1项,获得山东省和青岛市科学技术最高奖,以及省部级一等奖6项。

  通过开发新材料、研究新技术、制造新装备,崔洪芝团队致力为极端环境下服役的“大国重器”,穿上更加可靠的国产“防护服”。她的名字,早已和深海、深地、极地、轨道交通、工程机械等国家重大战略需求方向紧密相连。

  两摘国家科技奖:

  让国产材料从“用得起”到“样样强”

  记者:上世纪90年代初,您选择将研究方向锁定在等离子高能束表面强化技术。为什么会关注这个领域?

  崔洪芝:上世纪90年代初,国际材料表面强化领域被昂贵的激光技术垄断,国内深陷电镀工艺污染重、效果差的困境。那时候,我只有二十几岁,虽然刚刚走上科研岗位,但我认为,攻关这些难题,对国内材料学和相关产业的发展具有重要意义,所以我将目光投向等离子高能束表面强化技术研究。

  那时候,在这个领域,全球尚无成熟成果可借鉴,国内更是近乎空白。没有图纸可借鉴,我就趴在实验室,一笔笔绘制出几十张发生器图纸;相关设备无法加工,我就反复与企业沟通修改;初代设备体积巨大、功能不稳,我几乎住进了实验室,日夜攻关……就这样,我们团队在全球首次开发出高能等离子束表面冶金强化技术。这项技术,让关键部件寿命延长了3至5倍,成本却降至原来的四分之一。

  后来,这项“用得起”的技术迅速在内燃机缸体、缸套等生产厂家实现应用,让石油机械整筒泵管这类大长径比部件的寿命从不足半年延长至2年以上,一举解决了我国深井开采高温腐蚀磨损难题。凭借这项成果,2008年我以第一完成人身份,获得了国家科学技术进步奖二等奖。

  记者:2008年获奖之后,您为什么又将目光从强化技术转向了材料本身?

  崔洪芝:科研道路上,没有人会满足于某一项成果的产出而停滞不前。获得第一个国家科技奖之后,我们解决了材料加工的一个难题。但因此,也让我们清醒地意识到,如果材料本身性能不过关,再厉害的强化技术也是“无源之水”。尤其是随着科学探索和产业开发朝着“更深更远”的深海、极地等领域迈进,极端环境对设备材料提出了更高要求。

  面对耐磨性与耐蚀性、耐蚀性与强韧性等难以共存的国际性矛盾,我们当时的想法是回归材料本质,通过成分和结构设计实现材料性能的协同提升。因此,我率团队开发了高通量材料设计和制备技术,通过计算设计、高通量制备及表征技术,制造出多种性能“样样都强”的材料;我们研发了激光与等离子复合技术,等离子的加入实现了对铝、镁、钛等高激光反射率的有色金属的表面强化,让材料加工的工艺适配范围更广。

  现在,这套技术在极地、轨道交通、工程机械等领域实现了推广使用,我也因此斩获了国家技术发明奖二等奖。

  材料护航向深蓝:

  为经略海洋提供坚实材料支撑

  记者:从陆地走向海洋,您如何理解材料在海洋强国战略中的角色?

  崔洪芝:可以说,海洋工程材料是海工装备及海洋资源开发利用的先决条件,是深海科研和极地海空探索的利器。近年来,我的研究方向进一步与海洋强国这一国家战略同频共振,面向深远海开发、极地探索等极端开发场景开展材料防护研究。

  深海高压高腐蚀、极地超低温严寒,这些极端环境对材料的要求极其严酷和复杂。所以,我们团队开发了适配极端环境的专用材料和技术,从源头上解决传统材料无法适配极端服役环境的短板。例如,我们开发的高能束表面强化技术与耐磨蚀一体化涂层技术,已经应用于包括深海探测装备、海上平台关键部件等在内的多项国家重大工程。

  记者:“蛟龙”号深海载人潜水器也应用了咱们的技术,具体是怎么实现的?

  崔洪芝:“蛟龙”号深海载人潜水器的坐底支架、阀箱等部件的防护服务,就来自我们团队。我们利用高能激光的高精度、高效率特点,通过精确控制能量输入和扫描路径,将特殊设计的耐磨耐蚀合金材料熔覆到部件表面,实现了涂层与基材的“严丝合缝”。

  在此基础上,再通过多级微纳结构设计和多元合金化,让材料同时具备优异的耐磨性、耐蚀性与强韧性。披上这层“铠甲”再下潜,“蛟龙”号面对高压、腐蚀、磨损等环境更加“游刃有余”,保障了科考任务的顺利执行。

  记者:面向更广阔的海洋应用场景,团队还有哪些布局?

  崔洪芝:在更广阔的视野中,我们还开发了多因素耦合模块化测试平台,能根据不同作业场景的需求,灵活开展模块化组合。像搭积木一样,将不同材料和技术进行组合测试应用,从而全方位、系统化地适配极端环境的材料需求。

  我和团队始终秉持着“料要成材、材要成器、器要好用”的理念,为经略海洋提供坚实的材料支撑。这既是保障深海探测器、钻井平台等重大装备在极端环境下可靠服役的“铠甲”,也是推动海洋科技进步和产业升级的引擎。

  “抬起腿就能走”:从实际需求入手解决实际问题

  记者:您多次提到“从实际需求入手,解决实际问题”,这个理念从何而来?

  崔洪芝:第一次走进矿井下低矮的巷道,我看到了矿工弯着腰、低着头,拖拽着厚重的装备作业。这些场景让我们下定决心,研发低成本的耐磨防腐新材料,既能让设备延寿,又能实现轻量化。这其实也是我数十载科研的“起点”——要从实际需求入手,解决实际问题。这一点,直到现在还贯穿着我的日常。

  记者:听说您很少有休息时间,团队同事对您的评价是“高能量人群”,您已经60多岁了,为什么还这么“拼”?

  崔洪芝:尽管已经60多岁,我仍旧在科研前端和产业一线之间来回奔波。我确实很少给自己安排休假,在实验室取得阶段性成果的间隙,我还得争分夺秒到企业生产一线去,一方面是寻求成果转化的机会,另一方面也是挖掘企业发展的新需求。

  对于材料工程这个领域来说,“下一线”既是常态、也是“刚需”,我必须保证自己随时能奔赴各类现场。你看,我很少穿裙子,也几乎不穿高跟鞋,一年四季都是裤装、平底鞋,因为这样抬起腿就能走。千米井下、海上滩涂、隧道工地,不论多么艰苦的现场,我得走在最前面。

  记者:您如何保持这样的工作节奏?对团队和学生有怎样的影响?

  崔洪芝:我每天早上7、8点到学校,冲一杯咖啡就扎进实验室;忙到晚上6、7点回家,晚饭后还持续办公。有时候团队成员给我发各种材料,我经常在半夜给他们反馈指导意见。我们整个团队都是以这样精益求精的科研态度在探索前沿技术、促进成果转化。

  我常对学生说,“要站在跑道上”,这其实也是我持续攻坚的决心。站在“材料报国”这条“跑道”上,从狭小的矿山巷道到数千米深海海域,我会继续用新材料筑牢大国重器安全屏障,以三尺讲台培育交叉创新青年人才,书写向海图强、科技报国的答卷。

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