欢迎访问 星火
新闻中心

至李卫国教授自主研发测试仪器打破欧美技术垄断

2021年09月22日

李卫国教授自主研发测试仪器打破欧美技术垄断 李卫国教授自主研发测试仪器打破欧美技术垄断 时间:2018⑹⑶0 12:35:00

他,创造性提出无拟合参数的温度相干性理论模型;他,自主研发测试仪器打破欧美技术垄断;他就是重庆大学航天航空学院教授李卫国。

在我国陶瓷制作工艺中,软软的陶泥在高温烧制以后,就会变成硬度较高的精美陶瓷;在平常生活中,如果用塑料勺炒菜,遇到高温塑料会渐渐变软。这多是我们对温度会影响材料力学性征朴素的认知,但是甚么类型的材料在甚么温度和强度下,会产生怎样样的变化我们仿佛还1知半解。

在重庆大学航天航空学院教授李卫国眼里,这些材料力学行动随温度的演变都可以用理论模型进行预测。他的新研究成果是,在明确温度这1单1变量的状态之下,就能够预测出相干材料的力学行动和强度性能,其成果被国内外学者下降产品开发本钱认为是该领域的重大突破,为进1步增进我国航空航天、能源及核工业等高新技术领域发展作出了贡献。

创造性提出无拟合参数的温度相干性理论模型

随着现代科技的快速发展,拓展服役条件的需求愈发强烈,材料在超凡条件下的性能成为研究的热门和难点。拿航空航天领域来说,飞行器在高速运行时温度可达3000摄氏度以上,那末在这样的高温条件下,甚么样的材料才能满足这么刻薄的使役需求,和其力学行动会产生怎样的变化?这些问题都1直困扰着科研工作者,也制约着我国相干领域的发展。

李卫国自2005年在清华大学做博士后研究工作起,便开始从事超高温极端条件下固体力学行动与强度理论的研究。那时候,我国还没有建立起材料性能和相干温度之间的定量关系,要测试1个材料在甚么温度下会产生断裂或变形,只能靠实验。李卫国说,实验不但耗时耗力,为关键的是本钱太高。以后,建立基于物理机理的高温强度理论预测模型成了李卫国大的课题。

为了攻克这1困难,李卫国搜集整理了各类实验数据,通宵达旦地对数据进行归类分析。经过不懈努力,创造性地提出了材料性能温度相干性建模思想,突破了温度对现有强度理论模型的禁锢,并首次针对超高温陶瓷材料建立了不包括任何拟合参数的温度相干性断裂强度理论表征模型。

无拟合参数意味着甚么?诺贝尔物理学奖取得者列夫 达维多维奇 朗道说过:1个模型的价值随它包括的拟合参数的数目成指数级降落。李卫国教授提出的模型,不需要任何拟合参数,突破了原有高温理论模型对拟合参数的需求,大大下降了研究高温力学行动的实验难度,同时提高了实验结果的准确度。

自主研发测试仪器打破欧美技术垄断

说起全球的航天事业,总是不能疏忽伟大而悲怆的哥伦比亚号航天飞机。1981年首次发射,揭开了世界航天史上新的1页。2003年2月1日,哥伦比亚号航天飞机在经过大气层时产生了高达1400摄氏度的热空气,导致机翼出现裂隙,超高温气体进入机体,终在空中爆炸解体,7名宇航员全部遇难。而哥伦比亚号航天飞机使用的热防护材料正是由陶瓷材料构成的。

最近几年来我国对飞行器热防护材料强度的研究从未中断过,但依然存在很多亟待解决的困难。特别是欧美等国家的技术垄断,让我们更加迫切希望在这1领域具有属于自己的技术。为此,李卫国开始了漫漫取经路。

在诸如航空航天、能源勘测等领域,材料所承受的超长环境是复杂多变即为维氏硬度值(HV)的,多是高温状态,也多是极寒温度,可能氧气富足,也可能氧气淡薄。鉴于此,在之条件出的温度相干性强度模型的基础上,李卫国研制了1种测试仪器,通过建立3个不同的环境模块,让试件在不同的环境模块间切换,以此来摹拟复杂热冲环境对材料的影响。

现在,在李卫国团队的努力下,测试版仪器已完成。接下来,我们将通过实验对装备进行完善改进,希望研制出能够测试各种复杂环境的仪器,助力我国航天事业的发展。李卫国表示,这1装备的研制,将会广泛利用于对热障材料、环境障涂层的性能检测,相当于为高温材料利用又增加了1道保障。真金不怕火炼,经过这样高标准的测试检测能保持原有性能的高温材料,才能经得住现实复杂冲击环境的考验,为国家航空航天等关键领域提供安全保障。

常常为了1个问题和学生讨论到深夜

李卫国不单单是1名在高温固体力学领域优秀的研究者,同时也是重庆大学航空航天学院的博士生导师,在平时指点教育学生时,言传身教,用自己对待科研严谨的态度影响着自己的学生。

李老师以身随着环保标准的提高作则对待科研的严谨态度,让我们收获颇丰。在学术研究上,李老师总是要求我们在保质保量完成学业的基础上,成为这1领域的全国优秀人材。2017级在读博士邓勇说,李教授对待科研工作满腔热情,常常为了1个问题和学生讨论到深夜,这类执着的精神也影响着学生们,全身心肠跟随导师投身科研工作。

除培养高等教育人材,李卫国还参与了重庆市青少年创新人材雏鹰计划,积极启发培养高中生的科研创新能力。据了解,李卫国已指点了4期来自南开中学雏鹰计划学员,正在准备申报下1期的志愿者导师,在所教授的高中生学员由于路程的颠簸、碰撞等致使钣金严重变形中,有5人参与发表了SCI论文,申请发明专利6项。

作为1名科研工作者,李卫国认真严谨,开辟创新,攻克1个又1个科研困难;作为1名教育工作者,李卫国甘为人梯,传道、授业、解惑,为我国科研创新培养人材。他说,自己将1直坚守在科研、教学的线,用创造性的思惟和严谨求实的态度迎接下1项科研挑战。

编辑点评

据了解,李卫国已指点了4期来自南开中学雏鹰计划学员,正在准备申报下1期的志愿者导师,在所教授的高中生学员中,有5人参与发表了SCI论文,申请发明专利6项。