在中科院寧波材料技術(shù)與工程研究所（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“中科院寧波材料所”）碳基薄膜與涂層技術(shù)團(tuán)隊(duì)實(shí)驗(yàn)室，通過(guò)一臺(tái)臺(tái)真空鍍膜設(shè)備，人們能觀(guān)察到神奇的一幕——?dú)鍤饨?jīng)過(guò)電離發(fā)出了淡紫色的放電輝光。電離的氬氣形成等離子體，再轟擊金、銀等靶材，均勻地沉積到目標(biāo)物體上，從而使目標(biāo)物體穿上防腐、耐磨的“護(hù)甲”，可實(shí)現(xiàn)特殊場(chǎng)景應(yīng)用。
這些鍍膜設(shè)備由研究員汪愛(ài)英帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)自主設(shè)計(jì)、研制。在不改變物體本身特性的基礎(chǔ)上，真空鍍膜技術(shù)可通過(guò)特殊工藝給材料“穿”上一件神奇的“外衣”，賦予其優(yōu)越性能?！ ?
圍繞這件神奇“外衣”，汪愛(ài)英帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)不斷創(chuàng)新，不但為區(qū)域制造業(yè)企業(yè)解決了不少生產(chǎn)難題，更承擔(dān)起“上天入?！钡男聲r(shí)代科研使命?！把巯拢覀冋c國(guó)內(nèi)院校一起攻關(guān)涉海航空、深海探測(cè)等領(lǐng)域的多個(gè)前沿項(xiàng)目。借助真空鍍膜等表面工程新技術(shù)，可以讓特殊環(huán)境下的重大裝備實(shí)現(xiàn)安全、長(zhǎng)壽命運(yùn)轉(zhuǎn)。”汪愛(ài)英說(shuō)?！ 拔乙獫撔目蒲?，提高本領(lǐng)，努力取得核心技術(shù)突破并實(shí)現(xiàn)特色成果應(yīng)用?！闭劶皦?mèng)想，汪愛(ài)英的語(yǔ)調(diào)溫柔又堅(jiān)定。
涂層耐高壓耐腐蝕 助力深海探測(cè)
深潛設(shè)備要實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)高效運(yùn)行，離不開(kāi)液壓泵這個(gè)關(guān)鍵動(dòng)力部件的配合。長(zhǎng)時(shí)間浸泡在高壓強(qiáng)、高腐蝕性的深水環(huán)境里，金屬材質(zhì)的液壓泵表面難免磨蝕，如何破題？
“我們?yōu)楸皿w開(kāi)發(fā)了特殊的碳基涂層,不僅能增強(qiáng)泵體的強(qiáng)韌耐磨性能，還有望在不使用額外潤(rùn)滑介質(zhì)的情況下實(shí)現(xiàn)泵的安全高效運(yùn)行?！蓖魫?ài)英表示，碳這種元素本身就具有神奇性能，通過(guò)碳與相關(guān)金屬元素的優(yōu)化重組，能使區(qū)區(qū)幾個(gè)微米厚的涂層兼具強(qiáng)、韌、鈍等均衡性能，助力深海探測(cè)?！ ?
傳統(tǒng)深海液壓泵的泵體多使用油脂來(lái)潤(rùn)滑,不夠環(huán)保，而且服役壽命短，無(wú)法滿(mǎn)足未來(lái)深?？臻g站15年以上的長(zhǎng)駐裝備需求。2018年，已在碳基防護(hù)涂層領(lǐng)域鉆研多年的汪愛(ài)英團(tuán)隊(duì)成功PK掉一眾同行，“揭榜”中科院重要課題“深海裝備關(guān)鍵部件表面潤(rùn)滑防護(hù)涂層關(guān)鍵技術(shù)”，為深海液壓泵的高效防護(hù)提供了新思路。
這段時(shí)間，汪愛(ài)英密切關(guān)注著在深海模擬環(huán)境臺(tái)架上進(jìn)行的性能測(cè)試?！ ?
“實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，我們開(kāi)發(fā)的涂層在近6000米深的西太平洋海底掛片341天后仍表面完好、無(wú)銹蝕?！蓖魫?ài)英介紹道，這項(xiàng)研究一旦投入實(shí)際應(yīng)用，將有助于提升深潛設(shè)備的特殊環(huán)境適應(yīng)能力，助力破解相關(guān)細(xì)分領(lǐng)域“卡脖子”難題?！ ?
說(shuō)起這些年的科研故事，汪愛(ài)英激情滿(mǎn)滿(mǎn)、語(yǔ)速飛快。聊到關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，她還興奮地拿起紙筆科普：鍍膜裝備的結(jié)構(gòu)示意、離子束放電原理、碳元素排列組合……
“表面工程這個(gè)學(xué)科有點(diǎn)像哈利波特的隱形斗篷、宙斯的盾牌，研究得越多越深，就越覺(jué)得神秘，直到今天仍有很多細(xì)分領(lǐng)域的技術(shù)難題等待破解?！蓖魫?ài)英說(shuō)。拿到中科院金屬所的博士學(xué)位后，她把研究主方向放在了表面工程重要分支——PVD（物理氣相沉積）表面強(qiáng)化防護(hù)涂層上。這個(gè)陜西姑娘逐步走上了一條“硬核”科研之路。
加入中科院寧波材料所之后，在相關(guān)領(lǐng)域已有不少積累的汪愛(ài)英帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)承擔(dān)了國(guó)家自然科學(xué)基金等重大科研項(xiàng)目。實(shí)驗(yàn)、答辯、會(huì)議……汪愛(ài)英的日程表排得很滿(mǎn)?！ ?
“確實(shí)很忙，但能夠?qū)⒆陨硭鶎W(xué)與國(guó)家重大需求結(jié)合起來(lái)，還是感覺(jué)很滿(mǎn)足的。”汪愛(ài)英笑著說(shuō)?！ ?
沒(méi)人教就自己干 研發(fā)高端裝備
工欲善其事，必先利其器。要實(shí)現(xiàn)表面工程領(lǐng)域的突破，裝備非常關(guān)鍵?！ ?
以真空鍍膜工藝為例，首先是通過(guò)電壓和磁場(chǎng)的作用產(chǎn)生放電等離子體，再通過(guò)一系列物理或化學(xué)反應(yīng)，使目標(biāo)離子均勻沉積到本體材料上。原理不復(fù)雜，背后卻是多學(xué)科交叉融合的繁復(fù)工藝。
“國(guó)外高端鍍膜機(jī)一臺(tái)動(dòng)輒上千萬(wàn)元，并且基本上都是定制化生產(chǎn)，一臺(tái)裝備只對(duì)應(yīng)一兩種鍍膜工藝。國(guó)內(nèi)做鍍膜裝備研發(fā)的團(tuán)隊(duì)更是寥寥無(wú)幾。沒(méi)人教，那咱們就自己干吧！”面對(duì)同伴的猶疑，汪愛(ài)英斬釘截鐵?！ ‰姶艌?chǎng)如何分布？等離子體如何控制？怎樣通過(guò)提升放電強(qiáng)度來(lái)增強(qiáng)涂層的致密性……身為團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人，汪愛(ài)英對(duì)裝備研發(fā)傾注了大量心血。以深海防護(hù)項(xiàng)目為例，相關(guān)部件多為中空復(fù)雜腔體。外壁涂層加工相對(duì)簡(jiǎn)單，可要給這些腔體的內(nèi)壁也覆上均勻、可靠的防護(hù)涂層，難度是空前的?！ ?
光線(xiàn)沒(méi)有外加作用不會(huì)拐彎，類(lèi)似的輝光弧光等離子體也是一樣的道理。如何才能將放電等離子體引入彎彎繞繞的腔體內(nèi)壁？資料查閱、數(shù)據(jù)推演、討論驗(yàn)證……經(jīng)過(guò)艱苦攻關(guān)，汪愛(ài)英和同事們找到了突破口，借助突破性的輔助陽(yáng)極、外磁場(chǎng)耦合等設(shè)計(jì)思路，成功解決了難題?！ ?
談起這些年自主開(kāi)發(fā)的一臺(tái)臺(tái)裝備，汪愛(ài)英言語(yǔ)中滿(mǎn)是驕傲：“搞裝備需要群策群力，我們團(tuán)隊(duì)最大的特點(diǎn)就是每個(gè)方向的專(zhuān)家都有，學(xué)物理的、搞設(shè)計(jì)的、研究半導(dǎo)體的……我要把每個(gè)人的特長(zhǎng)都發(fā)揮出來(lái)。”
溫和的汪愛(ài)英，總是用實(shí)際行動(dòng)為大家作表率，在無(wú)形中增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)的凝聚力。“節(jié)假日，汪老師常常來(lái)所里加班。再忙，我們每一篇報(bào)告、論文她都會(huì)仔細(xì)修改?！眻F(tuán)隊(duì)成員陳仁德說(shuō)?！ ?
沉下身子接地氣 服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展
科研應(yīng)該為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展服務(wù)。剛來(lái)寧波的時(shí)候，汪愛(ài)英就在考慮：浙江制造業(yè)比較發(fā)達(dá)，怎么把表面工程領(lǐng)域這些研究成果應(yīng)用起來(lái)。
進(jìn)企業(yè)、跑展會(huì)、參加各種技術(shù)對(duì)接活動(dòng)……汪愛(ài)英常常找機(jī)會(huì)跑產(chǎn)業(yè)一線(xiàn)。天長(zhǎng)日久，她有了很深的體會(huì)：“科技工作者應(yīng)該沉下身子、接地氣?！薄 ?
寧波甬微集團(tuán)有限公司是一家專(zhuān)門(mén)生產(chǎn)空調(diào)壓縮機(jī)滑片的民企，老總戰(zhàn)略眼光頗為敏銳?！ ?
“老總坦率地告訴我們，企業(yè)遇到了一個(gè)技術(shù)難題?？照{(diào)制冷劑會(huì)使壓縮機(jī)滑片產(chǎn)生磨損，時(shí)間長(zhǎng)了就會(huì)影響空調(diào)制冷效能。有沒(méi)有什么強(qiáng)化防護(hù)技術(shù)可以解決難題？我們一聽(tīng)，這不正是我們擅長(zhǎng)的領(lǐng)域嗎？”
汪愛(ài)英團(tuán)隊(duì)為甬微開(kāi)發(fā)了針對(duì)壓縮機(jī)滑片的碳基復(fù)合涂層技術(shù)，打破了細(xì)分領(lǐng)域的國(guó)外壟斷。為了解涂層滑片的應(yīng)用情況，汪愛(ài)英甚至一路跟去了位于廣東的整機(jī)廠(chǎng)，查看臺(tái)架測(cè)試、分析工作數(shù)據(jù)……功夫不負(fù)有心人，2020年，由中科院寧波材料所、寧波甬微聯(lián)合完成的“強(qiáng)韌耐磨碳基復(fù)合涂層材料關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用”項(xiàng)目獲寧波市科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。短短幾年時(shí)間，該創(chuàng)新項(xiàng)目給企業(yè)帶來(lái)了數(shù)億元經(jīng)濟(jì)效益。
汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵部件、縫紉機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)部件、高精密工模具、輕合金表面強(qiáng)化防護(hù)……這幾年，汪愛(ài)英團(tuán)隊(duì)讓更多的科研成果從“書(shū)架”走上“貨架”，更好地服務(wù)于產(chǎn)業(yè)發(fā)展?！ ?
一邊致力于解決涉海裝備關(guān)鍵防護(hù)技術(shù)等國(guó)家重大需求，一邊為產(chǎn)業(yè)發(fā)展服務(wù)。在科研征程中，汪愛(ài)英追夢(mèng)的腳步未曾停歇。
（來(lái)源：寧波市科技局）
