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燃气轮机核心技术:我们缺的是经验——访清华大学材料学院潘伟教授


来源:中国粉体网   土豆儿

[导读]  潘伟教授表现得十分的谦虚和蔼,在问及关于陶瓷技术工艺的问题时,他坦言:“我们在细节上还是做得不够好。”

中国粉体网讯  来自清华大学的潘伟教授,不仅仅是站在三尺讲台上讲课,还作为世界陶瓷科学院院士,多次受邀在国际会议上作报告。潘伟教授在热障涂层陶瓷材料、低导热陶瓷材料、电纺丝制备纳米陶瓷、激光透明陶瓷等陶瓷材料领域做出了大量系统性、前沿性的研究工作,研究成果获得国际同行的高度认可。




就是这样一个做出了很多影响力成果的人,笔者在采访他的时候,潘伟教授表现得十分的谦虚和蔼,在问及关于陶瓷技术工艺的问题时,他坦言:“我们在细节上还是做得不够好。”


重型燃气轮机的研发制造水平代表了一个国家的重工业水平,现代燃气涡轮发动机大推力、高效率、低油耗和长寿命的发展趋势使叶片前端的工作温度不断提高,为满足其要求,燃烧室中的燃气温度和压力需要不断提高。而热障涂层应用于燃气轮机的高温叶片表面,可以显著提高其使用温度,延长其使用寿命,从而增加燃气轮机发动机的使用效率。这正是潘伟教授所致力的研究方向。


ZrO2陶瓷涂层材料未来会被替代吗?


目前ZrO2是最适合的陶瓷涂层材料之一。ZrO2具有高熔点、良好的化学稳定性、较低的导热系数和优良的抗热震性等优点,并且其热膨胀系数接近金属材料,而成为现今最为广泛应用的热障涂层材料。在问及将来ZrO2是否能被温度更高的新型陶瓷材料所替代时,潘伟教授说:“ZrO2的性能优异,目前来说虽然有很多新型的陶瓷热障涂层化合物不一样,但仍然是以ZrO2为基的,但它也有缺点,ZrO2的应用温度不能很高。所以在未来一些新的化合物,如果它们在高温时能保持稳定,那ZrO2就有可能被替代。”


原材料品质是难点


在笔者问及制备工艺技术难点时,潘伟教授聊了很多,从他的言语间能感受到他对这个问题的重视。他谈到了制备工艺不稳定和原材料品质的问题:“我们国内存在很大的问题,包括陶瓷行业中最大的问题就是原材料的品质问题,由于品质不稳定,我们在做某一个样品时可能品质很好,但是如果做一批出来就不行了。所以说我们国家在原材料品质和喷涂制备工艺方面与国外还是存在很大差距的。”


缺的不只是核心技术,还有制造经验


虽然我国重型燃气轮机的研究和工业化取得了很大的进展,但是燃气轮机的核心技术仍是被国外所垄断。从建国以来,我国几乎没有独立制造过重型燃气轮机,我们国家的一些大型企业,过去都是以蒸汽轮机为主。在问及未来我国的燃气轮机技术该如何突破时,潘伟教授回答:“无论从设计还是制造来说,我们国家都没有制造燃气轮机的经验,虽然现在我们已经有了十八九年在国内生产的历史,但是重型燃气轮机的高端高温部件几乎还是要从国外运过来,我们还只是做一些低温部件和一些国内能够制造的东西,而燃气轮机的核心是高温部件。所以我们在制造燃气轮机方面的经验不足,我们的研究也做得不够。”他表示制造经验和核心技术的支撑是未来我们国家燃气轮机制造技术的突破口。


“核材料研究是我们的优势”


“清华大学新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室在1991年开始建立,到现在已经有27年的历史了,最近刚结束国家的新一轮评估,目前来看还是在优的行业里”,潘伟教授介绍说。



潘伟教授还是清华大学新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室的主任,自然对这个实验室十分熟悉,在介绍实验室时潘伟教授说到:”清华大学新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室主要是面向国家的信息、燃气件领域、电容器、电杆、压电、微波等,这是它传统优势的地方,另一个优势是高温结构陶瓷材料,还有近几年新发展起来的纳米材料、生物材料、能源材料,另外核材料方面也是很明显的优势。”


“我们的优势是核材料,清华大学有自己的核研究院,我们承担了国家最新的核反应堆项目,里面用的核燃料是用陶瓷包壳的,而这个就是由我们来研发的”,潘伟教授不禁流露出自豪的神情。


陶瓷实验室依托单位-清华大学材料系所获奖项


整个采访过程,氛围都很轻松,看得出潘伟教授对年轻一辈的包容,他亲切的笑容让笔者感到十分自然。潘伟教授在燃气轮机和陶瓷热障涂层材料方面做了许多的研究,在中国取得巨大进步的同时也存在许多不足,潘伟教授表示不论是燃气轮机,还是飞机发动机,我们国家在这方面的制造经验不足,希望在未来人才培养方面能够弥补这一缺陷。

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