为先进陶瓷做好“体检”工作——万德田


来源:中国粉体网   山川

[导读]  有一位科学家致力于制定和研发针对超高温极端氧化环境下材料力学性能评价的标准和测试方法,这位科学家就是万德田。

中国粉体网讯  随着我国航空航天工业的超音速飞机、导弹火箭、宇宙飞船和航天飞机等飞行器的迅速发展,可以说材料性能的优劣决定了人类探索飞行的极限。


有一位科学家致力于制定和研发针对超高温极端氧化环境下材料力学性能评价的标准和测试方法,这位科学家就是万德田。



与特种陶瓷结缘


说起来,进入这个行业,万德田有些“误打误撞”。1997年,高中毕业的他在诸多学校的宣传材料中,看到了当时武汉工业大学(即现在的武汉理工大学)“无机非金属材料”专业的介绍,时隔20多年,万德田依然记得学校对这个专业的介绍:“博士后流动站”“国家级重点学科”。万德田一下子被打动了,将其列为自己的高考志愿。


当时的万德田对于“无机非金属材料”的认识几乎为零。进入大学他才知道,传统的无机非金属材料制品实际上是混凝土制品,“通俗来说,就是研究如何配制混凝土的。”对此,万德田感到兴味索然。一次水泥厂的实习参观,更是让他坚定了“转行”的想法——工厂里,嗡嗡响的机器、飞扬的尘土让他感到的不是进入一个新行业的新奇和激动,而是觉得前途茫然。


高性能陶瓷材料专家傅正义的一次讲座给万德田打开了一扇门。当时,无机非金属领域的一种新材料——特种陶瓷开始蓬勃发展。这是一种具有特殊力学、物理或化学性能的陶瓷,应用于各种现代工业和尖端科学技术。随着傅正义的讲述,万德田对这神奇的陶瓷材料着了迷,他朦胧地感觉到,这才是自己的志趣所在。



2001年,万德田如愿进入中科院金属研究所深造。师从陶瓷材料领域赫赫有名的周延春教授,他如饥似渴地学习着陶瓷材料的制备工艺。正逢中国建材总院的包亦望教授在金属所做“百人计划”,于是万德田同时跟随包亦望学习陶瓷材料性能表征及评价技术。在两位导师的指导下,万德田兼攻陶瓷制备工艺和陶瓷性能评价两大领域,这也造就了他日后科研的两大方向。


初露锋芒


2007年,从中国科学院金属研究所研究生毕业的万德田跟随导师包亦望进入了中国建筑材料科学研究总院有限公司(简称“中国建材总院”),就在进入中国建材总院后的第二年,万德田便开启了人生中第一个独立承担的项目《夹层玻璃老化后界面和抗风压残余强度评价技术》。这一时期,城市建筑中玻璃幕墙的“老年化”成为了20世纪的遗留问题,玻璃幕墙破碎下坠伤人事件频发。如何测试玻璃幕墙在台风等极端天气环境中出现脱落和坠落的风险,如何让玻璃幕墙不再成为“空中杀手”成为了万德田科研内容中的一项重要任务。


经过两年的刻苦钻研,他建立了夹胶玻璃抗风压失效风险的模型,提出了夹胶玻璃界面强度的测试方法,并在此基础上不断突破革新,经过十年的辛苦努力,2017年由他参与设计并完成的《建筑玻璃服役风险检测和可靠性评价关键技术与设备及应用》获得国家科技进步奖二等奖。


作为中国建材总院“新生”的万德田,在玻璃幕墙领域的“小试牛刀”便获得了巨大突破,这也为万德田在科研领域积累了宝贵的实操经验。


厚积薄发,硕果累累


近年来,我国建筑钢化玻璃自爆或坠落事故每年有上万起。为解决这个城市公共安全难题,在导师包亦望教授的指导下,万德田及其研发团队深入研究了钢化玻璃内部杂质颗粒与周边应力场分布的关联性,发明了钢化玻璃自爆源检测的新方法,设计研发的既有玻璃幕墙自爆风险预测的机器人装置和软件,既有建筑幕墙风险检测技术与装置及应用,成功解决了钢化玻璃自爆无法诊断和建筑玻璃坠落风险难以预测的技术难题,为建筑玻璃及玻璃制品的安全使用提供了科学、系统的在线检测方法,成果获2017年国家科技进步二等奖(排名第五)。



随着我国航空航天工业的超音速飞机、导弹,火箭、宇宙飞船和航天飞机等飞行器的迅速发展,可以说材料性能的优劣一定程度决定了人类探索飞行的极限。为保证超高温材料和构件在超高温极端环境服役期间的安全性和可靠性,在前期方法和技术研究的基础上,万德田所在项目组获批了科技部重大科学仪器专项项目。陶瓷与复合材料力学性能评价新技术及在特殊环境下的应用,成功解决了高温和超高温等环境下陶瓷与复合材料力学性能评价技术难题,促进我国航空航天与建材行业的健康发展,成果获2014年国家科技进步二等奖(排名第二)。


科研面向市场,充分转化成果


在万德田看来,应用科学的发展是我国当前社会形态下最为迫切的需求,要将科研人员十几年的心血转化为真正改变人类社会生活的东西,要让材料真正服务人类美好生活,高效可行的成果转化手段无疑是科研的最后一道关卡,他也一直在结合市场做科研。


《陶瓷涂层物理性能和残余应力评价关键技术及应用》的技术成果在团队的不懈努力、不断推广应用中获得了极佳的效益。


目前,该成果已在中国国检测试控股集团股份有限公司(简称“国检集团”)、中航复材、中科院金属研究所等几十家单位得到了应用,成果同时被延伸应用到评价超薄玻璃和混凝土表面腐蚀层的弹性模量和强度评价等领域,整体技术应用超过两年。经济效益明显,社会效益巨大,解决了陶瓷涂层热物理性能评价技术的国际性难题,推动了涂层性能测试评价学科发展,并将创新技术转化为国际标准向全世界推广应用,极大地提升了我国在陶瓷涂层性能测试领域的话语权。


参考来源:

[1]最美建材人 | 国检集团万德田:不忘初心的攀“研”者.中国建材集团

[2]建材行业十大科技突破领军人物 | 万德田:不忘初心 方得始终. 中国建材杂志

[3]给陶瓷装“盔甲”、打破“测量禁区”,他在材料科学领域不断探索.北京日报

[4]不忘初心的攀“研”者——万德田. BRTV创新北京


(中国粉体网编辑整理/山川)

注:图片非商业用途,存在侵权告知删除


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作者:山川

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