随着我国国民经济的快速发展，航空航天领域的发展步伐也在不断加大。航空材料对于航空航天行业来说， 是保障航空飞行安全与人们生命财产不受损害的先决条件。腐蚀是自然界中常见的一种自然现象，对航空材料的安全使用构成一定的影响，有调查资料显示， 每年因航空材料腐蚀的问题，而造成的大量修理、维护费用，甚至航空器重大坠毁事故的数量都不在少数。所以对航空材料腐蚀问题及防治措施的研究，是航空航天行业非常重要的研究课题，尤其对航空业发展至关重要。为了全面科普航空发动机及飞机腐蚀控制与防护研究，了解我国航空材料未来发展方向，更好地把握行业发展趋势。记者特邀请到中国航空发动机集团北京航空材料研究院表面工程研究所所长、航空材料先进腐蚀与防护航空科技重点实验室副主任汤智慧研究员做相关方面的精彩解读。

汤智慧研究员

    腐蚀控制是保证航空装备安全的关键

    腐蚀问题是影响我国航空材料与装备安全、稳定、长寿命服役的关键问题之一。汤所长表示他自1997 年中国科技大学毕业后来到中国航空发动机集团北京航空材料研究院（以下简称北京航空材料研究院）工作，近二十年来，一直在腐蚀与防护研究室（五室，现为表面工程研究所）从事航空材料先进表面防护技术的研究工作。航材院是国内唯一面向航空、从事航空先进材料应用基础研究、材料研制与应用技术研究和工程化研究的综合性科研机构，是我国国防科技工业领域高水平材料研究发展中心，是国家科技创新体系和国防科技创新体系的重要组成部分。他所在的表面工程研究所，是国内最早从事航空材料腐蚀与防护技术研究的专业化研究机构，挂靠有航空材料先进腐蚀与防护航空科技重点实验室，是国防工业系统中表面工程研究领域最完整，技术水平和实力最雄厚的涂层制备、表面强化、腐蚀防护与评价技术研究单位之一。

    汤所长说，他所从事的研究工作具体说主要是针对航空材料的腐蚀问题， 从高温防护、表面处理、热喷涂、表面强化、维护/ 维修、环境适应性评价及监检测等多个方面为航空材料提供最佳的防护方案与技术，提高我国航空装备的质量。大家知道，各种介质和大气环境对材料的作用表现为腐蚀和老化。航空航天材料接触的介质是飞机用燃料（如汽油、煤油）、火箭用推进剂（如浓硝酸、四氧化二氮、肼类）和各种润滑剂、液压油等，其中多数对金属和非金属材料都有强烈的腐蚀作用或溶胀作用；在大气中受太阳的辐照、风雨的侵蚀、地下潮湿环境中长期贮存时产生的霉菌会加速高分子材料的老化过程。因此， 耐腐蚀性能、抗老化性能、抗霉菌性能是航空航天材料应该具备的良好特性。

    另外为了减轻飞行器的结构重量， 选取尽可能小的安全余量而达到绝对可靠的安全寿命，被认为是飞行器设计的奋斗目标。对于导弹或运载火箭等短时间一次使用的飞行器，人们力求把材料性能发挥到极限程度。为了充分利用材料强度并保证安全，对于金属材料已经使用“损伤容限设计原则”。这就要求材料不但具有高的比强度，而且还要有高的断裂韧性。在模拟使用的条件下测定出材料的裂纹起始寿命和裂纹的扩展速率等数据，并计算出允许的裂纹长度和相应的寿命，以此作为设计、生产和使用的重要依据。对于有机非金属材料则要求进行自然老化和人工加速老化试验，确定其寿命的保险期。复合材料的破损模式、寿命和安全也是一项重要的研究课题。

    他认为腐蚀防护控制技术是航空装备安全、长寿命、高耐久性和低维修成本的重要保证，是装备全寿命期设计、制造、使用和维护的重要工作，是装备结构完整性设计中与静、动、疲劳和损伤容限同等重要的内容。腐蚀防护控制技术的发展是长期而又迫切的任务，要从多专业／跨学科人手，近／长期结合，共同努力推动我国航空装备的现代化事业。

    创新团队精神是科研成功的基石

    汤所长表示一项先进腐蚀防护新技术要在航空领域实现成功应用，一定离不开一个优秀的研究团队，不但需要团队成员有数年如一日、甘坐冷板凳、默默奉献的科研攻关精神，而且还需有取长补短、集智攻关的团队协作精神。

    航空装备面临的服役环境严酷、工况复杂，对其材料的可靠性、安全性和长寿命要求很高，同样对材料的防护技术要求也非常高，先进新技术在航空上的首次应用都非常慎重和严谨，一项新的先进防护技术从预先研究、应用研究到飞机装机、成熟使用，所需开展的研究工作非常多、周期非常长、协调的工作量非常大。

    例如，高速火焰喷涂（HVOF）碳化钨涂层技术是目前航空领域采用的一项替代传统电镀硬铬的先进技术，具有环保（无Cr6+ 污染）、耐腐蚀性好、耐磨性好、不降低基材疲劳性能等优点，已应用于飞机起落架活塞杆、襟翼滑轨等关键零部件的防护。其从预先研究到成功应用，历时十余年。北京航空材料研究院喷涂技术研究团队首先经过长达五年的预先研究工作，结合航空超高强度钢、钛合金材料特点和起落架、襟翼滑轨使用工况要求，开展了HVOF 技术的大量基础性研究工作，在实验室获得了耐蚀性优异、残余应力可控、长寿命高速火焰喷涂（HVOF）碳化钨涂层制备技术。在此基础上获得国家专项支持，我们组建了包括跨单位的大型研究团队。在研究过程中，整个科研团队克服重重困难，尤其是项目初期阶段，甚至经历了粉末选用方案被推翻重来的重大挫折，但整个团队毫不气馁，大家共同努力、充分沟通协调，相互支持，完全不计较各单位间及个人得失，心往一处想、劲往一处使，我们很多同志在工厂现场一呆就是几个月，每天在现场与工厂同志一起进行反复试验、研究和验证最佳参数，解决实际零件喷涂中出现的各类问题……经过近5 年的集智攻关和团队密切协作，最终保证了项目的按时完成、喷涂后飞机零件的装机和圆满首飞，这不得不说是整个研制团队共同努力的成果。离开整个团队的高效合作，这个项目要想圆满完成是不可想象的。

    作为北京航空材料研究院表面工程研究所所长、作为领导，如何打造一支精良的科研团队？汤所长表示，一支精良的科研团队是孕育科研创新、完成科研任务、创造科研成果的重要保障。要打造一只业务熟练、精神饱满、团结友爱、战斗力强的科研团队，需要从以下几点着手：

    （1）优秀的团队文化

    一个优秀的科研团队必须有优秀的团队文化，这种文化应该是团结、奋进、包容、和谐，一代代传承的。表面工程研究所是北京航空材料研究院众多优秀团队中最耀眼的团队之一，老一辈科研人员留下了光荣传统，形成了“永争第一”、“五室是我家”的优秀团队文化。正是这种优秀文化，使大家在遇到一些困难和不利时，继续保持着强大凝聚力和向心力，大家齐心协力，通过不到十年的努力，终于走出低谷，再创辉煌。

    （2）前瞻性的研究方向

    正确的研究方向是科研团队良性发展的保障，选择好具有前瞻性和重要应用前景的研究方向对于科研团队意义重大，是影响其成功与否的关键因素之一。表面工程研究所将根据发动机、飞机腐蚀与防护需求，聚焦主业，着力于解决发动机、飞机腐蚀与防护重大问题，开展防护体系建设，提升行业技术水平。

    （3）优秀的人才队伍

    一个有战斗力的科研团队除了要有具有战略眼光的优秀领军人物外，还需要有一个有梯度的优秀人才队伍。团队成员的集体智慧才是科研发展和创新的最强大动力，合理的人才层次是保证团队发挥最强战斗力和长盛不衰的关键。

    两大举措破解当前航空腐蚀难题

    航空材料及装备具有自身的特点，涉及材料种类繁多、装备结构复杂，服役环境恶劣，任务工况复杂。汤所长表示，做好航空领域的腐蚀控制需从两个方面重点考虑：一方面以全寿命周期、整机防护体系的角度来系统考虑发动机和飞机的腐蚀控制，以发动机为例，即从设计、制造、使用、维护的全过程及从风扇、压气机、燃烧室、涡轮、喷管及附件等全系统两个维度，统筹规划发动机腐蚀控制工作，按照各阶段、各部件特点，合理设置管理文件和防护措施，系统考虑、关注细节、消除防护薄弱环节和死角。另一方面针对核心问题、关键问题，集中力量、深入开展攻关研究，例如聚焦发动机长寿命热障涂层和封严涂层、海洋环境飞机先进腐蚀防护技术等关键技术的研究，满足航空领域应用的迫切需求。

    把握未来航空腐蚀控制技术的发展重点

    国外航空强国在腐蚀与防护技术方面起步很早，将腐蚀与防护的研究也提升到了很高的地位，建立起涵盖飞机、发动机整体的腐蚀控制体系，并且将飞机、发动机的整体腐蚀控制和防护作为系统化的研究领域，进行全面的规划设计，从设计、制造、使用、维护全寿命周期，建立起飞机、发动机腐蚀控制和防护体系。我国的航空材料腐蚀与防护技术以往较关注单个先进技术的应用，并且多属于“针对问题、解决问题”的发展方式，但近年来逐步改变思路，开始注重从全寿命周期和整体的角度上考虑，总体而言，还处于发展阶段。我国航空材料腐蚀与防护技术在部分防护体系的长寿命、工艺环保性及评价技术等方面还需要急需努力。

    汤所长认为，未来我国航空材料的腐蚀与防护应当坚持全寿命周期、体系化的发展思路，系统规划飞机、发动机的腐蚀与防护技术体系。未来发展的技术重点应包括长寿命涂层（如热障涂层、封严涂层等）、超高温防护涂层、环保表面处理工艺、海洋环境先进防护技术、腐蚀损伤原位监检测及自修复/外场快速修复技术、环境适应性评价等方面。

    后记：愿全国航空腐蚀界同仁们，共同努力不怕腐蚀，把腐蚀推向不腐蚀。相信在大家的共同努力下，我国航空装备的寿命研究将取得新的突破和更大的成果！

    人物简介

    汤智慧，男，1974年11月生，研究员，中国航空发动机集团北京航空材料研究院表面工程研究所所长，并兼任航空材料先进腐蚀与防护航空科技重点实验室副主任、中国腐蚀与防护学会航空航天专业委员会秘书长、航材中心表面工程分委会秘书长。主要从事发动机及飞机腐蚀控制与防护研究工作，研究领域包括先进喷涂技术、高强度钢低氢脆防护技术、环保表面处理技术、氢脆控制等。在国内外学术会议及刊物上第1作者发表论文二十余篇，获部级以上科技成果奖18项，专利7项，参编专著2 本、主编并颁布航空工艺标准3项，荣立个人二等功三次、三等功一次。

声明： 本网原创，转载时请务必标明文章来源和作者信息。未经允许， 严禁用于商业用途。 

更多关于材料方面、材料腐蚀控制、材料科普等等方面的国内外最新动态，我们网站会不断更新。希望大家一直关注中国腐蚀与防护网http://www.ecorr.org 

责任编辑：王元

《中国腐蚀与防护网电子期刊》征订启事
投稿联系：编辑部
电话：010-62313558-806
邮箱：ecorr_org@163.com
中国腐蚀与防护网官方 QQ群：140808414