張超群：“85后”博導(dǎo)助力飛機(jī)輕量化

劉婉茹

輕量化技術(shù)在航空航天以及汽車工業(yè)的應(yīng)用由來(lái)已久。面對(duì)眾多輕量化材料步入工業(yè)舞臺(tái)，如何實(shí)現(xiàn)對(duì)其有效焊接，已經(jīng)成為困擾工業(yè)界的一個(gè)重要問題，并受到了科學(xué)家們的普遍關(guān)注。

作為一名科研人員，上海交通大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院的博士生導(dǎo)師張超群多年來(lái)致力于汽車、飛機(jī)和運(yùn)載火箭等交通工具輕量化材料的焊接研究。他想通過自己的探索與實(shí)踐，在給汽車、飛機(jī)達(dá)到減重目的同時(shí)，為我國(guó)的科技創(chuàng)新和節(jié)能減排作出貢獻(xiàn)。科研的燈塔.指引著前方的路，即使任重而道遠(yuǎn)，他仍堅(jiān)定前行。

嶄露頭角

“學(xué)問必須合乎自己的興趣.方可得益。”張超群對(duì)科研的濃厚興趣源于他自幼對(duì)數(shù)學(xué)、物理和化學(xué)等學(xué)科的強(qiáng)烈好奇心和求知欲。2011年，張超群通過英國(guó)曼徹斯特大學(xué)的博士生項(xiàng)目和國(guó)家留學(xué)基金委的“建設(shè)高水平大學(xué)公派研究生項(xiàng)目”獎(jiǎng)學(xué)金的資助，前往曼大——這座擁有25位諾貝爾獎(jiǎng)獲得者的高等學(xué)府深造，并在濃厚學(xué)術(shù)氛圍的熏陶中，開展了他鈦鋁異種材料焊接方向的博士學(xué)位攻讀之旅。

眾所周知，飛機(jī)、汽車等交通工具所使用的輕量化材料不斷涌現(xiàn)。在焊接過程中，這些精心設(shè)計(jì)的輕量化材料極易受火焰或者其他熱源的加熱而發(fā)生內(nèi)部結(jié)構(gòu)的劇烈變化，進(jìn)而造成許多優(yōu)異性能的衰減，嚴(yán)重影響這些輕量化材料的工業(yè)應(yīng)用。所以，如何把這些材料焊接好、連接好是一個(gè)亟待解決的問題。

在曼徹斯特大學(xué)的博士研究中，張超群致力于通過鈦鋁異種材料焊接技術(shù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)飛機(jī)、火箭等減重的目的，取得了顯著成效。鈦鋁異種材料焊接難度很大，對(duì)熱輸入非常敏感，熱輸入稍高就會(huì)產(chǎn)生不良反應(yīng)產(chǎn)物。經(jīng)過將近3年執(zhí)著的研發(fā)，張超群創(chuàng)新性地首次使用高能超聲波成功實(shí)現(xiàn)了低熱輸入的高強(qiáng)航空鋁合金和鈦合金的異種焊接。這種新方法幾乎可以完全消除傳統(tǒng)焊接中存在的不良反應(yīng)產(chǎn)物，有效解決了鈦鋁焊接中的關(guān)鍵性難題。這項(xiàng)技術(shù)的問世，無(wú)疑給中國(guó)乃至世界航空業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了新的契機(jī)。

不斷前行

“青年的朝氣倘已消失，前進(jìn)不已的好奇心已衰退以后，人生就沒有意義。”張超群對(duì)此深有體悟，并時(shí)刻叮囑自己不要丟失在科研中探索未知事物的激情。

20多年前，汽車等交通工具主要由鋼鐵材料制成，鋼鐵與點(diǎn)焊使用的銅電極之間不發(fā)生反應(yīng)，因此電極壽命很長(zhǎng)。而現(xiàn)代汽車使用輕量化的鋁合金越來(lái)越多，然而鋁卻極易與銅電極發(fā)生反應(yīng)，在點(diǎn)焊過程中銅電極與鋁反應(yīng)會(huì)生成一層硬脆的高電阻化合物，它會(huì)加速電極磨損，嚴(yán)重降低電極壽命，進(jìn)而造成汽車制造成本大增。基于此問題，張超群把新開展的課題定位在：從材料的角度改善銅電極的化學(xué)成分，從而延長(zhǎng)電極壽命，并成功申請(qǐng)了國(guó)家自然科學(xué)基金。未來(lái)他將在這個(gè)項(xiàng)目中繼續(xù)深入探索，用自己的研究為工業(yè)技術(shù)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

精彩生活

多年的海外求學(xué)經(jīng)歷，張超群深受西方大學(xué)文化的熏陶。工作不是人生的全部，有趣的生活、健康的身體同樣重要。在業(yè)余時(shí)間他堅(jiān)持游泳，參加了Swimathon等業(yè)余游泳比賽，同時(shí)他還經(jīng)常參加跳水、潛水、皮劃艇和帆船等水上運(yùn)動(dòng)，攝影和葡萄酒也是他調(diào)節(jié)生活的小愛好。“這些愛好不僅沒有耽誤科研而且能讓我以更好的狀態(tài)投入科研”，張超群說(shuō)。在教育學(xué)生方面，他認(rèn)為不僅要指導(dǎo)學(xué)生把科研搞好也要讓學(xué)生全面發(fā)展，在高效完成科研任務(wù)的同時(shí)積極參加各種文體活動(dòng)，做一個(gè)健康快樂的人。

劃水、換氣、滑行……不停地向前，也許人生正如張超群所喜歡的游泳、馬拉松一樣，只有堅(jiān)持和努力才能最終到達(dá)勝利的終點(diǎn)。作為一名青年科學(xué)家，張超群深知自己的科研歷程才剛剛起步。在未來(lái)，他將保持初心，繼續(xù)前行，去探索，去實(shí)踐……