做飛機的動力保護者

呂騰波

張小鋒

飛機的出現(xiàn)，實現(xiàn)了人們夢寐以求的飛天夢想。隨著飛機技術的不斷提高，對發(fā)動機的要求也越來越高。作為航空發(fā)動機涂層研究的科研人員，研究出發(fā)揮抗高溫氧化、隔熱等作用的涂層，提高發(fā)動機工作溫度、減少燃油消耗等工作，是他們義不容辭的責任和使命。廣東省科學院新材料研究所張小鋒高級工程師一直致力于航空發(fā)動機新型熱障涂層研究，著力為航空發(fā)動機渦輪葉片提供保護。

另辟蹊徑 獨領風騷

張小鋒贏了。在對傳統(tǒng)的Y S Z熱障涂層技術進行改進中，他提出的熱障涂層鍍鋁表面改性技術，被評為國家重點基礎研究發(fā)展計劃亮點研究。這項在全世界首次被提出的技術，也被國際科技媒體Advances in Engineering評為“最具有科學和工程應用價值的研究”。

這項第三代等離子噴涂-物理氣相沉積熱障涂層研究，首次通過了滿狀態(tài)下最長航空發(fā)動機地面試車考核，相關成果得到了央視“新聞聯(lián)播”等媒體關注。此外，鍍鋁表面改性相關學術論文也于2015年獲亞洲熱噴涂最佳論文獎，2017年獲中國有色金屬學會科技論文獎一等獎。漫漫涂層技術研究之路上，張小鋒終于有了新進展。

傳統(tǒng)的航空發(fā)動機防護主要基于YSZ熱障涂層技術，但該技術存在很多不足。例如，YSZ涂層的抗高溫氧化性能較差、耐CMAS腐蝕亦有待提高。為制備高標準的航空發(fā)動機防護技術，國內外眾多學者對其進行了長達幾十年的研究，一直沒有最優(yōu)的解決方案。

歷經(jīng)多年探索，張小鋒另辟蹊徑，通過在涂層表面磁控濺射鋁膜及鍍鋁樣品真空熱處理，使得Al膜熔融、鋪展及滲透，并與ZrO2發(fā)生原位反應形成α-Al2O3致密層。該致密層不僅很好地彌補了YSZ熱障涂層的不足，而且還為后續(xù)發(fā)展提供了多種可能。

張小鋒的成績還遠不止于此，這些年，他在Nature合作期刊等國內外權威期刊發(fā)表論文119篇，其中SCI論文51篇，累計申請國家發(fā)明專利29件及美國發(fā)明專利1件。此外，他還多次受邀參加全國金屬材料優(yōu)秀青年學者論壇并作邀請報告，并先后主持及參與國家自然科學基金、省自然科學基金、總裝預研等十余個國家級、省部級項目。

腳踏實地 未來可期

如今在行業(yè)內小有成績的張小鋒，也是經(jīng)過漫長的積累才走到了今天。2009年，他作為景德鎮(zhèn)陶瓷大學—北京科技大學聯(lián)合培養(yǎng)碩士，師從葛昌純院士從事材料學研究。2012年，他奮力考進華南理工大學攻讀博士學位，從事材料加工工程研究，師從周克崧院士。畢業(yè)后，他留在廣東省科學院新材料研究所工作，因為科研成果的突出貢獻，他先后獲得廣東省自然科學杰出青年基金、中國有色金屬學會“全國有色金屬優(yōu)秀青年科技獎”和“杰出工程師青年獎”等。

科研榮譽越多，往往意味著科研挑戰(zhàn)也越大。張小鋒坦言，做工程研究，階段性失敗是常有的事。他回憶說，“2011年我們拿到的一個項目，直到2018年才獲得突破性進展”。這就意味著前面的幾年，全部在失敗中掙扎。“而且2018年剛走出困境，如今在繼續(xù)往前推進的過程中，又出現(xiàn)了新的問題，又遇到了新的瓶頸。”他無奈且平靜地說。

但張小鋒早已不在乎一時的低谷。早在學生階段，導師就告訴過他：“做任何事情，哪怕已經(jīng)跌入谷底，都要堅持。因為堅持之后，終能看到希望。”在導師的教誨和自身的多次親身體驗下，他做事比常人更有韌性。

張小鋒喜歡跑步，目前他已跨過知識積累的慢速期，踩碎科研失敗的低谷期，奮力追趕航空發(fā)動機涂層研究領域的最前沿。未來，他希望涂層技術能夠繼續(xù)改進，并形成批量化商品，完成從書架到貨架的轉變。