——记中国科学院金属研究所研究员 周亦胄

高温合金又被称为“超合金”，是我国高尖端的高性能新材料，在我国航空航天、核电等领域发挥着重要作用。虽然我国高温合金产业发展较快，但整体技术水平与世界先进水平仍存在差距，高端品种尚未实现自主可控，供需缺口较大，尤其是在生产与研制方面存在诸多难点与卡脖子问题，亟待破解。

“身主强国材料，放飞强国之梦”。新材料是国家战略性新兴产业之一，也是发展新质生产力的重要一环。

“料成材、材成器、器好用、可再生”他胸怀“国之大者”，立足国家重大需求，运用创新科技破解了高温合金技术难点，不仅开发出多类型高温合金材料，还建成高温合金完整工程化应用技术研发与生产平台，促进了成果转化应用。

近300位科技精英，为我国20余种重要型号航空发动机和燃气轮机成功研制出20余种单晶高温合金叶片并交付使用。他带领中国科学院金属研究所最大的工程科技队伍，谱写了高温合金的高科技篇章。

他就是中国科学院金属研究所二级研究员、师昌绪先进材料创新中心常务副主任周亦胄。

从0到1 科研探索新突破

“高温合金作为我国航空航天、军工、能源等领域重要材料之一，并作为我国先进材料领域的短板明确写入‘十四五’规划中。”解读到高温合金在我国的战略地位，周亦胄一种强烈的国家责任感油然而生。

科技是第一生产力。周亦胄始终坚信科技的力量，并立志为国家高温合金材料贡献科技智慧。他带领团队将航空发动机与燃气轮机用高温合金工程制造技术作为主要研究方向。

科研似乎就是要面临技术难题。“高温合金的生产工艺较为复杂，其技术难点亟需进行创新突破。”  周亦胄面对困难早有心理准备，带领团队攻坚克难，先后研发出20余种高性能高温合金，形成了普通铸造、定向铸造、第一、二、三、四代单晶高温合金的完整铸造高温合金体系。特别值得可提的是：周亦胄带领团队自主研发出一种第四代单晶高温合金，因其具有耐热温度高、高温力学性能与组织稳定性好的特点，堪称为国内使用温度最高的单晶合金，有效提升了涡轮工作叶片承温能力，是我国第一个应用于航空发动机的第四代单晶。该技术获得发明专利。

周亦胄所研发的合金在我国重要型号航空发动机与燃气轮机中得到广泛应用，为我国重大动力装备的研制与生产提供了关键材料保障。周亦胄和团队创新贡献也使中国科学院金属研究所成为全世界铸造高温合金体系最完整的单位。

“除了研发高性能高温合金，我们还发挥科技引领一切，针对技术瓶颈，发明了一系列先进技术，比如：高温合金高纯化冶炼技术、高温合金单晶叶片精密铸造技术、高温合金增材制造与修复再制造技术、高温合金废料回收再利用技术……”历数着创新技术新突破，周亦胄自豪之情溢于言表。他饶有兴趣地向我们徐徐展开了高温合金壮美科技画卷。

“通过我们发明的高温合金高纯均质化冶炼技术，将合金主元素含量精确控制到0.05%以内，微量元素含量控制到0.01%以内，氧、氮、硫杂质元素总量控制到7ppm以下，硫含量可降低到0.5ppm以下，均达到了国际先进水平。”引用数字说明，周亦胄非常有底气。借此技术，他们还建成了高温合金规模化生产平台，使金属研究所成为我国三大铸造高温合金生产基地之一。周亦胄荣获《单晶高温合金设计与制备》第八届中国侨界贡献奖一等奖。

“单晶叶片的制造工艺十分复杂，尤其因为杂晶、再结晶等缺陷问题，单晶叶片铸件的合格率非常低。”  周亦胄对单晶叶片的研究颇费心思，并最终发明了单晶叶片制造的全流程控制技术，成功研制出9种不同合金、15种不同发动机、20余种不同类型单晶叶片，实现了这些单晶叶片的从0到1。“我国是全世界极少数几个能制备双层壁空心冷却单晶叶片的国家;我们所发明的复杂空心单晶叶片合格率达到60-70%;我们终于打破了西方国家对我国严密技术封锁，以自主研发实现了单晶叶片‘人有我有’。”  周亦胄自我赞叹道。因为单晶叶片创新发现，周亦胄获得了多个专利和奖项：《航空发动机单晶高温合金叶片典型铸造缺陷的全流程控制技术及应用》技术获辽宁省技术发明奖，一等奖;《先进高温合金及叶片制备技术》获得国家高层次人才特殊支持计划;《一种单晶涡轮工作叶片陶瓷型芯的定位方法》、《一种防止单晶高温合金转动叶片杂晶缺陷形成的方法》、《一种防止单晶高温合金导向叶片杂晶缺陷形成的方法》均获得发明专利。

针对现有高强高温合金不适合增材制造的难点，周亦胄和团队研发出了三种增材制造与修复再制造专用高温合金，合金力学性能优于国际上报道的增材制造高温合金，居于国际领先水平。他们还搭建了增材制造高温合金粉末小批量制造平台，所得粉末已通过发动机试车考核，使之成为我国重要型号发动机的增材制造用高温合金材料。他们还掌握了单晶叶片单晶组织的激光修复与再制造技术和复杂结构高温合金构件的增材制造技术，所得构件已通过相关考核。周亦胄发表论文专著提出了激光增材修复单晶叶片新方法，探明了影响DD32合金单晶修复区组织结构、冶金缺陷的工艺因素，实现了叶片单晶组织的外延生长修复，并使得修复区室温及高温拉伸性能与单晶基体相当，为单晶叶片修复奠定了技术基础。

周亦胄研发出了高温合金废料的湿法冶金分离提取技术，实现了从合金废料中分离回收铼、钌、钽、钨、钼等稀贵元素的循环利用，制备出5N级高纯金属铼产品，氧含量低于70ppm，氮和氢含量低于10ppm，达到国际最高水平，完成了高温合金废料到再生高温合金的循环使用。特别指出的是，周亦胄发表论文专著提出了以离子吸附-重结晶纯化铼酸铵为主线的高温合金废料浸出回收铼新技术，澄清了调控铼酸铵晶体生长速度控制铼酸铵纯度与晶体结构的机制，掌握了调控铼酸铵生长速度的方法，为回收获取高纯铼奠定了技术基础。

由于创新贡献，周亦胄获得诸多荣誉和奖项：科技创新领军人才、科技部“创新人才推进计划”中青年科技创新领军人才入选者。荣获中国产学研合作创新成果奖一等奖、中国产学研合作创新奖个人奖、辽宁省“五一奖章”。

从1到10 成果应用产业化

科技“上新”，转化“上心”。决不能让创新成果躺在功劳簿上“睡大觉”。在周亦胄的科研世界里，终极目标就是让创新技术真正落地，回馈国家，为社会带来实实在在的价值。

“成果转化要依托工程项目，这样才能为我国重要工程做出一系列实质性贡献。”  周亦胄找到了科技成果转化的有效途径。多年来，周亦胄及其团队牵头承担了高温合金领域的国家科技重大专项、国家大飞机材料专项、国家重点研发计划、国家基础加强等国家级项目及课题20余项，在解决我国高温合金难点与卡脖子问题同时，在工程化应用方面取得了众多令人瞩目的成绩。

“技术推广、专利转让、平台转化……这些举措有效促进了成果转化。”为了更能说明转化效果，周亦胄还引用数字证明：“我们开发的单晶叶片制造技术推广应用到航空工业3大叶片精密铸造公司，推动了我国单晶叶片制造技术快速进步;我们建成了稀贵金属分离与提纯产业化平台，每年可为高温合金生产提供2吨以上高纯铼锭，形成了完整的高温合金工程技术链条;《一种镍基单晶高温合金及其制备方法》等诸多专利成功转让。”名副其实，数字证明一切。近5年来，周亦胄及其团队为我国20余种重要航空发动机和燃气轮机提供优质高温合金2800余吨，产值12亿元，获得了国家与行业高度认可。

平台是成果转化的重要抓手。周亦胄将平台的作用发挥到了极致。他规划并建成了高温合金研制、合金纯净化冶炼、单晶叶片研制与应用、高温合金增材制造与修复、合金废料回收再利用等平台，打造出完整的高温合金工程技术产业链，使金属研究所成为世界一流的高温合金研发与制造基地。

“我们建成了以2.5吨真空感应炉为主体的高温合金规模化生产平台，配置了物料管理、智能配料、自动组模、炉前检测、试样加工、智能环切等装备，形成了高效智能化的高温合金生产线以及年产1000吨优质高温合金的能力。”这是周亦胄以国家需求为导向，规划与指导建成高纯均质高温合金生产线的最好例证。此举，不仅形成具有自主知识产权的超纯净高温合金制备的全流程控制技术，提高了合金品质稳定性，大幅提升了产能，还保障了关键动力装备对核心材料的需求。

周亦胄还建成了陶瓷型芯型壳制造、合金熔铸、陶瓷型芯脱出、真空热处理及检测、后工序处理等单晶叶片铸件全流程制造平台，形成了具有自主知识产权的单晶叶片生产线，使金属研究所成为我国单晶叶片技术创新与新品研发的重要基地。

管理提质，管控品质。周亦胄还在科研转化过程中贯穿了管理思维。他牵头不断提升人、机、料、法、环、测6方面的运行与管理能力，实现对高温合金与叶片等产品质量的严格管控，将成果转化企业培养成所在地的科技龙头与示范性企业。为此，金属研究所多次获得中国航发最佳质量奖、金牌供应商等荣誉称号。

领略周亦胄的创新成果，让我们为之翘首称赞。当我们向周亦胄投去赞许目光之时，他却感谢拥有一支永攀科研高峰的技术团队。殊不知，周亦胄现如今还是师昌绪先进材料创新中心常务副主任。“我们的团队由师昌绪先生创建于1956年，至今已有近70年历史，是我国最重要的一支高温合金研发与工程化应用队伍。”  周亦胄自豪地告诉我们。在周亦胄的带领下，人员规模壮大到300余人，其中有40余名科研人员、180余名工程技术人员、90余名研究生，已经成为了金属研究所最大的工程科技队伍，在我国高温合金工程科技领域发挥着无可替代的作用。

科研当永不止步，创新当砥砺前行。驰骋在高温合金的科研赛道上，周亦胄将和团队永攀科研高峰，驰而不息。(张艳)