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董紹明（左一）現(xiàn)場指導(dǎo)。  中科院上海硅酸鹽所供圖

董紹明是中國工程院院士、中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所學(xué)術(shù)委員會主任，自從20年前在法國接觸陶瓷基復(fù)合材料那一刻起，就與之結(jié)下了不解之緣。回國后，他帶領(lǐng)團隊突破設(shè)備、技術(shù)等重重封鎖，克服資金、場地短缺等重重困難，為我國新一代空間動力系統(tǒng)、高分辨率空間遙感和新型飛行器研制關(guān)鍵技術(shù)實現(xiàn)自主可控作出了巨大貢獻(xiàn)。

近日，董紹明榮獲“全國先進(jìn)工作者”稱號。無數(shù)榮譽紛至沓來，但董紹明初心未改，立志將陶瓷基復(fù)合材料的作用發(fā)揮到極致，為我國擁有更大“空間”繼續(xù)貢獻(xiàn)力量。

“這是一類大有前途的材料”

陶瓷是人類重要的生產(chǎn)生活資料，發(fā)祥于中國，是中華民族智慧的象征。有別于日常生活使用的盆盆罐罐等傳統(tǒng)陶瓷，高性能結(jié)構(gòu)陶瓷在航空航天、交通運輸、新能源等現(xiàn)代高科技中占有舉足輕重的地位。

高性能結(jié)構(gòu)陶瓷具有耐高溫、高硬度、耐腐蝕、耐磨損等優(yōu)點，但同時也有致命缺點，那就是脆性大，用力學(xué)語言描述就是韌性低?！耙坏┌l(fā)生破壞便是災(zāi)難性的，應(yīng)用可靠性差，從而在一定程度上限制了其廣泛應(yīng)用?！倍B明說。

1998年，董紹明以高級訪問學(xué)者的身份前往法國波爾多大學(xué)熱結(jié)構(gòu)復(fù)合材料實驗室開展研究工作，在那里期間，他正式接觸到陶瓷基復(fù)合材料。它輕、剛、韌，還耐高溫、抗腐蝕，即保持了陶瓷的優(yōu)點，又克服了陶瓷致命的脆性。“我當(dāng)即就意識到這是一類大有前景的材料?！倍B明告訴《中國科學(xué)報》。

“思覺敏銳，入木三分”，這是身邊人員對董紹明的印象之一。對科研的敏銳直覺一直伴隨著董紹明。

在法國訪問期間，有兩件事深深觸動了董紹明。一是法國陣風(fēng)戰(zhàn)斗機的發(fā)動機已經(jīng)開始應(yīng)用陶瓷基復(fù)合材料尾噴管。二是他正好趕上世界上第一個“少級數(shù)、大直徑”的大型運載火箭阿麗亞娜5型運載火箭第三次發(fā)射成功，并正式投入商用。因董紹明的工作非常出色，他應(yīng)邀一同觀看了火箭發(fā)射，而該運載火箭上面級關(guān)鍵發(fā)動機-艾斯塔斯發(fā)動機就用了陶瓷基復(fù)合材料噴管擴張段。

同時，董紹明也體會到歐洲國家對創(chuàng)新研究的尊重。那時，科技界普遍認(rèn)為直徑10微米左右的碳化硅陶瓷纖維的成分是均一的。但董紹明并不這么認(rèn)為，就此開展了深入細(xì)致的研究工作并引起了高度重視。當(dāng)歐洲動力公司及波爾多大學(xué)等單位的科技人員聽了他的報告后，其打破常規(guī)認(rèn)知的觀點引起了不尋常的反響，全體起立鼓掌。

隨后，董紹明又到日本京都大學(xué)先進(jìn)能源研究所訪問兩年半。在這期間，他發(fā)展出獨特的陶瓷基復(fù)合材料納米浸滲瞬態(tài)低共熔相燒結(jié)制備技術(shù)路線，研制成功高致密高純度的碳化硅纖維增強碳化硅陶瓷基復(fù)合材料，為這類材料在核能領(lǐng)域應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

2002年，董紹明回到上海硅酸鹽研究所時，陶瓷基復(fù)合材料這顆種子已經(jīng)在他心里生了根。

但因當(dāng)時被江東亮院士委以大尺寸輕量化碳化硅光學(xué)部件的研制重任，董紹明就申請晚上值班完成這些任務(wù)，白天專心研究陶瓷基復(fù)合材料。經(jīng)過幾年的刻苦攻關(guān)，第一件大尺寸光學(xué)部件終于研制成功并獲得應(yīng)用。

之后，董紹明決定離開條件優(yōu)渥的原課題組，另辟陶瓷基復(fù)合材料研究方向，全身心開展該領(lǐng)域的研究工作。

慢慢地，董紹明在上海硅酸鹽研究所建立了一個全新的學(xué)科方向。

“Nothing is everything”

“一窮二白”，董紹明形容他剛開展陶瓷基復(fù)合材料研究的狀況?！爱?dāng)時完全不具備做陶瓷基復(fù)合材料的條件，但因為看到了它的應(yīng)用前景，只能想辦法利用現(xiàn)有的條件去做?！彼貞浀?。

因為沒有專用的陶瓷基復(fù)合材料實驗室，也沒有自己的設(shè)備，董紹明只能利用白天的時間，端著盤子來回穿梭于各個實驗室，“東找一個設(shè)備，西找一個設(shè)備做一做”。一來二去，大家都知道端著盤子走來走去的人就是董老師。

不僅沒有實驗室和設(shè)備，也缺少經(jīng)費的支持?！坝袝r一年也申請不到一個項目?！倍B明說。

2003年，董紹明向研究所申請了一個120多平方米的實驗室。說是實驗室，但很長一段時間就是用幾堵墻圍起來的一塊空地。當(dāng)年年底，一位日本學(xué)者來上海硅酸鹽研究所訪問交流，董紹明幽默地告訴他自己有了實驗室。兩人來到了那片董紹明稱之為實驗室的空地，這位學(xué)者左顧右盼，什么也沒有，驚訝的眼神隨即看向董紹明。

“There is nothing.”董紹明說。

“Nothing is everything.”這位日本友人的回復(fù)讓董紹明銘記在心，并時刻鼓勵自己，“一切都會有的”。

2006年，董紹明團隊首次接到國家重大科研任務(wù)。重要的是，他們有了目標(biāo)，也就有了動力。

隨著設(shè)備的增多，只有120多平方米實驗室的空間開始變小。這一次，董紹明在研究所的嘉定園區(qū)借到了別人暫時不用的幾間實驗室，但放進(jìn)設(shè)備之后，辦公的地方就沒有了?！暗阶呃壤锶マk公”，董紹明提議。

艱辛的環(huán)境，讓董紹明的團隊成員永遠(yuǎn)忘不了。董紹明回憶，夏天異常炎熱又沒有空調(diào)，再加之樓上做晶體研究，多臺晶體爐運行把樓板烤到近40度。冬天同樣不好受，穿堂風(fēng)把幾個人吹到流鼻涕、發(fā)燒。但因為任務(wù)特殊而不得延誤，必須嚴(yán)格按照時間節(jié)點交付，幾個人只能繼續(xù)工作。

“我們經(jīng)常早晨結(jié)束了，稍微打個盹兒，然后又開起設(shè)備繼續(xù)干?！眻F隊成員張翔宇研究員記得，有一次三天三夜沒怎么合眼，一直在現(xiàn)場盯著。

再苦再累，他們堅持下來了。從小項目做起，做別人不愿意做的事；從細(xì)節(jié)做起，做別人做不了的事。

心里有一只無形的推手

“我們?nèi)魏螘r候都把科研放在第一位，大家都是一股勁地拼?！倍B明說。最后，他們拼出了滿意的結(jié)果。

近20年來，董紹明帶領(lǐng)團隊攻堅克難，白手起家，從無到有，從最初“一個司令一個兵”到組建起70余人的大型科研團隊，建成占地面積達(dá)6000余平方米的陶瓷基復(fù)合材料研制平臺，實現(xiàn)了從基礎(chǔ)研究到產(chǎn)品研制、再到工程應(yīng)用的全線貫通。

他們發(fā)明高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定陶瓷基復(fù)合材料，在溫度變化和受力的情況下接近零變形，開創(chuàng)了我國空間相機支撐結(jié)構(gòu)材料新體系，為相機裝上了“紋絲不動的支架”，力助我國衛(wèi)星分辨率首次跨入亞米級；

建立基于原位反應(yīng)的陶瓷基復(fù)合材料制備技術(shù)，實現(xiàn)了高性能耐（超）高溫陶瓷基復(fù)合材料的低成本制備和工程化，材料最高可以承受2000°C的高溫，應(yīng)用于我國新一代空間動力系統(tǒng)和新型飛行器；

發(fā)展構(gòu)件整體結(jié)構(gòu)設(shè)計理念，開辟了我國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)陶瓷基復(fù)合材料整體構(gòu)件技術(shù)路線，大幅提升構(gòu)件的應(yīng)用可靠性。

……

如今，董紹明擁有3項國家技術(shù)發(fā)明二等獎和全國“杰出工程師獎”、“全國創(chuàng)新爭先獎”、美國陶瓷協(xié)會“Golbal Star Award”等10余項科技獎勵和個人榮譽，日前又獲得“全國先進(jìn)工作者”稱號。

過硬的材料性能和高效的研制速度，造就了董紹明團隊的美譽，一項項重要國家重要任務(wù)接踵而至?！爸灰蝿?wù)一來，責(zé)任感和使命感也就來了，心里總有一只無形的推手一直推著我往前走?！倍B明說。而那只無形的推手就是國家需求，“還要繼續(xù)奮斗”。

參考資料

[1] 中國科學(xué)報，董紹明：“只能成功，不能失敗”