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南京理工大学:自主研制特种超细粉体技术

20年前,为了解决运载火箭与导弹发射技术中的一道难题,我国曾谋求向国外引进特殊材料的超细技术,而那些拥有这项技术的国家却对我国实行了封锁。今天,中国的这一技术已成为国外一些国家“眼红”的一项专利。
 
走自主创新之路
 
超细粉体技术是上世纪60年代末才发展起来的一门跨学科、跨行业的高新技术,而我国直到70年代末才开始涉足这个领域。当时,是为了解决我国火箭推进剂燃烧速度问题。
 
火箭或导弹推进剂燃烧速度的提高,是其快速反应力增强、发射速度加快、推动力增大、整体性能提高的关键。解决这个问题*有效的途径之一,就是将推进剂中氧化剂与催化剂超细化。
 
我国当时没有这个技术能力,而国外又对我国实施技术封锁,拒绝向我国出口这项技术与设备。这成了当时制约我国火箭和导弹技术发展的一大瓶颈。
 
当年,南京理工大学作为攻关单位之一投入了一批骨干力量开始了这项研究,南京理工大学教授李凤生就是这个课题组的负责人之一。
 
这是一个十分危险的研究领域,据参加课题组的同志们说已记不清楚在实验中发生过多少次燃烧与爆炸,也无法统计失败过多少次,但这个团队始终没有一个人退缩过。
 
方向选定了,却不一定能攻克难关。他们决定啃硬骨头,做别人没有做过的东西。正是凭着这么一股为中国人争气的干劲,*终在易燃易爆材料及纤维型、刚柔混合材料等特殊材料的超细粉碎研究中,他们创造了一个又一个开拓性的成果。
 
终于在上世纪80年代初,成功地找到了提高推进剂燃速的途径和实现这一途径的安全生产技术,使得推进剂轴向燃速提高了5倍!随后,他们又发明了一种新的方法,既提高燃速又降低压强指数,实现了更好的效果。这项技术很快就被应用到某型号的导弹中去。
 
接着,他们把研究的方向与重点放在了难度更大的特种超细粉体制备及应用技术上,埋头苦干,一干就是10年。功夫不负有心人,*终他们在这一领域取得了重大突破。1999年,他们因在特种超细粉体制备及应用技术上的特殊贡献,获得了国家科学技术进步奖一等奖!其中,很多技术达到国际先进水平。可以说,他们在这个领域已攻占了一个重要的技术制高点!
 
他们在特种超细粉体技术上的一系列突破与成功,彻底打破了外国人长期以来在这一领域对我国的技术封锁,实现了我国一系列军用技术的国产化。
 
先进技术的*大价值
 
在于工程化与市场化
 
科技成果在实验室行得通,只能说明其理论价值,或具有应用的可能性。只有满足社会需求的技术成果,才能实现它的*大价值。然而,一项先进技术真要工程化、产业化与市场化,还有相当长的一段路要走,要解决的困难还有很多。
 
李凤生认为,搞应用技术研究的,要看到自己的成果能不能转化为社会生产力,为国家,为社会作出贡献。当实验室工作取得重大进展后,他们开始致力于将成果转化。别人都不愿意做,他们却亲历亲为,与工厂合作,从原理到技术,再到试车乃至生产线的建立,都全程跟踪服务,让先进技术成果真正成为现实的生产力。
 
有一家工厂,因为国防需要,必须混合、塑化一种含大量黑索今的推进剂。黑索今是一种比TNT更猛烈的炸药,在加工过程中危险性极大。原来使用的技术设备与工艺是从前苏联引进的上世纪40~50年代的产品,必须经过5道工序,其中一个工序的设备就占用了5间工房,为了防爆,每间工房都用厚度在50~70厘米的钢筋水泥防爆墙隔开。其他几道工序的设备也都与此类似,使得全套设备与厂房十分庞大,尤其可怕的是,这套设备与工艺的安全问题始终没法解决,生产中经常发生燃爆事故,每次燃爆不仅使设备损坏,而且人身安全难以保障。
 
10年前,这家工厂就想购进国外一套集五道工序为一体,安全性能也很好的先进设备来替代,但被国外拒绝。超细粉体中心了解到这个情况后,开始研制类似设备,2004年,他们终于研制出一台样机。
 
2004年底,他们在那个厂进行试车,这个只有3米左右长的类似一个机床的器械刚运到厂里时,厂里的老师傅们都不相信它能像科研人员说的那样替代那几栋厂房里的所有设备!直到那台神奇的机器真的完成了那庞大的设备与繁琐的工序所进行的所有工作后,他们才雀跃着相互击掌庆贺!
 
在由徐更光院士领衔的鉴定会上,专家组写下了这样的鉴定意见:采用该技术设备解决了困扰行业多年的高能改性双基推进剂塑化压延过程经常发生着火燃烧事故的难题,使我国推进剂生产从上世纪40~50年代前苏联落后状况飞跃达到当今国际先进水平,是含能材料加工原理与方法的重大突破与创新,为多种火箭导弹提供了新型高效能源。以*设计大师周瑞明为验收组长的验收意见评价为,“本技术是一种具有良好应用前景的高新工艺技术,是推进剂和发射药制造工艺技术具有自主知识产权的重大创新成果”。
 
*粉体产业的发展
 
军民两用为社会服务
 
自进入21世纪以来,粉体产业进入了突飞猛进的发展阶段,目前已成为一个跨行业、跨学科的大产业,超细粉体及粉体机械广泛应用于化工、冶金、塑胶、建材、环保等领域,而且随着纳米领域研究的兴起,粉体产业显示出更为广阔的应用前景。
 
推动这个产业的成长并走向兴盛,有赖于我国自主研究的超细粉体技术的快速发展。南京理工大学国家特种超细粉体工程技术中心在研究超细粉体技术及开发相应设备方面,起着*这一新兴产业发展的重要作用。
 
早在上世纪90年代,南京理工大学就以李凤生领导的课题组为核心成立了江苏省工程技术中心,推动其科技成果的转化,并开始向民用领域进军,很快就取得了一系列的民用成果。
 
据介绍,南方某省一家矿业公司生产的矿产品一直纯度低,品质差,在国际上缺乏竞争力。在引入李凤生教授的超细粉体技术后,经过超细后的产品脱胎换骨,性能发生巨大变化,可以作为一种新型功能材料广泛应用于军事、高科技电子工业、高性能耐火绝燃及隔热材料工业、有机化工等行业,其每吨价值相当于1公斤黄金。
 
这只是他们研究成果成功转化的一部分。到目前为止,他们已经发明并研制成功10多项超细粉体制备技术和相配套的10大类30多种超细粉碎设备,可以加工超细黑火药、硫磺、强氧化剂、强可燃物,以及珍珠粉、骨粉、灵芝粉等军民两用的各类粉体产品200多种,有近20项专利成果进入产业化应用,遍及我国军民领域约20个省市100家单位,其经济效益、社会效益及国防效益难以估量,为我国行业科技进步起到了巨大的推动作用。 
 

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