王富展示高温合金单晶叶片

　 航空发动机被誉为现代工业的“皇冠”，单晶叶片精密铸造则是航空发动机及重型燃机叶片制备的核心技术，被形象地称为“皇冠上的明珠”。单晶叶片的铸造工艺直接决定了航空发动机的性能，是一个国家航空工业水平的显著标识之一。半个世纪以来，为攻克该难题全球无数科学家前赴后继为之努力。1月25日，记者见到西安交通大学机械工程学院教授王富，听他讲述自己一路走来的科研历程，感受一颗热烈跳动的报国心。

　 2015年获得德国亚琛工业大学博士学位后，王富留在该校铸造研究所从事先进航空和燃气轮机用单晶叶片领域的研究。就在一切都顺风顺水地向前发展时，王富却选择回国，“如果有一天我国某新型发动机上，有我作的一点贡献，我这辈子都值得了。”如今，新阶段伊始，他眼前的征途是星辰大海。

　 奋斗是青春的底色

　 硕士研究生毕业后，王富满怀迷茫走向工作岗位，在科研院所和政府机关短暂的工作经历，让他的人生规划在一点点地调整中更加清晰，最终作出远渡重洋求学的决定。

　 2011年12月平安夜，钟表指针已接近半夜12时，王富恋恋不舍地放下手中的叶片模型，带着满脑子问题起身离开实验室。寒风吹来，冷得他直打哆嗦。“叮叮当，叮叮当”，欢乐的乐曲飘来，“今天是圣诞节了啊！”王富这才记起。看到别人家庭团聚，温馨欢乐的场景让他鼻子微微发酸，加快脚步离开了。凌晨4时又要起来做实验，他没有太多伤感的时间。

　 这个平安夜向前推两个月，王富来到德国亚琛工业大学攻读该校冶金和材料科学专业博士。德国导师说，王富要在一年半的时间里做出成绩，才能留下。否则，必须离开。同时，他还面临着另外一个迫在眉睫的困难——语言关。上午学德语，下午做科研。异国他乡求学的孤苦被繁重的学习任务冲淡许多。

　 “我才学了不到三个月，导师就让我在一个重要的学术会议上作报告。我准备了很久，把涉及的专业词汇都背熟了。但是，在最后的提问环节，有人问了一个关于加热线圈功率的问题。加热线圈那个词的德语我听不懂，提问者整整问了6遍。没有一个人提醒我。就那样，我在台子上被晾了15分钟。”王富回忆学语言的日子。受到这次打击后，他就利用各种时间学习德语，在公园里和老头老太太聊、去商场和售货员聊，在生活中利用一切机会练习口语。

　 失败者各有不同，成功者却大多相似。凭着超人的勤奋和执着，王富挺过了这段时间，综合能力有了很大提高。他不仅达到德语专业八级水平，而且科研上有突破性进展，被允许留下继续学习。

　 “我的目标很明确，就是要学到制备高性能高温合金空心叶片的方法。”王富说，这是他能坚持下来的原因所在。在这所久负盛名的工科学校，他用4年的时间读完8年的课程，成为同级学生里第一个毕业的学生。

　 自主创新攀高峰

　　德国亚琛工业大学铸造研究所所长对这位个子不高、眼神坚定的年轻人印象深刻。在4年里，他亲眼见证了王富一步步成长为高温合金定向凝固方向和叶片制造技术方向的青年专家。

　　高温合金单晶叶片是航空发动机及燃气轮机的热端靠近燃烧室的核心部件，其抗高温、抗强腐蚀和高强度性能是决定航空发动机和燃气轮机寿命的关键因素之一。而高温合金单晶叶片中的缺陷控制和组织控制则是决定其性能的主要因素。

　　“单晶叶片制备的关键在于两点：合金设计和制备工艺。就像炒菜，有菜有锅，但炒出来的菜味道不同，差别就在工艺上。”王富形象地说。为此，他进行了很多尝试。

　　在基础理论研究方面，王富提出很多重要观点。“雀斑”是一种形象的表述，用来描述铸件的宏观缺陷。该缺陷一旦形成，会对单晶叶片性能产生很大破坏。王富在世界范围内首次发现，该缺陷不仅会出现在表面，而且会产生于合金与陶瓷型芯的内表面，最终影响产品的质量。此外，他还新命名了一种新型冶金缺陷——“马赛克”缺陷。王富的“航空发动机高温材料/先进制造及故障诊断科学基础”课题，获得国家自然科学基金，此项目将系统展开镍基高温合金“马赛克”缺陷及其控制研究，可以丰富单晶叶片冶金缺陷的理论体系，为我国高性能单晶叶片的制备和先进航空发动机性能的提高提供理论和技术基础。

　　在生产工艺研究方面，王富在全球首次提出了用于制备高温合金单晶叶片的向上抽拉法。与传统方法相比，该方法使设备和工艺大为简化，综合性能大大提高，并能从本质上消除“雀斑”缺陷。

　　该技术的研究成果在学术期刊上发表后，王富收到英国皇家工程院院士、伯明翰大学教授约翰·坎贝尔的来信，坎贝尔教授对该研究成果给予高度评价，认为“该技术集合了现有一切方法的一切优点”。这种全新的生产工艺，因其具有良好的高温合金单晶成型能力及良好的工业应用前景，吸引了世界著名的定向凝固设备制造商德国ALD真空工业股份公司进行投资和联合开发。初步实验结果显示，叶片杂晶缺陷率由以前的49%降到了6%，让业内为之震惊。

　 科技报国终不悔

　　在德国工作期间，王富先后主持和参与3项德国科研基金会项目及7项企业合作项目，包括项目实施方案设计、实施过程控制和结果分析。在国际顶级冶金工程学术期刊上发表25篇文章，撰写英文专著1部，获批中国专利6项。

　 王富揣着制造高性能单晶高温合金空心叶片的“宝匣”准备回国，一起合作的以色列工程师知道这个消息后，坦白地说：“富，我不希望在中国看到你。”言下之意，就是说王富回到中国将会对他的国外同行形成挑战。而王富则认为，这是来自同行的认可。

　 王富回到祖国以后，他那副苍老了许多的模样让他的爱人大吃一惊，她心疼地说：“你走之前挺帅、挺青春的。现在头发少了，人也沧桑了很多。”虽然心疼，但是妻子一直默默理解和支持着丈夫的事业。

　　“为了国家的利益，使自己的一生变为有用的一生，纵然只能效绵薄之力，我也会热血沸腾。”俄国作家果戈理的话语深深震撼着无数人的内心，也是王富一直未敢忘记的初衷。

　　目前，世界上只有少数发达国家掌握着高性能单晶叶片的生产技术。此外，由于单晶叶片制备技术的战略意义，该技术一直被各技术拥有国限制和封锁。

　　“花再大的代价也买不来航空发动机先进的设计、试验、制造、材料技术，尤其是在高温端使用的镍基高温合金单晶叶片是不可替代的，唯一的出路就是坚定不移地走自主创新之路。”王富说，他已经制定了新的规划：响应国家“两机”专项的发展战略需求，在现有研究基础上，结合快速陶瓷铸型制备技术与传统单晶叶片制备工艺，开发出全新的、革命性的单晶空心叶片制备技术，进而依托该技术制备出高性能的单晶高温合金空心叶片。

　　“西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室具有良好的科研基础，我想把两个平台的优势结合起来，推动新工艺在我国的工程化生产。”王富说，虽然自主创新时间紧、任务重，但是不能心急。首先要客观认识到短板，然后尊重科学规律，一步步脚踏实地地做出成绩。

来源：陕西日报