哈工大教授近20年攻关:给国之重器穿上“纳米铠甲”
人民日报客户端黑龙江频道李双余2026-07-08 08:41

在一千摄氏度以上的高温条件下,航空发动机和燃气轮机的热端部件高速运转。航空发动机和燃气轮机被称为“工业皇冠上的明珠”。

热端部件长期处于高温、高压和腐蚀多场耦合的极端服役环境中,对于这类重大装备而言,决定其寿命和可靠性的关键之一,是覆盖在部件表面的一层特殊涂层。

张晓东(右二)正在进行纳米构涂层相关实验

这层厚度不足毫米的涂层,如同装备的“防护衣”。为了做好这一层燃机的“防护衣”,哈尔滨工业大学材料学院张晓东教授和团队攻关近20年。

关键核心技术,要沉下心做出来

“看上去只是薄薄一层,背后却是材料、工艺和工程应用的协同创新。”张晓东说。

围绕国家在航空、航天、航海装备和高端制造领域的重大需求,张晓东深耕纳米陶瓷材料与高性能纳米结构涂层研究。

从基础研究到工程验证,从材料设计到工艺开发,团队先后突破纳米粉体造粒调控、多元纳米稀土晶界钉扎、高质量精密连接等关键技术,解决复杂构件成形、高温组织稳定和焊接变形控制等一系列难题。

项目形成的高性能纳米结构涂层及相关制造技术,成功应用于重大装备关键热端部件制造,为我国燃机与航机事业的自主化发展提供重要支撑。

近年来,团队开发的航天防热透波多功能纳米陶瓷粉体技术成功应用于重要型号;纳米陶瓷涂层粉体技术实现产业化工程应用;绝缘涂层技术成功应用于高铁和风电装备。

在张晓东看来,科研成果最终要回答两个问题:国家需不需要,能不能真正用起来。“关键核心技术是买不来、要不来的,总要有人沉下心来把它做出来。”很多学生对他这句话印象深刻。

培养青年学生,播撒希望的种子

2003年,作为哈尔滨工业大学首届研究生支教团队长,他赴山西省浮山县开展支教。这一年的经历,对他影响深远。

出生于苏北农村的张晓东,支教期间,他看到许多与自己有着相似经历的孩子,也更加坚定了通过教育改变命运、服务社会的信念。

2004年,他成为黑龙江省“首届感动龙江十大人物”。

返校后,他先后担任校团委兼职副书记、学院辅导员助理等职务,长期参与青年学生培养工作。担任校团委兼职副书记期间,他负责大学生见习就业工作,带领200余名学生骨干开展社会实践和志愿服务工作。

张晓东在山西省浮山县开展支教(摄于2003年)

2006年,他荣获山西省第三届十大杰出青年志愿者,成为唯一一位获奖的省外人士,颁奖词中这样写道:“他用一年的时间播撒希望的种子,帮扶数10名贫困山区的孩子完成学业,助力60余名学生考上大学,改写了他们的人生!”

2010年,博士毕业留校任教以后,张晓东把更多精力投入人才培养和科研工作。

如今,张晓东培养的大批学生进入航空航天等国家重点单位工作,其指导学生中80%以上长期服务于国家重点科研和重大工程一线。

实验室出成果,更是育人的课堂

“国家需要什么样的人才,我们就培养什么样的人才。”张晓东说。这种理念也体现在团队建设中。

张晓东所在的纳米表面工程课题组,研究成员涵盖材料、物理、化学、精密仪器测量等多个领域。近年来,团队承担国家重点研发计划课题、国家重大科技专项课题、国家自然科学基金项目、国家重大项目等30余项,获得省部级科技奖励5项。

在张晓东看来,实验室不仅是出成果的地方,更是育人的课堂。

张晓东(左一)与学生进行实验机器调试

每当有学生问起为什么选择这个方向,他总会讲起团队承担的国家任务,讲起关键技术攻关的艰难历程。“知道国家需要什么,才能知道自己为什么出发。”他说。

近些年来,团队中的青年教师已逐步成长为科研骨干,一批批学生走向了国家需要的各个领域,在国家重大工程一线接续奋斗。

面向未来,再次启航。实验室里,新一轮试验正在进行。张晓东和团队将持续围绕高性能纳米结构涂层开展研究,为海、陆、空、天高端装备安全服役和寿命提升提供支撑。

从支教课堂到科研一线,从培养学生到攻克关键技术,20多年来,张晓东始终围绕同一个目标努力前行——解决国家需要解决的问题,培养国家需要的人才。

责任编辑:祝大伟
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