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“一個單晶、空心的鎳基高溫合金葉片，巴掌大小，但是它的價值是多少呢？相當(dāng)于是一輛高級轎車。”南京理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授陳光說。航空發(fā)動機(jī)是飛機(jī)的“心臟”，葉片則是“心臟”中最關(guān)鍵的核心部件。近日，憑借TiAl單晶技術(shù)的發(fā)明，陳光被江蘇省政府授予“江蘇省專利發(fā)明人獎”。

航空發(fā)動機(jī)葉片 被譽(yù)為皇冠上的明珠

航空發(fā)動機(jī)被譽(yù)為現(xiàn)代工業(yè)的皇冠，而葉片又被譽(yù)為皇冠上的明珠。

更輕、更耐高溫，是研發(fā)航空材料的科學(xué)家們的極致追求。在更輕方面，美國GE公司采用Ti-48Al-2Cr-2Nb（以下簡稱4822）合金替代原來的鎳基高溫合金制造了發(fā)動機(jī)最后兩級低壓渦輪葉片，使單臺發(fā)動機(jī)減重約200磅，與之前同級別不用鈦鋁合金葉片的相比，節(jié)油20%。

4822也不完美。陳光教授解釋說，它有兩大不足。一是室溫拉伸塑性低（<2%），必須開發(fā)相應(yīng)的半脆性材料加工、制造以及發(fā)動機(jī)裝配工藝路徑和設(shè)計框架，增加了設(shè)計與制造成本，且不敢用于前部的壓氣機(jī)。如果能將TiAl 合金室溫拉伸塑性提高到3%以上，就可將其由只在最末兩級低壓渦輪葉片應(yīng)用，擴(kuò)大至前部的壓氣機(jī)葉片，同時可采用常規(guī)的設(shè)計安裝方法，降低設(shè)計制造以及維護(hù)成本。二是高溫強(qiáng)度不足，強(qiáng)度從約650℃開始下降，700℃/3000h 組織開始分解，限制了其不能在更高的溫度范圍替代鎳基高溫合金。

陳光教授團(tuán)隊發(fā)明的TiAl單晶技術(shù)，攻克了TiAl 合金室溫脆性大和服役溫度低兩大難題，實現(xiàn)了強(qiáng)度、塑性和蠕變抗力的優(yōu)異結(jié)合與跨越性提升，室溫拉伸塑性由＜2%提高到6.9%，強(qiáng)度開始下降溫度由約650℃提高到950℃以上，900℃最小蠕變速率和持久壽命優(yōu)于美國4822 合金1~2 個數(shù)量級，具有重大意義。

以身相許“從一而終” 把專業(yè)變成事業(yè)勇登攀

揚(yáng)子晚報記者在采訪中得知，1977 年恢復(fù)高考時，15歲的陳光作為優(yōu)秀在校高中生提前參加了高考。第一志愿高校工作人員專程到他就讀的中學(xué)外調(diào)，但因政審材料遲遲沒有收到，耽誤了錄取。春節(jié)后，陳光突然收到錄取通知書，一看是第五志愿學(xué)校的“鑄造工藝及設(shè)備”專業(yè)，沒填報過。

“一直干的竟然是既沒人愿意學(xué)、更沒人愿意干的專業(yè)！你就沒想換個喜歡的時髦專業(yè)？”“從來沒有！”陳光說。他們那一代人干一行愛一行，以身相許，從一而終。陳光把專業(yè)變成了興趣和事業(yè)，以凝固與相變?yōu)楹诵?，在金屬材料技術(shù)領(lǐng)域取得了豐碩成果。作為第一完成人榮獲國家技術(shù)發(fā)明二等獎1 項、教育部技術(shù)發(fā)明一等獎1項、江蘇省科技一等獎2項、中國產(chǎn)學(xué)研合作創(chuàng)新成果獎1項……被評為江蘇省先進(jìn)科技工作者、有突出貢獻(xiàn)中青年專家、留學(xué)回國先進(jìn)個人等，榮獲首屆全國創(chuàng)新爭先獎和第九屆“發(fā)明創(chuàng)業(yè)獎·人物獎”。