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为材料科学事业不断注入能量

——记我国激光制造材料连接研究专家卢庆华

2023年05月19日

“人类的文明史就是材料的发展史,材料被视为人类社会发展进化的里程碑,先后经历了石器、青铜器、铁器时代,目前正向信息材料、生物材料、量子材料、超材料等多元化方向发展。”而在人类社会发展历程中,许多‘卡脖子’技术也都是与材料科学有关,我国激光制造材料连接研究专家,时任上海工程技术大学副教授的卢庆华多年来活跃在材料科学前沿,刻苦攻关,突破了一个又一个技术难关,为引领行业加速前行起到重要作用。

卢教授科研成果颇多,其中为人称道的创新工艺包括“高频微振复合激光焊”。在核电站设备中,Ni基高温合金在核容器中占有很大的比例,但由于Ni 基高温合金的自身特性,高温合金的熔池金属不能像钢熔池金属那样容易润湿展开,因此焊缝成形较差、熔深较浅,是当时核电发展的一个重要技术瓶颈。卢教授带领研究团队以激光焊接复合能场能量耦合理论为根基,以改善Ni基高温合金熔池载荷与物质的传递过程为突破点,通过多次试验,利用稀土超磁致伸缩材料所具有的应力大、能量密度高、瞬间响应、可靠性高、居里温度高等优点,研制高频微振激振器,利用其在激光焊接过程中改善熔池流动性,达到了优化接头组织,降低接头缺陷敏感性的目的,最终凝练出“高频微振复合激光焊”的创新技术,并将高频微振耦合高能束的学术思想进行拓展,可已顺利完成Ni 基高温合金、不锈钢、铝合金等多种金属材料的焊接以及复合材料的激光熔敷,卢教授这一研究成果为传统激光制造技术提供了新的方向。“高频微振复合激光焊”是激光材料学工艺进步的重要范例,为将该具有示范意义的技术进步一步推广,卢教授将相关科研成果汇总成论文,发表在Journal of Materials Engineering and Performance, Journal of Alloys and Compounds,Applied Surface Science, Materials Research Express等专业期刊,其中《Effect of Vibration Frequency on Microstructure and Properties of Laser-Welded Inconel 718 Nickel-Base Superalloy》、《Microstructure and wear behaviors of WC-Ni coatings fabricated by laser cladding under high frequency micro-vibration》等论文引起广泛学术影响,被我国哈尔滨工业大学、山东大学、中国科学院兰州化学物理研究等多家科研院所以及被多国学者引用。

“执着于理想,纯粹于当下”,在长达十七年的工作中,卢教授始终坚守在科研第一线。多年来,她带领研究团队完成和参与国家自然科学基金、上海市教委项目、上海市自然科学基金、上海市科委地方高校专项基金等多项国家、省市级课题的研究,围绕复杂工艺条件下激光与材料的交互作用,材料力学行为表征,焊接应力和变形控制展开系统的研究,填补了我国在该领域的多项技术空白,也为我国在该领域的研究前沿在国际上占有一席之地做出了重要贡献。

科学研究的成果,与平时精益求精的工匠精神分不开。卢教授在材料学科发展中善于鸟瞰全局、视野超前、目光独到,是一个特别有思想的人,也正是这样一类对自己工作务必热爱并潜心投入的人,引领着科学事业不断前进。

(钱程)

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