挺进新材料研究领域20余载 西工大李贺军团队取得丰硕成果

李贺军教授（通讯员 郭友军 摄）

■记者姜泓

创建国内最早的高温抗氧化涂层研究团队；是中国碳/碳复合材料技术快速突破的主力队员；填补我国大型飞机水平安定面作动器摩擦片材料空白……西北工业大学材料学院院长李贺军教授，长期从事碳纤维增强复合材料研究，他和团队的成果已成功支撑了多种高技术武器装备的定型与研制，解决了国家重大战略亟须的多项关键超高温材料应用难题，并且在我国机械、汽车等众多民用领域中也得到了应用，为国防现代化建设和军民融合深度发展作出了突出贡献。不久前，在北京举行的2018最美科技工作者发布仪式上，李贺军作为陕西省唯一入选者站在舞台上，接受这个伟大时代给予科学家的崇高荣誉和赞美。

不惧挑战

踏上碳/碳复合材料研究之路

1991年12月，李贺军以优异的成绩获得哈尔滨工业大学工学博士学位。西工大碳/碳复合材料课题组向他发出邀请。“是继续从事已获得成果的金属塑性成形技术研究，还是迈向碳/碳复合材料这个全新的领域？”著名金属材料与热处理专家、中国工程院院士雷廷权教授提醒李贺军：“碳/碳复合材料要真正派上用场至少需要20年，你要做好心理准备啊。”

碳/碳复合材料是以碳纤维为骨架来增强碳或石墨基体的复合材料。它问世于20世纪50年代末，是先进空天飞行器动力系统不可或缺的战略性材料，是国家发展尖端武器装备所必需的超高温材料。“其关键技术一直被西方国家严密封锁，而20世纪90年代初西工大在该材料的研究方面尚处在起步阶段。”李贺军说。

一心想要做点新东西的李贺军，毅然选择了碳/碳复合材料研究领域，踏上这个未知的旅程，注定他要走一条漫长而艰辛的探索之路，也正是这个决定，将他个人的前途命运与国防安全紧密联系在一起。

来到西工大材料科学与工程博士后流动站，李贺军发现，碳/碳复合材料领域与自己过去研究的塑性加工是完全不一样的专业。他心急如焚，一头扎进图书馆，如饥似渴地学习。一段时间的潜心苦读，让李贺军深刻感受到碳/碳复合材料的神奇。

不久，他提出将压力加工的方法用于碳/碳复合材料制备的思路，申请到国防基金等项目，推动了当时处于发展初期的西工大碳/碳复合材料研究。

自主创新

突破碳/碳复合材料领域难题

碳/碳复合材料高于一定温度便开始氧化，严重制约了该材料在高温极端环境下的可靠应用。因此，超高温长寿命涂层理论创新与技术突破，是国际公认的该领域亟待解决的挑战性难题。

20世纪90年代中期，李贺军给西方某高水平研究机构写信，希望与该实验室联合培养博士生。他很快收到这样的回复：“这个方向，我们不与中国人合作。”这样的拒绝深深刺痛了李贺军，“碳/碳复合材料研究必须走自己的路、走创新之路。”

为寻求突破，他带领研究生夜以继日致力于抗氧化碳/碳复合材料的探索，常常通宵达旦地讨论研究，废寝忘食地测试分析，坚持不懈地反复试验。“没有节假日和休息日，每天工作十三四个小时，每天到深夜12点以后方能休息”，成了李贺军的作息常态。一次开会路上，因下雨地滑，他不慎摔倒造成骨折，但他依然每天趴在家里的床上坚持工作，听取研究生汇报实验进展，指导学生做科研，丝毫未耽误研究任务。

到“十二五”末，碳/碳复合材料抗氧化涂层的研究已从先前使用温度1400摄氏度、防护时间30小时提高到1600摄氏度、防护时间900小时，实现了国内碳/碳复合材料抗氧化研究的大飞跃。该技术达到国际领先水平，填补了国内空白，为中国在世界碳/碳复合材料研究领域赢得了声誉和地位。同时，他们研发的这种高性能碳/碳复合材料系列低成本制备新技术，实现了该材料由航空航天战略性武器应用向兵器常规战术武器应用的突破，已在国防重点领域内多个型号装备中应用，为相关国防高技术武器装备的效能提升提供了重要支撑。

成果丰硕

引领碳/碳复合材料应用新技术

碳/碳复合材料成本高、制备周期长、性能不稳定等问题成为制约其在航空航天领域广泛使用的瓶颈，其关键技术一直被西方国家严密封锁。李贺军教授带领团队经过多年艰苦攻关，在理论和工程应用方面获得了一系列创新性成果：开发了超高压浸渍碳化、限域变温化学气相沉积、乙醇热解等多种新型高效低成本致密化工艺，大大缩短了碳/碳复合材料的致密化周期，使该材料成本得到大幅度降低。发明了石墨微晶插层和中间相沥青碳过渡层改性界面专利技术，结合预制体结构优化、基体组织控制、原位生长碳纳米管增强等方面的研究成果，制备出具有较高室温和高温力学性能的碳/碳复合材料。发明了碳/碳复合材料复杂构件的近净成形方法，解决了大型、薄壁、尖锐复杂构件的成形难题，成功研制出带内凹台内锥体、螺旋管等多种复杂异形件，填补了国内空白。发现了“二次界面”、“界面感应相”和“循环加载强化”等规律，为高性能碳/碳复合材料的制备提供了理论支撑。

此外，针对我国纸基摩擦片和制动带全部依赖进口的现状，李贺军团队开辟了汽车离合器用纸基摩擦材料的研究，发明了废料可再利用的碳纤维增强纸基摩擦材料绿色制造技术，成功研制5大类20余种湿式摩擦材料产品，使原材料利用率从30%-40%提高至85%，成本降低30%以上，已实现成果转化。

李贺军带领团队在碳/碳复合材料及纸基摩擦材料领域形成了理论创新、技术突破、型号应用的持续发展链，成果已用于航天、航空和武器装备领域中的关键部件，满足了多项国家需求，并且在我国机械、冶金、汽车等众多民用领域中也得到了广泛应用。

近年来，李贺军团队在国际知名期刊发表学术论文300余篇，申请发明专利70余项，获授权发明专利50余项；省部级以上科技奖励12项；李贺军成为国内碳基复合材料及其抗氧化涂层研究方向的主要学术带头人之一，他的团队也是这一领域成果丰硕的“国家队”。

“未来我们还要面对更多的挑战，期待我们的研究能解决我国下一代航天航空发动机热端部件问题。”李贺军自信地说：“树立目标，勇于超越，国家亟须的下一代高尖端装备面临的材料难题就一定会被攻克。”

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