今年3月份,在第51届日内瓦国际发明展上,上海大学甄强教授团队完成的“动态高温条件下自生长纳米低维相增强长寿命免烧成耐火材料的技术与应用”项目获得该展会金奖。据悉,该展会评委团由院士领衔的80位到100位国际专家组成,从自主创新、实用价值、商业价值等多角度评价技术。 这项技术到底有哪些独特之处,何以获得金奖?带着这份好奇,日前,《中国冶金报》记者采访了该技术的研发团队领衔人——上海大学教授甄强。 “该技术能得到这么多专家的一致青睐,难度可想而知。”甄强说,自该展举办以来,国内外耐火材料领域还没人申报过这个奖项,更别提获奖了。 《中国冶金报》记者:晶须增强技术有哪些核心特点? 甄强:随着钢铁工业向绿色低碳转型,免烧成耐火材料成为新的发展方向。破解行业难题源自创新,依靠三大核心技术,重塑材料的极限性能。一是高温下催化晶须生长形成一维纳米相网络结构,既可强化基质又能减少气孔。二是在动态高温环境下,耐火材料内部自发形成晶须增强梯度结构,适配梯度温度环境,抗热震性能提升8倍以上。三是优化基质组成,让低温物质重构为耐高温化合物,升级耐高温性能。晶须增强技术是一项低碳环保的技术,不仅能解决当下难题,还能服务高温装备,守护高温安全,助力绿色发展。 《中国冶金报》记者:为什么晶须增强技术能在甄强教授团队产生? 甄强:我们搞科研,必须尊重实验结果。如果学生在实验过程中因异常实验失败,再重复还失败,可能会有重大发现。因为试验结果反常识,这说明我们过去的认识有问题。如果性能特别好,也得再一次验证方法。如果可重复验证,我们讨论原因,把原理搞清楚。我们的重大发现——梯度晶须增强材料,就做了多次实验,不是因为结果不一致,而是我们需要进行理论计算,确认晶须是不是起到了增强作用,计算结果、实验结果要能相互支撑。 做科研,不仅要尊重实验,还必须有创新思维。在我们团队,必须做实验,而且有可重复的实验结果。实验没成功也没关系,这说明一定还有很多规律没认识到。早期,晶须增强的耐火材料强度从30兆帕提升到60兆帕,查看微观发现有许多晶须。这个现象是否适合所有的材料?我们采用多种技术验证结果一致,都是原位长出来的,不是外加进去的。 《中国冶金报》记者:据了解,您从事相关技术研究多年,也曾在上海市获奖。请您介绍这项技术研究的背景,取得过哪些成就? 甄强:最初,我们只发现了纳米碳管,长出来碳纳米线,还有碳化硅纳米管。我们发现一些材料的性能提高了将近一倍,查看它的微观结构,晶须形成了网络结构,让材料性能越来越好。既然晶须对提升耐火材料高温性能有好的效果,我们就开始研究,如果这套理论可行的话,能不能再找出更好的晶须? 围绕着这个课题,我们团队开发了10多种材质的晶须,如碳化硅、碳化铝、碳化锆、碳化钽等,还有碳化铝和碳化硅的复合晶须,我们称之为铝硅碳晶须。碳化钽未来准备用在冶炼半导体材料的窑炉,工作温度可达2000摄氏度。