在中科院寧波材料技術(shù)與工程研究所（以下簡稱“中科院寧波材料所”）碳基薄膜與涂層技術(shù)團隊實驗室，通過一臺臺真空鍍膜設備，人們能觀察到神奇的一幕——氬氣經(jīng)過電離發(fā)出了淡紫色的放電輝光。電離的氬氣形成等離子體，再轟擊金、銀等靶材，均勻地沉積到目標物體上，從而使目標物體穿上防腐、耐磨的“護甲”，可實現(xiàn)特殊場景應用?！ ?
這些鍍膜設備由研究員汪愛英帶領(lǐng)團隊自主設計、研制。在不改變物體本身特性的基礎上，真空鍍膜技術(shù)可通過特殊工藝給材料“穿”上一件神奇的“外衣”，賦予其優(yōu)越性能。
圍繞這件神奇“外衣”，汪愛英帶領(lǐng)團隊不斷創(chuàng)新，不但為區(qū)域制造業(yè)企業(yè)解決了不少生產(chǎn)難題，更承擔起“上天入?！钡男聲r代科研使命。“眼下，我們正與國內(nèi)院校一起攻關(guān)涉海航空、深海探測等領(lǐng)域的多個前沿項目。借助真空鍍膜等表面工程新技術(shù)，可以讓特殊環(huán)境下的重大裝備實現(xiàn)安全、長壽命運轉(zhuǎn)。”汪愛英說。 “我要潛心科研，提高本領(lǐng)，努力取得核心技術(shù)突破并實現(xiàn)特色成果應用?！闭劶皦粝耄魫塾⒌恼Z調(diào)溫柔又堅定。
涂層耐高壓耐腐蝕 助力深海探測
深潛設備要實現(xiàn)平穩(wěn)高效運行，離不開液壓泵這個關(guān)鍵動力部件的配合。長時間浸泡在高壓強、高腐蝕性的深水環(huán)境里，金屬材質(zhì)的液壓泵表面難免磨蝕，如何破題？
“我們?yōu)楸皿w開發(fā)了特殊的碳基涂層,不僅能增強泵體的強韌耐磨性能，還有望在不使用額外潤滑介質(zhì)的情況下實現(xiàn)泵的安全高效運行。”汪愛英表示，碳這種元素本身就具有神奇性能，通過碳與相關(guān)金屬元素的優(yōu)化重組，能使區(qū)區(qū)幾個微米厚的涂層兼具強、韌、鈍等均衡性能，助力深海探測?！ ?
傳統(tǒng)深海液壓泵的泵體多使用油脂來潤滑,不夠環(huán)保，而且服役壽命短，無法滿足未來深海空間站15年以上的長駐裝備需求。2018年，已在碳基防護涂層領(lǐng)域鉆研多年的汪愛英團隊成功PK掉一眾同行，“揭榜”中科院重要課題“深海裝備關(guān)鍵部件表面潤滑防護涂層關(guān)鍵技術(shù)”，為深海液壓泵的高效防護提供了新思路?！ ?
這段時間，汪愛英密切關(guān)注著在深海模擬環(huán)境臺架上進行的性能測試?！ ?
“實驗數(shù)據(jù)顯示，我們開發(fā)的涂層在近6000米深的西太平洋海底掛片341天后仍表面完好、無銹蝕?！蓖魫塾⒔榻B道，這項研究一旦投入實際應用，將有助于提升深潛設備的特殊環(huán)境適應能力，助力破解相關(guān)細分領(lǐng)域“卡脖子”難題。
說起這些年的科研故事，汪愛英激情滿滿、語速飛快。聊到關(guān)鍵技術(shù)問題，她還興奮地拿起紙筆科普：鍍膜裝備的結(jié)構(gòu)示意、離子束放電原理、碳元素排列組合……
“表面工程這個學科有點像哈利波特的隱形斗篷、宙斯的盾牌，研究得越多越深，就越覺得神秘，直到今天仍有很多細分領(lǐng)域的技術(shù)難題等待破解?！蓖魫塾⒄f。拿到中科院金屬所的博士學位后，她把研究主方向放在了表面工程重要分支——PVD（物理氣相沉積）表面強化防護涂層上。這個陜西姑娘逐步走上了一條“硬核”科研之路?！ ?
加入中科院寧波材料所之后，在相關(guān)領(lǐng)域已有不少積累的汪愛英帶領(lǐng)團隊承擔了國家自然科學基金等重大科研項目。實驗、答辯、會議……汪愛英的日程表排得很滿?！ ?
“確實很忙，但能夠?qū)⒆陨硭鶎W與國家重大需求結(jié)合起來，還是感覺很滿足的?！蓖魫塾⑿χf?！ ?
沒人教就自己干 研發(fā)高端裝備
工欲善其事，必先利其器。要實現(xiàn)表面工程領(lǐng)域的突破，裝備非常關(guān)鍵?！ ?
以真空鍍膜工藝為例，首先是通過電壓和磁場的作用產(chǎn)生放電等離子體，再通過一系列物理或化學反應，使目標離子均勻沉積到本體材料上。原理不復雜，背后卻是多學科交叉融合的繁復工藝。
“國外高端鍍膜機一臺動輒上千萬元，并且基本上都是定制化生產(chǎn)，一臺裝備只對應一兩種鍍膜工藝。國內(nèi)做鍍膜裝備研發(fā)的團隊更是寥寥無幾。沒人教，那咱們就自己干吧！”面對同伴的猶疑，汪愛英斬釘截鐵?！ ‰姶艌鋈绾畏植迹康入x子體如何控制？怎樣通過提升放電強度來增強涂層的致密性……身為團隊負責人，汪愛英對裝備研發(fā)傾注了大量心血。以深海防護項目為例，相關(guān)部件多為中空復雜腔體。外壁涂層加工相對簡單，可要給這些腔體的內(nèi)壁也覆上均勻、可靠的防護涂層，難度是空前的?！ ?
光線沒有外加作用不會拐彎，類似的輝光弧光等離子體也是一樣的道理。如何才能將放電等離子體引入彎彎繞繞的腔體內(nèi)壁？資料查閱、數(shù)據(jù)推演、討論驗證……經(jīng)過艱苦攻關(guān)，汪愛英和同事們找到了突破口，借助突破性的輔助陽極、外磁場耦合等設計思路，成功解決了難題。
談起這些年自主開發(fā)的一臺臺裝備，汪愛英言語中滿是驕傲：“搞裝備需要群策群力，我們團隊最大的特點就是每個方向的專家都有，學物理的、搞設計的、研究半導體的……我要把每個人的特長都發(fā)揮出來。”
溫和的汪愛英，總是用實際行動為大家作表率，在無形中增強團隊的凝聚力?！肮?jié)假日，汪老師常常來所里加班。再忙，我們每一篇報告、論文她都會仔細修改?！眻F隊成員陳仁德說。
沉下身子接地氣 服務產(chǎn)業(yè)發(fā)展
科研應該為經(jīng)濟社會發(fā)展服務。剛來寧波的時候，汪愛英就在考慮：浙江制造業(yè)比較發(fā)達，怎么把表面工程領(lǐng)域這些研究成果應用起來?！ ?
進企業(yè)、跑展會、參加各種技術(shù)對接活動……汪愛英常常找機會跑產(chǎn)業(yè)一線。天長日久，她有了很深的體會：“科技工作者應該沉下身子、接地氣。”
寧波甬微集團有限公司是一家專門生產(chǎn)空調(diào)壓縮機滑片的民企，老總戰(zhàn)略眼光頗為敏銳?！ ?
“老總坦率地告訴我們，企業(yè)遇到了一個技術(shù)難題?？照{(diào)制冷劑會使壓縮機滑片產(chǎn)生磨損，時間長了就會影響空調(diào)制冷效能。有沒有什么強化防護技術(shù)可以解決難題？我們一聽，這不正是我們擅長的領(lǐng)域嗎？”
汪愛英團隊為甬微開發(fā)了針對壓縮機滑片的碳基復合涂層技術(shù)，打破了細分領(lǐng)域的國外壟斷。為了解涂層滑片的應用情況，汪愛英甚至一路跟去了位于廣東的整機廠，查看臺架測試、分析工作數(shù)據(jù)……功夫不負有心人，2020年，由中科院寧波材料所、寧波甬微聯(lián)合完成的“強韌耐磨碳基復合涂層材料關(guān)鍵技術(shù)與應用”項目獲寧波市科技進步一等獎。短短幾年時間，該創(chuàng)新項目給企業(yè)帶來了數(shù)億元經(jīng)濟效益?！ ?
汽車發(fā)動機關(guān)鍵部件、縫紉機高速運轉(zhuǎn)部件、高精密工模具、輕合金表面強化防護……這幾年，汪愛英團隊讓更多的科研成果從“書架”走上“貨架”，更好地服務于產(chǎn)業(yè)發(fā)展?！ ?
一邊致力于解決涉海裝備關(guān)鍵防護技術(shù)等國家重大需求，一邊為產(chǎn)業(yè)發(fā)展服務。在科研征程中，汪愛英追夢的腳步未曾停歇。
（來源：寧波市科技局）
