北京
來源：科技日報
科技日報記者 張蘊
新型艦船駛向深藍，都必須跨過一道材料關口——減重同時，經受高溫、輻照、腐蝕、阻燃、隱身等多重嚴苛考驗。長期以來，高端艦船復合材料關鍵技術受制于人，部分高性能材料和結構功能一體化構件仍面臨國外技術封鎖。一場面向新型艦船關鍵材料自主可控、破解“卡脖子”難題的科研攻堅戰，在大連理工大學悄然打響。
近日，由中國工程院院士、大連理工大學教授蹇錫高指導的團隊，研制出新一代艦船用結構功能一體化復合材料構件，順利通過第三方檢測和中國腐蝕與塑防護學會評價。相比現役船用鋼，減重超過六成；耐高溫、耐輻照、耐腐蝕、阻燃等綜合性能達標；雷達吸波、紅外低發射率達到應用要求。技術成熟度被評定為5級，具備工程應用條件。
這一成果的落地應用，將有效打破國外長期技術壟斷，補齊我國艦船高端復合材料領域技術短板，為我國新型艦船裝備自主可控、性能升級提供堅實方案，助力國產艦船逐夢深藍。
深藍裝備的“材料之困”
海洋不是坦途。
高鹽霧、高濕熱、強紫外輻射、復雜力學載荷……艦船核心構件要在這樣的極端環境中常年服役。它既要輕量化，為艦船減負、提速、增加有效載荷；又要耐腐蝕、耐高溫、阻燃、抗輻照；還要滿足現代海戰對雷達隱身和紅外隱身的苛刻要求。
“以往國內傳統艦船材料難以兼顧輕量化與多功能、高可靠性需求。”團隊負責人、大連理工大學化工學院博士生鄒佳軒坦言。更嚴峻的是，高性能樹脂基體、結構功能一體化構件、大型構件精密加工等核心技術長期掌握在少數國家手中，我國高端材料配套存在明顯短板，一度遭受國外技術封鎖。
這一關鍵指標，直接影響了新型艦船的迭代升級。設計師在選擇材料時，往往面臨“減重了不防腐，防腐了不隱身”的尷尬，或者不得不依賴進口牌號，存在供應風險和安全隱患。
面對現實困境，在蹇錫高院士指導下，鄒佳軒在課題組多位伙伴的基礎上，組建了涵蓋材料、化工、機械等多個領域的科研攻堅團隊，聚焦新型艦船輕量化、集成化、高安全性發展需求，立志以自主創新破解關鍵材料受制于人的難題。
“量身定制”的攻關之路
與一般新材料研發不同，這支團隊從一開始就堅持“需求牽引、實戰導向”。
自2022年底起，他們圍繞艦船構件在高鹽霧、高濕熱、強紫外、復雜載荷及特殊功能防護場景下的服役需求，持續開展材料體系設計、構件制備和性能驗證。
“我們不是閉門造車。”鄒佳軒說，“只有吃透實際服役環境，才能做出真正管用的材料。”
研發伊始，擺在團隊面前的，是艦船復合材料研發領域公認的“硬骨頭”——輕量化、高性能與隱身性能，這三者如同難以調和的矛盾體，極難在材料中實現完美兼容。
初期的探索充滿了試錯陣痛，團隊一度陷入“單項拔尖、整體失衡”的泥沼：追求極致輕量化的配方，往往扛不住高鹽霧環境的侵蝕，極易老化開裂；而兼顧耐腐蝕、阻燃與抗輻照的材料，又因密度過大而無法達到減重指標；即便力學強度勉強達標，雷達吸波與紅外隱身等關鍵功能卻常常“掉鏈子”。
面對這一核心瓶頸，團隊摒棄傳統單一改性思路，選擇了一條更為艱難的破局之路：從零開始重構高分子材料的分子結構體系。他們像精密的手術刀一般，逐一調整樹脂基體的配比，優化增強材料的排布方式，并不斷改良構件的成型工藝。
歷經上千種材料配方的反復淬煉，推翻十余套不成熟的方案，淘汰數十種適配性不佳的組合……團隊撥開迷霧，研制出全面滿足嚴苛性能標準的新一代艦船用結構功能一體化復合材料構件，為大國重器披上了堅不可摧的“隱形鎧甲”。
“這一成果的落地，將有效打破國外長期技術壟斷，補齊我國艦船高端復合材料領域的技術短板。”蹇錫高院士表示。
“下一步，我們要全力推進新材料的艦船實景應用與工程驗證。”鄒佳軒介紹，團隊將持續深化技術迭代，加速產學研用深度融合。從“受制于人”到“自主可控”，大連理工大學科研團隊用自主創新為國產艦船逐夢深藍筑牢關鍵材料根基。
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