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董紹明（左一）現場指導。  中科院上海硅酸鹽所供圖

董紹明是中國工程院院士、中國科學院上海硅酸鹽研究所學術委員會主任，自從20年前在法國接觸陶瓷基復合材料那一刻起，就與之結下了不解之緣。回國后，他帶領團隊突破設備、技術等重重封鎖，克服資金、場地短缺等重重困難，為我國新一代空間動力系統、高分辨率空間遙感和新型飛行器研制關鍵技術實現自主可控作出了巨大貢獻。

近日，董紹明榮獲“全國先進工作者”稱號。無數榮譽紛至沓來，但董紹明初心未改，立志將陶瓷基復合材料的作用發揮到極致，為我國擁有更大“空間”繼續貢獻力量。

“這是一類大有前途的材料”

陶瓷是人類重要的生產生活資料，發祥于中國，是中華民族智慧的象征。有別于日常生活使用的盆盆罐罐等傳統陶瓷，高性能結構陶瓷在航空航天、交通運輸、新能源等現代高科技中占有舉足輕重的地位。

高性能結構陶瓷具有耐高溫、高硬度、耐腐蝕、耐磨損等優點，但同時也有致命缺點，那就是脆性大，用力學語言描述就是韌性低。“一旦發生破壞便是災難性的，應用可靠性差，從而在一定程度上限制了其廣泛應用。”董紹明說。

1998年，董紹明以高級訪問學者的身份前往法國波爾多大學熱結構復合材料實驗室開展研究工作，在那里期間，他正式接觸到陶瓷基復合材料。它輕、剛、韌，還耐高溫、抗腐蝕，即保持了陶瓷的優點，又克服了陶瓷致命的脆性。“我當即就意識到這是一類大有前景的材料。”董紹明告訴《中國科學報》。

“思覺敏銳，入木三分”，這是身邊人員對董紹明的印象之一。對科研的敏銳直覺一直伴隨著董紹明。

在法國訪問期間，有兩件事深深觸動了董紹明。一是法國陣風戰斗機的發動機已經開始應用陶瓷基復合材料尾噴管。二是他正好趕上世界上第一個“少級數、大直徑”的大型運載火箭阿麗亞娜5型運載火箭第三次發射成功，并正式投入商用。因董紹明的工作非常出色，他應邀一同觀看了火箭發射，而該運載火箭上面級關鍵發動機-艾斯塔斯發動機就用了陶瓷基復合材料噴管擴張段。

同時，董紹明也體會到歐洲國家對創新研究的尊重。那時，科技界普遍認為直徑10微米左右的碳化硅陶瓷纖維的成分是均一的。但董紹明并不這么認為，就此開展了深入細致的研究工作并引起了高度重視。當歐洲動力公司及波爾多大學等單位的科技人員聽了他的報告后，其打破常規認知的觀點引起了不尋常的反響，全體起立鼓掌。

隨后，董紹明又到日本京都大學先進能源研究所訪問兩年半。在這期間，他發展出獨特的陶瓷基復合材料納米浸滲瞬態低共熔相燒結制備技術路線，研制成功高致密高純度的碳化硅纖維增強碳化硅陶瓷基復合材料，為這類材料在核能領域應用奠定了基礎。

2002年，董紹明回到上海硅酸鹽研究所時，陶瓷基復合材料這顆種子已經在他心里生了根。

但因當時被江東亮院士委以大尺寸輕量化碳化硅光學部件的研制重任，董紹明就申請晚上值班完成這些任務，白天專心研究陶瓷基復合材料。經過幾年的刻苦攻關，第一件大尺寸光學部件終于研制成功并獲得應用。

之后，董紹明決定離開條件優渥的原課題組，另辟陶瓷基復合材料研究方向，全身心開展該領域的研究工作。

慢慢地，董紹明在上海硅酸鹽研究所建立了一個全新的學科方向。

“Nothing is everything”

“一窮二白”，董紹明形容他剛開展陶瓷基復合材料研究的狀況。“當時完全不具備做陶瓷基復合材料的條件，但因為看到了它的應用前景，只能想辦法利用現有的條件去做。”他回憶道。

因為沒有專用的陶瓷基復合材料實驗室，也沒有自己的設備，董紹明只能利用白天的時間，端著盤子來回穿梭于各個實驗室，“東找一個設備，西找一個設備做一做”。一來二去，大家都知道端著盤子走來走去的人就是董老師。

不僅沒有實驗室和設備，也缺少經費的支持。“有時一年也申請不到一個項目。”董紹明說。

2003年，董紹明向研究所申請了一個120多平方米的實驗室。說是實驗室，但很長一段時間就是用幾堵墻圍起來的一塊空地。當年年底，一位日本學者來上海硅酸鹽研究所訪問交流，董紹明幽默地告訴他自己有了實驗室。兩人來到了那片董紹明稱之為實驗室的空地，這位學者左顧右盼，什么也沒有，驚訝的眼神隨即看向董紹明。

“There is nothing.”董紹明說。

“Nothing is everything.”這位日本友人的回復讓董紹明銘記在心，并時刻鼓勵自己，“一切都會有的”。

2006年，董紹明團隊首次接到國家重大科研任務。重要的是，他們有了目標，也就有了動力。

隨著設備的增多，只有120多平方米實驗室的空間開始變小。這一次，董紹明在研究所的嘉定園區借到了別人暫時不用的幾間實驗室，但放進設備之后，辦公的地方就沒有了。“到走廊里去辦公”，董紹明提議。

艱辛的環境，讓董紹明的團隊成員永遠忘不了。董紹明回憶，夏天異常炎熱又沒有空調，再加之樓上做晶體研究，多臺晶體爐運行把樓板烤到近40度。冬天同樣不好受，穿堂風把幾個人吹到流鼻涕、發燒。但因為任務特殊而不得延誤，必須嚴格按照時間節點交付，幾個人只能繼續工作。

“我們經常早晨結束了，稍微打個盹兒，然后又開起設備繼續干。”團隊成員張翔宇研究員記得，有一次三天三夜沒怎么合眼，一直在現場盯著。

再苦再累，他們堅持下來了。從小項目做起，做別人不愿意做的事；從細節做起，做別人做不了的事。

心里有一只無形的推手

“我們任何時候都把科研放在第一位，大家都是一股勁地拼。”董紹明說。最后，他們拼出了滿意的結果。

近20年來，董紹明帶領團隊攻堅克難，白手起家，從無到有，從最初“一個司令一個兵”到組建起70余人的大型科研團隊，建成占地面積達6000余平方米的陶瓷基復合材料研制平臺，實現了從基礎研究到產品研制、再到工程應用的全線貫通。

他們發明高結構穩定陶瓷基復合材料，在溫度變化和受力的情況下接近零變形，開創了我國空間相機支撐結構材料新體系，為相機裝上了“紋絲不動的支架”，力助我國衛星分辨率首次跨入亞米級；

建立基于原位反應的陶瓷基復合材料制備技術，實現了高性能耐（超）高溫陶瓷基復合材料的低成本制備和工程化，材料最高可以承受2000°C的高溫，應用于我國新一代空間動力系統和新型飛行器；

發展構件整體結構設計理念，開辟了我國具有自主知識產權的大型復雜結構陶瓷基復合材料整體構件技術路線，大幅提升構件的應用可靠性。

……

如今，董紹明擁有3項國家技術發明二等獎和全國“杰出工程師獎”、“全國創新爭先獎”、美國陶瓷協會“Golbal Star Award”等10余項科技獎勵和個人榮譽，日前又獲得“全國先進工作者”稱號。

過硬的材料性能和高效的研制速度，造就了董紹明團隊的美譽，一項項重要國家重要任務接踵而至。“只要任務一來，責任感和使命感也就來了，心里總有一只無形的推手一直推著我往前走。”董紹明說。而那只無形的推手就是國家需求，“還要繼續奮斗”。

參考資料

[1] 中國科學報，董紹明：“只能成功，不能失敗”