航空發(fā)動機作為飛行器的核心蝌戒，被譽為現(xiàn)代工業(yè)的“皇冠”。航空發(fā)動機中，渦輪葉片由于處于溫度最高嫁料、應(yīng)力最復(fù)雜、環(huán)境最惡劣的部位而被列為第一關(guān)鍵件昆淡，被譽為“皇冠上的明珠”锰瘸。

我國在大飛機制造技術(shù)上與西方發(fā)達國家仍存在較大差距，重大瓶頸問題就是發(fā)動機的推力嚴重不足昂灵。為提高發(fā)動機推力避凝，就需要發(fā)動機的渦輪葉片具有更高的承溫能力。

因此眨补，國外大推力航空發(fā)動機全都采用單晶高溫合金葉片管削。而在我國，由于單晶高溫合金葉片制造技術(shù)的落后撑螺，大推力航空發(fā)動機只能采用定向柱晶葉片含思，從而導(dǎo)致發(fā)動機的動力、壽命與可靠性嚴重不足甘晤。顯然含潘，單晶高溫合金葉片制造技術(shù)的突破將成為我國大飛機制造發(fā)展的關(guān)鍵。

單晶高溫合金葉片制造的技術(shù)難題线婚，主要難在哪里遏弱？一是單晶葉片的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜盆均，內(nèi)部有精細的風(fēng)冷通道需要鑄造成形，這導(dǎo)致葉片鑄造時會出現(xiàn)很多結(jié)構(gòu)性缺陷差齐；二是單晶葉片制造過程中會出現(xiàn)雜晶依堆、小角晶界、取向偏離气弥、再結(jié)晶驮荚、型殼反應(yīng)、表面疏松故厕、熱裂紋等多種不同類型的冶金缺陷适唆，每種缺陷的產(chǎn)生都可以造成高溫合金葉片的報廢，導(dǎo)致其合格率很低萧揩。

針對這些技術(shù)難題榛娶，周亦胄帶領(lǐng)團隊系統(tǒng)開展了雜晶、小角晶界泊鹿、取向偏離堰漾、再結(jié)晶、型殼反應(yīng)蒙棱、表面疏松就餐、熱裂紋等缺陷形成機制的基礎(chǔ)研究，他堅持深入一線進行模具設(shè)計故觅、蠟?zāi)＝M合厂庇、鑄造實驗、樣品制備以及觀察分析输吏。完成實驗室研究工作后权旷，他又帶領(lǐng)科研團隊到發(fā)動機葉片制造廠進行生產(chǎn)性驗證。

周亦胄團隊根據(jù)單晶葉片凝固缺陷的形成機制提出了多項工程上行之有效的凝固缺陷控制措施贯溅，形成了一套單晶葉片規(guī)闹袈龋化制造的全流程控制技術(shù)，成功研制出多種不同類型的單晶葉片它浅，在現(xiàn)有的工業(yè)基礎(chǔ)條件下實現(xiàn)了單晶葉片制造技術(shù)的突破译柏，為中航工業(yè)發(fā)動機公司、航天科工集團公司等新型發(fā)動機的研制提供了葉片保障姐霍。

其中一項標志性成果就是采用我國新型的第二代單晶高溫合金DD405成功鑄造出了中航工業(yè)新型航空發(fā)動機中的高壓渦輪轉(zhuǎn)子單晶葉片鄙麦。該葉片在發(fā)動機試車考核中表現(xiàn)優(yōu)越，標志著我國在復(fù)雜結(jié)構(gòu)單晶葉片制造技術(shù)上取得了重要進展镊折。此外胯府，多項單晶葉片鑄造技術(shù)還以技術(shù)轉(zhuǎn)移的方式推廣到了中航工業(yè)沈陽黎明航空發(fā)動機集團公司，顯著促進了我國單晶高溫合金葉片鑄造技術(shù)的進步。

變廢為寶：實現(xiàn)稀貴金屬再生循環(huán)利用

在高溫合金葉片鑄造過程中雨冒，需要通過澆道與冒口設(shè)置來保證葉片中不出現(xiàn)凝固缺陷。由于鑄造后澆道與冒口內(nèi)的高溫合金不允許在航空發(fā)動機零部件制造中重復(fù)使用累变，因此扛浸，高溫合金葉片鑄造過程中產(chǎn)生出的廢料常高達總用料的70%。單晶高溫合金材料的基體為鎳元素囊弥，其中含有錸濒陈、鉭、鎢姚库、鉬嘶遏、鈷等多種稀有貴重金屬。

以錸為例被紊，作為一種重要的戰(zhàn)略稀缺金屬宰爆，錸在世界范圍內(nèi)儲量不足1萬噸，而我國的保有儲量僅為200余噸丝仿，價格約為3萬元/千克蟆豫，這使含錸單晶高溫合金材料的價格非常昂貴。如：含3wt.%錸的第二代單晶高溫合金價格為200萬元/噸懒闷，含6wt.%錸的第三代單晶高溫合金價格達到約300萬元/噸十减。

目前，我國已開始大量采用第二代單晶高溫合金制造航空航天發(fā)動機單晶葉片愤估，在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生出大量含錸高溫合金廢料帮辟。由于缺少相關(guān)分離提取技術(shù)，使得合金廢料中錸玩焰、鉭由驹、鎢、鉬震捣、鈷等高價值元素只能被當(dāng)作鎳來對待荔棉，造成了極大的資源浪費和經(jīng)濟損失。

針對這一難題蒿赢，周亦胄進行了深入思考：能否從廢料的回收再利用方面尋找突破口润樱，減少巨大的資源浪費和經(jīng)濟損失，實現(xiàn)先進單晶葉片制造的長期可持續(xù)發(fā)展羡棵？由于國外對相關(guān)研究成果和技術(shù)方案的封鎖壹若，要研究高溫合金廢料中回收稀貴金屬的技術(shù)，幾乎是從零開始鹤莹。

周亦胄迎難而上绰蚁，著手在金屬研究所組建稀貴金屬資源再生循環(huán)利用實驗室。為確定技術(shù)路線，他奔波于全國各地找資源循環(huán)利用專家進行討論嘁汞，分析各種回收處理高溫合金廢料方法的可行性呕漾。

經(jīng)過反復(fù)論證，周亦胄最終確定了采用電化學(xué)溶解法多步分離提取高溫合金廢料中稀貴金屬元素的技術(shù)路線凰侈。隨后锋力，他組織起一支具有電化學(xué)腐蝕與化學(xué)分離提取研究背景的科研隊伍，探索了高溫合金廢料電化學(xué)溶解郎丰、沉淀分離吩饶、萃取分離、離子交換分離洛惹、金屬化合物重結(jié)晶提純唯乃、金屬化合物氣體還原、金屬粉末熱壓燒結(jié)等環(huán)節(jié)中的關(guān)鍵科學(xué)與技術(shù)問題奋构。

經(jīng)過反復(fù)實驗壳影，周亦胄研究團隊建立起了從高溫合金廢料中分離回收稀貴金屬元素的技術(shù)路線，實現(xiàn)了從高溫合金廢料中分離回收錸声怔、鉭态贤、鎢、鉬醋火、鈷等稀貴金屬元素的目標悠汽，填補了國內(nèi)的技術(shù)空白，并形成了與之配套的高溫合金低成本制造技術(shù)芥驳，該技術(shù)可使第二柿冲、三代單晶高溫合金的制造成本顯著降低。

談到取得多項突破性科研成果的成功經(jīng)驗兆旬，周亦胄說：“科研工作者必須具備兩方面能力：一是要把國家需求和研究方向密切結(jié)合假抄，圍繞國家需求推動和促進專業(yè)領(lǐng)域發(fā)展。二是要有不息探索的執(zhí)著和鍥而不舍的精神丽猬。一項成功的研究成果背后可能隱藏著上百次甚至上千次的失敗宿饱，只有鍥而不舍的執(zhí)著精神才能帶領(lǐng)我們走出失敗，走向成功脚祟∝ご担”

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