从辽宁营口盖平县走出来的工程院院士、著名的航空材料专家宫声凯
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辽宁省盖平县,现为盖州市,它位于辽东半岛西北部,渤海辽东湾畔,毗邻营口港鲅鱼圈港区,拥有仙人岛港,是东北亚最近的出海口,由营口市代管。
盖州历史悠久,拥有四千年的人类活动史和两千年建城史。早在汉代,这里就是商贾云集的辽东重镇。清代中叶, 盖州更是成为东北的“财货通衢”,“名闻八闽,声达三江”。
历史上,盖州地区经历了多次政权更迭和战争洗礼,如秦代对辽东的征服、唐代收复辽东的战争等。
盖州的文化历史深邃,人文资源丰厚。六百多年前的古城墙、钟鼓楼、玄贞观等古迹至今保存完好,见证了盖州的历史变迁和文化传承。
盖州的辽剧、皮影、高跷秧歌、风筝、动态花灯等非物质文化遗产,风姿绰约、尽展魅力。
就在这样一个历史悠久、文化底蕴深厚、自然资源丰富的辽宁省营口市盖平县,却走出来了一位中国工程院院士、我国著名的航空发动机材料专家宫声凯。
宫声凯,1956年7月19日出生于辽宁省营口市盖平县,1974年—1978年,在辽宁省盖县安平公社工作。
1978年,宫声凯考入东北工学院(现东北大学)物理冶金专业本科,1982年毕业并获得学士学位。
1983年,宫声凯赴日本东京工业大学物理冶金专业攻读硕士研究生,1985年毕业并获得硕士学位后,又在该校该专业攻读博士研究生,1988年毕业并获得博士学位后,在中国驻日本大使馆教育处工作。
1988年,宫声凯回国在清华大学材料系从事博士后研究工作。1991年,开始担任日本(株)诚电社海外事业部副部长。
1994年,宫声凯回国开始先后担任北京航空航天大学材料科学与工程学院副教授、教授、院长。2019年11月,当选中国工程院院士,隶属于化工、冶金与材料工程学部。
宫声凯院士是我国著名的航空发动机高温金属结构材料与热障涂层专家,主要从事航空发动机高压涡轮叶片材料的研究工作。下面就简单地介绍一下宫声凯院士在上述领域所取得的研究成果。
宫声凯院士在新型金属间化合物基合金与单晶叶片方面所取得的研究成果
从专业角度来看,新型金属间化合物基合金与单晶叶片,在航空发动机领域有着卓越的应用前景。
尤其Ni3Al基单晶合金,凭借其低密度、高强度及良好的高温稳定性,成为提升发动机性能的关键材料。
而超气冷单晶叶片,则通过优化冷却效果,进一步增强叶片的耐热性和耐久性。
可见上述这些材料的应用,不仅减轻了发动机重量,提高了燃油效率,还推动了航空发动机向更高温度、更高性能方向发展,是航空工业技术创新的重要里程碑。
针对第三代、第四代Ni基单晶高温合金密度高、成本高、高温蠕变强度退化等问题,宫声凯院士率领的研究团队成功研发出一种低密度、低成本、高强度Ni3Al基单晶合金IC21。
这种合金在1100℃下的抗拉强度和屈服强度分别达到490MPa和470MPa,并具有良好的高温组织稳定性和抗高温氧化性。
此外,宫声凯院士团队还成功研制出超气冷单晶叶片,由于超气冷单晶叶片的制造涉及复杂的技术和工艺,包括取向生长控制、双层壁单晶叶片制备等关键技术,因此,这一成果对于提升航空发动机的性能和效率具有重要意义。
由此可见,宫声凯院士团队在新型金属间化合物基合金和单晶叶片方面的研究成果,为我国新一代高性能航空发动机的研制提供了重要支撑。
这些新型材料的应用有望显著提高我国航空发动机的工作性能,推动我国航空技术的进一步发展。
综上所述,宫声凯院士在新型金属间化合物基合金与单晶叶片方面取得了显著的研究成果,为我国航空发动机技术的发展做出了重要贡献。
宫声凯院士在热障涂层材料技术与设备方面的研究成果
首先,宫声凯院士团队成功研发出长寿命和超高温热障涂层材料,这种材料显著提升了热障涂层的耐高温性能和使用寿命,而且这些涂层材料在极端高温环境下表现出色,有效保护了航空发动机等关键部件免受高温 损害。
其次,宫声凯院士团队还研制成功新型电子束物理气相沉积(EB-PVD)涂层设备。该设备具有高精度、高效率的特点,为热障涂层的制备提供了强有力的技术支持。这一设备的成功研制,使得热障涂层的生产更加稳定可靠,推动了热障涂层技术的广泛应用。
尤其值得一提的是,宫声凯院士团队还另辟蹊径,开发出铈酸镧作为热障涂层的新型材料。该材料在室温至1500℃温度区间无相变,热传导系数低,约为YSZ的1/3左右,具有非常广阔的应用前景。
在此基础上,宫声凯院士团队研制出了耐1300℃以上高温的新型超高温热障涂层LC,实现了1300℃级别超高温热障涂层在先进航空发动机上的应用,达到了国际领先水平。
最后,宫声凯院士团队还在热障涂层中添加了少量稀土发光元素,开发出智能热障涂层(STBC)。
这种涂层在实现隔热功能的同时,还能作为温度传感器实时监测航空发动机热端部件的表面温度和内部温度梯度,为发动机的安全运行提供了重要保障。
综上所述,宫声凯院士在热障涂层材料技术与设备方面的研究成果丰硕,为我国航空发动机等关键部件的耐高温保护提供了重要技术支持。
总结:从历史悠久、文化底蕴深厚、自然资源丰富的辽宁省营口市盖平县走出来的中国工程院院士宫声凯,是我国著名的航空发动机材料专家。
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