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王光祖,男,教授級(jí)高工,江西波陽(yáng)人,1956年畢業(yè)于武漢大學(xué)化學(xué)系。我國(guó)著名超硬材料專家,享受國(guó)務(wù)院特殊津貼。中國(guó)第一顆人造金剛石研制者之一,是中國(guó)六面頂合成壓機(jī)合成工藝(人造金剛石中間試驗(yàn)課題)的主要負(fù)責(zé)人,創(chuàng)造性地解決了該類型壓機(jī)的“超高溫、超高壓”密封問題,是中國(guó)人造金剛石工業(yè)化生產(chǎn)的主要參加者,是中國(guó)人造金剛石工業(yè)從無(wú)到有,從小到大的參與者和見證人。
1978年分別獲全國(guó)科學(xué)大會(huì)和河南科學(xué)大會(huì)獎(jiǎng);1988年機(jī)械電子工業(yè)部科技進(jìn)步一等獎(jiǎng);先后完成部級(jí)重點(diǎn)課題8項(xiàng)。1989年國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。主要專著有《超硬材料制造工藝學(xué)》,《超硬材料》;《立方氮化硼合成與應(yīng)用》,《金剛石合成系統(tǒng)工程問與答》,《人造金剛石探秘—王光祖論文集》等。主編《超硬材料譯文集》共11集,近百萬(wàn)字。
金剛石,俗稱“工業(yè)牙齒”,石墨的同素異形體,也是常見的鉆石的原身。高溫、高壓下,石墨結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生有序轉(zhuǎn)化,形成人造金剛石。
如今,人造金剛石憑借其卓越的性能,成為推動(dòng)各行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵力量。從航空航天到國(guó)防軍工,從高檔數(shù)控機(jī)床到芯片制造,從汽車工業(yè)到石油與天然氣鉆井,再到地質(zhì)勘探等眾多領(lǐng)域,人造金剛石都發(fā)揮著不可替代的作用。
臨危受命,突破封鎖
時(shí)間回溯到20世紀(jì)50年代,新中國(guó)剛剛成立,百?gòu)U待興,工業(yè)發(fā)展急需大量的金剛石。然而,當(dāng)時(shí)面對(duì)國(guó)外的技術(shù)封鎖,國(guó)家果斷決策,將人造金剛石研制項(xiàng)目列為重點(diǎn)科研任務(wù),王光祖臨危受命,投身到這場(chǎng)沒有硝煙的“戰(zhàn)斗”中。
1960年10月,代號(hào)為“121”的保密級(jí)研究任務(wù)正式下達(dá),王光祖所在的鄭州磨料磨具磨削研究所承擔(dān)起了整套工藝試驗(yàn)與產(chǎn)品的鑒定分析工作。這是一項(xiàng)艱巨而光榮的任務(wù),王光祖和他的團(tuán)隊(duì)成員們深知其中的責(zé)任重大。
鄭州三磨所是中國(guó)超硬材料發(fā)源地
在最初的研究階段,資料的匱乏成為了他們最大的阻礙。王光祖和同事們不辭辛勞,頻繁往返于北京圖書館及科學(xué)院情報(bào)研究所,收集有關(guān)金剛石的資料。那時(shí)的文獻(xiàn)大多是英文,他們只能依靠查字典,逐字逐句地研讀,一點(diǎn)一點(diǎn)地啃下這些“硬骨頭”。正是通過(guò)這種艱苦的努力,他們積累了寶貴的理論知識(shí),為后續(xù)的研究工作奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
在確定了理論方向后,王光祖和團(tuán)隊(duì)成員們開始了緊張的實(shí)驗(yàn)研究工作。然而,實(shí)驗(yàn)過(guò)程并非一帆風(fēng)順,他們?cè)庥隽藷o(wú)數(shù)次的失敗。在一次又一次的試驗(yàn)中,王光祖和團(tuán)隊(duì)成員們不斷調(diào)整實(shí)驗(yàn)參數(shù),優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件。他們?cè)诟邷馗邏旱沫h(huán)境下,冒著設(shè)備爆炸的危險(xiǎn),堅(jiān)守在實(shí)驗(yàn)一線。
經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)個(gè)日夜的不懈努力,1963年12月6日晚上,這注定是一個(gè)載入史冊(cè)的時(shí)刻。在一組方案編號(hào)為第32次試驗(yàn)中,合成棒中出現(xiàn)了閃閃發(fā)亮的晶體。當(dāng)王光祖用這顆晶體刻劃玻璃時(shí),那清脆的吱吱聲仿佛是勝利的樂章,在實(shí)驗(yàn)室中回蕩。這一刻,王光祖和他的團(tuán)隊(duì)成員們激動(dòng)得熱淚盈眶,他們知道,自己的努力終于得到了回報(bào),中國(guó)第一顆人造金剛石研制成功了!
持續(xù)創(chuàng)新,攻克難關(guān)
1965年,王光祖所在的團(tuán)隊(duì)面臨著將人造金剛石技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室推向工業(yè)化生產(chǎn)的艱巨任務(wù)。在當(dāng)時(shí),國(guó)外的兩面頂壓機(jī)技術(shù)雖然成熟,但并不適合我國(guó)的國(guó)情。為了實(shí)現(xiàn)人造金剛石的產(chǎn)業(yè)化,王光祖和同事們決定另辟蹊徑,研發(fā)一種更適合我國(guó)生產(chǎn)需求的設(shè)備。
他們將目光投向了六面頂壓機(jī)。這種壓機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、成本較低等優(yōu)點(diǎn),更適合我國(guó)當(dāng)時(shí)的工業(yè)基礎(chǔ)和生產(chǎn)條件。然而,研發(fā)六面頂壓機(jī)并非易事。
于是,王光祖帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開始自主創(chuàng)新,從材料選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)到加工工藝,每一個(gè)環(huán)節(jié)都進(jìn)行了深入的研究和反復(fù)的試驗(yàn)。
在研發(fā)過(guò)程中,王光祖和團(tuán)隊(duì)成員們經(jīng)常在實(shí)驗(yàn)室里一待就是一整天,甚至連吃飯和休息的時(shí)間都顧不上。他們?nèi)硇牡赝度氲焦ぷ髦,不放過(guò)任何一個(gè)可能影響密封性能的細(xì)節(jié)。有時(shí),為了驗(yàn)證一個(gè)新的設(shè)計(jì)方案,他們需要連續(xù)進(jìn)行多次試驗(yàn),直到得到滿意的結(jié)果為止。
經(jīng)過(guò)數(shù)月的艱苦努力,他們終于成功研發(fā)出了中國(guó)第一臺(tái)鉸鏈?zhǔn)搅骓攭簷C(jī)。這臺(tái)壓機(jī)的誕生,標(biāo)志著我國(guó)人造金剛石技術(shù)實(shí)現(xiàn)了從實(shí)驗(yàn)室到工業(yè)化生產(chǎn)的重大跨越。1965年11月,在這臺(tái)型號(hào)為DS-023的鉸鏈?zhǔn)搅骓攭簷C(jī)上,成功合成出了人造金剛石,當(dāng)年產(chǎn)量即達(dá)到10000克拉!
中國(guó)第一臺(tái)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的鉸鏈?zhǔn)搅骓攭簷C(jī)
圖源:國(guó)機(jī)集團(tuán)
產(chǎn)業(yè)騰飛,引領(lǐng)世界
王光祖及其團(tuán)隊(duì)的卓越成就,為中國(guó)的人造金剛石產(chǎn)業(yè)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在此后的幾十年里,中國(guó)的人造金剛石產(chǎn)業(yè)如雨后春筍般蓬勃發(fā)展,取得了舉世矚目的成就。
如今,中國(guó)已成為全球人造金剛石的最大生產(chǎn)國(guó),產(chǎn)量占據(jù)了全球總產(chǎn)量的95%以上,河南更是成為了超硬材料大省。鄭州三磨所的高精密超硬材料制品產(chǎn)量穩(wěn)居全國(guó)第一;黃河旋風(fēng)是全球品種最齊全、產(chǎn)業(yè)鏈最完整的超硬材料供應(yīng)商;中南鉆石則是全球最大的工業(yè)金剛石制造商,其產(chǎn)品出口到40多個(gè)國(guó)家和地區(qū)。商丘柘城縣更是被譽(yù)為“鉆石之都”,成為全球最大的金剛石微粉生產(chǎn)基地。
中國(guó)的人造金剛石不僅在產(chǎn)量上占據(jù)優(yōu)勢(shì),在質(zhì)量和技術(shù)水平上也達(dá)到了世界領(lǐng)先地位。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,中國(guó)的人造金剛石在高端領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,如航空航天、國(guó)防軍工、電子信息等行業(yè)。在航空航天領(lǐng)域,人造金剛石刀具被用于加工飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的葉片、起落架等關(guān)鍵部件,提高了加工精度和效率,保證了飛機(jī)的性能和安全。在電子信息領(lǐng)域,人造金剛石被用于制造半導(dǎo)體芯片的切割工具和研磨材料,推動(dòng)了半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展。
中國(guó)的人造金剛石產(chǎn)業(yè)的崛起,不僅改變了全球人造金剛石市場(chǎng)的格局,也為中國(guó)的相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了有力支撐。它帶動(dòng)了超硬材料制品、機(jī)械制造、電子設(shè)備等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,形成了完整的產(chǎn)業(yè)鏈條,創(chuàng)造了大量的就業(yè)機(jī)會(huì),為國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。
不忘初心,展望未來(lái)
王光祖 圖源:新華社
如今,王光祖已至鮐背之年,談起金剛石,談起超硬材料,王光祖滿懷深情地說(shuō):“假定還有來(lái)世的話,我還繼續(xù)搞超硬材料!這句質(zhì)樸的話語(yǔ),飽含著他對(duì)超硬材料事業(yè)的無(wú)限熱愛和執(zhí)著追求。他的一生,都奉獻(xiàn)給了人造金剛石的研發(fā)與推廣,見證了中國(guó)超硬材料行業(yè)從無(wú)到有、從弱到強(qiáng)的偉大歷程。
王光祖,這位中國(guó)人造金剛石的奠基者,用他的智慧和汗水,為我國(guó)的超硬材料事業(yè)立下了不朽的功勛。他的故事,激勵(lì)著無(wú)數(shù)科研工作者為實(shí)現(xiàn)科技強(qiáng)國(guó)的夢(mèng)想而努力奮斗。相信在新一代科研人員的接力下,中國(guó)的超硬材料行業(yè)必將迎來(lái)更加輝煌的明天!
參考來(lái)源:
1.李帥锜等. 大腔體靜高壓技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用.物理
2.新華社:用“愛”成就人造金剛石
3.正觀新聞:一甲子的奮斗:最硬的不是金剛石,而是金剛石人的骨氣鄭州發(fā)改委
4.研磨網(wǎng):國(guó)慶獻(xiàn)禮:王光祖老師為大家講述功勛壓機(jī)的故事
5.鄭州高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)管委會(huì),網(wǎng)絡(luò)公開信息等
(中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/輕言)
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