近日，中國(guó)建筑材料聯(lián)合會(huì)評(píng)選出建材行業(yè)2021年度“十大科技突破領(lǐng)軍人物”，中國(guó)建材總院所屬國(guó)檢集團(tuán)萬(wàn)德田獲此殊榮。為更好地樹(shù)立科技創(chuàng)新典范，弘揚(yáng)科技創(chuàng)新精神，《中國(guó)建材雜志》社記者走近中國(guó)建材總院，多角度報(bào)道了萬(wàn)德田背后的生動(dòng)故事，小料帶你去看全文。
人物
最美科研先鋒 | 建材行業(yè)十大科技突破領(lǐng)軍人物萬(wàn)德田：不忘初心 方得始終
來(lái)源：《中國(guó)建材雜志》社、國(guó)檢集團(tuán) 發(fā)布時(shí)間：2022-05-14一種堅(jiān)持和追求，一種專業(yè)和專注
是孜孜不倦，是一絲不茍，是精益求精
是3.8萬(wàn)名科研工程技術(shù)人的工匠精神
他們是中國(guó)建材的最美科研先鋒
他們用熱愛(ài)書寫中國(guó)建材的科技創(chuàng)新故事
去年初夏，記者有幸采訪到了萬(wàn)德田博士，在他小小的辦公室里我們暢談了幾個(gè)小時(shí)，從他的求學(xué)之路、人生經(jīng)歷談到科研成果、未來(lái)展望，回社后查閱了許多相關(guān)材料，寫成了《“好運(yùn)博士”萬(wàn)德田》一文。對(duì)他了解得愈多，愈發(fā)覺(jué)得這是一位純粹、樸實(shí)的科研工作者。
去年底，在中國(guó)建筑材料聯(lián)合會(huì)六屆理事會(huì)二次會(huì)議的現(xiàn)場(chǎng)，記者又一次在大屏幕上見(jiàn)到了他熟悉而親切的面孔——萬(wàn)德田入選建材行業(yè)2021年度“十大科技突破領(lǐng)軍人物”，作為曾經(jīng)采訪過(guò)他的記者既感到驚喜，又覺(jué)得他當(dāng)之無(wú)愧。
說(shuō)來(lái)也巧，提名上的照片又選用了他最常使用的那張，寸頭，嘴角帶著笑意，身著實(shí)驗(yàn)白大褂，領(lǐng)口露出紫色針織衫和干凈但有些發(fā)舊的襯衣領(lǐng)，背景是滿滿當(dāng)當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)器材。這張有些年頭的照片被反復(fù)使用在他過(guò)往的報(bào)道中，這位純粹的科學(xué)家，似乎沒(méi)有太多打造形象的時(shí)間。
小試牛刀 消滅“空中殺手”
2007年，從中國(guó)科學(xué)院金屬研究所研究生畢業(yè)的萬(wàn)德田跟隨導(dǎo)師包亦望進(jìn)入了中國(guó)建筑材料科學(xué)研究總院有限公司（簡(jiǎn)稱“中國(guó)建材總院”），就在進(jìn)入中國(guó)建材總院后的第二年，萬(wàn)德田便開(kāi)啟了人生中第一個(gè)獨(dú)立承擔(dān)的項(xiàng)目《夾層玻璃老化后界面和抗風(fēng)壓殘余強(qiáng)度評(píng)價(jià)技術(shù)》。這一時(shí)期，城市建筑中玻璃幕墻的“老年化”成為了20世紀(jì)的遺留問(wèn)題，玻璃幕墻破碎下墜傷人事件頻發(fā)。如何測(cè)試玻璃幕墻在臺(tái)風(fēng)等極端天氣環(huán)境中出現(xiàn)脫落和墜落的風(fēng)險(xiǎn)，如何讓玻璃幕墻不再成為“空中殺手”成為了萬(wàn)德田科研內(nèi)容中的一項(xiàng)重要任務(wù)。
經(jīng)過(guò)兩年的刻苦鉆研，他建立了夾膠玻璃抗風(fēng)壓失效風(fēng)險(xiǎn)的模型，提出了夾膠玻璃界面強(qiáng)度的測(cè)試方法，并在此基礎(chǔ)上不斷突破革新，經(jīng)過(guò)十年的辛苦努力，2017年由他參與設(shè)計(jì)并完成的《建筑玻璃服役風(fēng)險(xiǎn)檢測(cè)和可靠性評(píng)價(jià)關(guān)鍵技術(shù)與設(shè)備及應(yīng)用》獲得國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。
作為中國(guó)建材總院“新生”的萬(wàn)德田，在玻璃幕墻領(lǐng)域的“小試牛刀”便獲得了巨大突破，這也為萬(wàn)德田在科研領(lǐng)域積累了寶貴的實(shí)操經(jīng)驗(yàn)。
萬(wàn)德田（左）與導(dǎo)師包亦望
突破陶瓷涂層技術(shù) 解決國(guó)際難題
2008年，在導(dǎo)師包亦望的帶領(lǐng)下，萬(wàn)德田開(kāi)始了脆性材料在高溫和超高溫氧化環(huán)境下的材料力學(xué)性能測(cè)試評(píng)價(jià)技術(shù)研究。陶瓷涂層的研發(fā)與應(yīng)用是當(dāng)前先進(jìn)材料結(jié)構(gòu)功能一體化的重要前沿科學(xué)問(wèn)題，其具有耐高溫、耐磨損、耐腐蝕等優(yōu)異特性，被廣泛應(yīng)用于航空航天、石油化工、機(jī)械電子等領(lǐng)域，是重大的國(guó)際需求。陶瓷涂層因缺少涂層物理性能和殘余應(yīng)力的測(cè)試方法及標(biāo)準(zhǔn)，難以為涂層材料的優(yōu)選、涂層構(gòu)件的耐久性和使用壽命評(píng)價(jià)等提供技術(shù)支撐，這也成為了陶瓷涂層技術(shù)發(fā)展的痛點(diǎn)、難點(diǎn)。
在這樣的大背景下，《陶瓷涂層物理性能和殘余應(yīng)力評(píng)價(jià)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用》技術(shù)研究正式立項(xiàng)，萬(wàn)德田成為了該項(xiàng)目的骨干成員，承擔(dān)起了該項(xiàng)目中涂層性能測(cè)試技術(shù)整體研究規(guī)劃及國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化等工作。
此時(shí)國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有相關(guān)的項(xiàng)目和研究，可采納的技術(shù)和資料甚至實(shí)驗(yàn)器材基本為零。如何設(shè)計(jì)陶瓷高溫測(cè)試試驗(yàn)夾具，如何選擇陶瓷應(yīng)力門檻值和作用模式，成為了擺在項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)面前最為急迫的兩大難題。在這樣的背景下，萬(wàn)德田作為項(xiàng)目骨干成員帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)嘗試了無(wú)數(shù)種方法對(duì)界面施加壓力，通過(guò)不斷測(cè)試，成功對(duì)樣品施加壓縮載荷轉(zhuǎn)化為界面均勻拉伸應(yīng)力和均勻剪切應(yīng)力，設(shè)計(jì)出了試驗(yàn)夾具，為進(jìn)一步的研究奠定了基礎(chǔ)。
在項(xiàng)目攻堅(jiān)階段，萬(wàn)德田團(tuán)隊(duì)做了近百次抗疲勞試驗(yàn)，用時(shí)最多的一次實(shí)驗(yàn)耗時(shí)近500個(gè)小時(shí)，終于在世界范圍內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)了從常溫到1400℃陶瓷界面抗疲勞性能的測(cè)試。通過(guò)十多年的不懈努力和刻苦研究，完成了基于相對(duì)法理論的涂層測(cè)試技術(shù)、檢測(cè)設(shè)備、標(biāo)準(zhǔn)化推廣應(yīng)用的系列研究。
《陶瓷涂層物理性能和殘余應(yīng)力評(píng)價(jià)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用》代表性的創(chuàng)新成果包括：為解決服役構(gòu)件的陶瓷涂層殘余應(yīng)力無(wú)法測(cè)試的國(guó)際難題，建立了同溫涂層與異溫涂層的殘余應(yīng)力評(píng)價(jià)方法，研制了世界上首臺(tái)涂層殘余應(yīng)力測(cè)試儀，獲美國(guó)專利US 10222343，制定國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 23458；針對(duì)結(jié)構(gòu)陶瓷常與其他材料粘接后使用的情況，建立了一種評(píng)價(jià)陶瓷粘結(jié)劑拉伸和剪切蠕變的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法，被制定為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO CD 5722；解決了國(guó)內(nèi)外陶瓷涂層在高溫及超高溫環(huán)境下彈性模量測(cè)試難題，提出了高溫脈沖激勵(lì)相對(duì)法測(cè)試涂層從常溫到1500℃范圍內(nèi)的彈性模量，被制定為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 20343；發(fā)明了二次相對(duì)法解決極端環(huán)境變形精密測(cè)量難題，首次測(cè)出陶瓷涂層超高溫（1500℃～2100℃）環(huán)境下彈性模量，被制定為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 21713；先后建立了陶瓷涂層的密度、膨脹系數(shù)和導(dǎo)熱系數(shù)在基體、復(fù)合體和涂層三者之間的解析關(guān)系，受到了國(guó)內(nèi)外專家的認(rèn)可，其中涂層密度和熱膨脹系數(shù)測(cè)試方法被分別制定為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 21714和ISO 23458；解決了涂層與基體界面結(jié)合強(qiáng)度準(zhǔn)確測(cè)量的難題，提出十字交叉法壓縮試驗(yàn)評(píng)價(jià)涂層界面的拉伸強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度，開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)現(xiàn)了陶瓷涂層與基體界面結(jié)合強(qiáng)度的準(zhǔn)確測(cè)量，被制定為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 23114。
據(jù)了解，陶瓷涂層系列新技術(shù)屬國(guó)內(nèi)外首創(chuàng)，陶瓷粘結(jié)劑性能測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)可用于確定陶瓷構(gòu)件拼接接頭的蠕變性能，對(duì)保證構(gòu)件工作的安全性和可靠性具有重要意義，是當(dāng)之無(wú)愧的科技突破項(xiàng)目。
“這個(gè)過(guò)程中讓我印象最為深刻的是涂層彈性模量、熱膨脹系數(shù)及殘余應(yīng)力等幾個(gè)計(jì)算公式的推導(dǎo)，這花了我很大的力氣，”萬(wàn)德田回憶，“這一時(shí)期，辦公室就是我的戰(zhàn)場(chǎng)?！?/p>
項(xiàng)目成果匯報(bào)書上那些短短的公式，凝結(jié)了萬(wàn)德田無(wú)數(shù)個(gè)日夜的心血，正是那一筆筆、一劃劃的反復(fù)驗(yàn)算，才有了這樣的突破。在該項(xiàng)目中，萬(wàn)德田作為項(xiàng)目骨干成員與團(tuán)隊(duì)一起完成了陶瓷涂層高溫及超高溫彈性模量和強(qiáng)度評(píng)價(jià)技術(shù)與裝置的研發(fā)，提出了改進(jìn)十字交叉法評(píng)價(jià)陶瓷涂層界面結(jié)合強(qiáng)度，他是相關(guān)專利的主要完成人之一，國(guó)際及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的主要編制人。萬(wàn)德田主持參與制定的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為試驗(yàn)設(shè)備和各檢測(cè)中心實(shí)驗(yàn)操作提供了良好的指導(dǎo)，提高了陶瓷涂層產(chǎn)品的質(zhì)量檢測(cè)和試驗(yàn)規(guī)范化。此外，萬(wàn)德田還將測(cè)試方法轉(zhuǎn)化為國(guó)際及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，再將標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化為測(cè)試設(shè)備，將檢測(cè)設(shè)備用于方法的提升完善，完成了”方法—標(biāo)準(zhǔn)—檢測(cè)方法”的閉環(huán)，在提升產(chǎn)品品質(zhì)的同時(shí)可帶來(lái)顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
截至目前，該項(xiàng)目獲授權(quán)發(fā)明專利6項(xiàng)，其中美國(guó)專利1項(xiàng)，制定國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)5項(xiàng)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)3項(xiàng)。成果填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)外陶瓷涂層熱物理性能無(wú)技術(shù)、無(wú)設(shè)備、無(wú)標(biāo)準(zhǔn)的空白，提高了我國(guó)自主創(chuàng)新能力，推動(dòng)了涂層測(cè)試評(píng)價(jià)學(xué)科發(fā)展與技術(shù)進(jìn)步，獲2020年度建筑材料科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)技術(shù)發(fā)明類一等獎(jiǎng)。
科研面向市場(chǎng) 充分轉(zhuǎn)化成果
在萬(wàn)德田看來(lái)，應(yīng)用科學(xué)的發(fā)展是我國(guó)當(dāng)前社會(huì)形態(tài)下最為迫切的需求，要將科研人員十幾年的心血轉(zhuǎn)化為真正改變?nèi)祟惿鐣?huì)生活的東西，要讓材料真正服務(wù)人類美好生活，高效可行的成果轉(zhuǎn)化手段無(wú)疑是科研的最后一道關(guān)卡，他也一直在結(jié)合市場(chǎng)做科研。
《陶瓷涂層物理性能和殘余應(yīng)力評(píng)價(jià)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用》的技術(shù)成果在團(tuán)隊(duì)的不懈努力、不斷推廣應(yīng)用中獲得了極佳的效益。
目前，成果已在中國(guó)國(guó)檢測(cè)試控股集團(tuán)股份有限公司（簡(jiǎn)稱“國(guó)檢集團(tuán)”）、中航復(fù)材、中科院金屬研究所等幾十家單位得到了應(yīng)用，成果同時(shí)被延伸應(yīng)用到評(píng)價(jià)超薄玻璃和混凝土表面腐蝕層的彈性模量和強(qiáng)度評(píng)價(jià)等領(lǐng)域，整體技術(shù)應(yīng)用超過(guò)兩年。經(jīng)濟(jì)效益明顯，社會(huì)效益巨大，解決了陶瓷涂層熱物理性能評(píng)價(jià)技術(shù)的國(guó)際性難題，推動(dòng)了涂層性能測(cè)試評(píng)價(jià)學(xué)科發(fā)展，并將創(chuàng)新技術(shù)轉(zhuǎn)化為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)向全世界推廣應(yīng)用，極大地提升了我國(guó)在陶瓷涂層性能測(cè)試領(lǐng)域的話語(yǔ)權(quán)。
同時(shí)，相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化的應(yīng)用推廣給全國(guó)范圍內(nèi)乃至全世界的檢測(cè)機(jī)構(gòu)、教學(xué)科研單位和生產(chǎn)企業(yè)提供了一種統(tǒng)一的測(cè)試方法，使得各檢測(cè)單位提供的數(shù)據(jù)具有較高的可靠性和可比性，提高了檢測(cè)質(zhì)量和檢測(cè)效率。通過(guò)系列新技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)提高構(gòu)件的質(zhì)量，保障安全具有重要意義，達(dá)到了節(jié)省資源、節(jié)省時(shí)間、提高測(cè)試效率的效果。中國(guó)建筑材料聯(lián)合會(huì)鑒定意見(jiàn)表明：該成果已應(yīng)用在航空航天、建筑陶瓷等領(lǐng)域，經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益顯著；成果創(chuàng)新性突出，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)外空白，整體技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。萬(wàn)德田也憑借昔日的耕耘成功入選了建材行業(yè)2021年度十大科技突破領(lǐng)軍人物。
不忘初心 方得始終
除了日復(fù)一日的鉆研試驗(yàn)，萬(wàn)德田還積極參與了國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)組織的各項(xiàng)活動(dòng)，通過(guò)對(duì)國(guó)檢集團(tuán)標(biāo)準(zhǔn)化工作的深入推進(jìn)，使得集團(tuán)公司標(biāo)準(zhǔn)化工作碩果累累。
此外，他還作為中國(guó)硅酸鹽學(xué)會(huì)測(cè)試技術(shù)分會(huì)秘書長(zhǎng)，為全國(guó)工程測(cè)試技術(shù)人員提供了一個(gè)交流合作平臺(tái)，以促進(jìn)我國(guó)相關(guān)產(chǎn)品的市場(chǎng)發(fā)展，將我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)作同國(guó)際組織的標(biāo)準(zhǔn)化研究逐步銜接起來(lái)，為我國(guó)涂層材料的優(yōu)選、構(gòu)件的耐久性和使用壽命評(píng)價(jià)等提供信息和參考，消除貿(mào)易上的技術(shù)障礙，有效地促進(jìn)信息交流和共享。
正如去年采訪時(shí)他對(duì)記者說(shuō)的：“我是從農(nóng)村出來(lái)的孩子，我對(duì)未來(lái)有著最質(zhì)樸的向往，那就是希望生活能變得更好?？茖W(xué)也應(yīng)該讓人類的生活更美好?！?/p>
如今的萬(wàn)德田身兼數(shù)職，意氣風(fēng)發(fā)，業(yè)內(nèi)業(yè)外的鮮花和贊譽(yù)也在不斷地向他而去。但我們依然能從他身上清晰看到當(dāng)年那個(gè)身著白大褂、眼神純粹又充滿希望的青年科學(xué)家。
