青年人才成長故事

——“料要成材、材要好用”

李桂洋，男，1985年出生，籍貫天津市，中共黨員，博士，航天材料及工藝研究所結(jié)構(gòu)復(fù)合材料中心高級工程師，預(yù)先研究專項副主任工程師。2005年9月~2014年7月，本、碩、博均就讀于大連理工大學(xué)化工學(xué)院高分子材料系；2014年9月至今，就職于航天材料及工藝研究所結(jié)構(gòu)復(fù)合材料中心。由中國復(fù)合材料學(xué)會推薦，入選中國科協(xié)第三批“青年人才托舉工程”，2020年入選天津市科技專家?guī)?，兼職沈陽航空航天大學(xué)、北華航天工業(yè)學(xué)院碩士生聯(lián)合導(dǎo)師。主要從事耐高溫?zé)崴苄詮?fù)合材料、大型復(fù)合材料夾層結(jié)構(gòu)成型工藝、大型復(fù)合材料低成本成型工藝等方面的研究工作，圍繞航天型號應(yīng)用需求進行大型結(jié)構(gòu)復(fù)合材料研制開發(fā)、評價表征、成型工藝、應(yīng)用轉(zhuǎn)化等關(guān)鍵技術(shù)問題的攻關(guān)與探索，研究成果有力支撐航天型號工程應(yīng)用，作為項目負責(zé)人主持國家自然基金青年項目、天津市重點支撐項目、軍科委163計劃、軍科委創(chuàng)新基金、國防基礎(chǔ)加強（子項目負責(zé)人）、科工局XX工程等項目，負責(zé)/參與我國大型運載火箭蜂窩夾層結(jié)構(gòu)工程應(yīng)用轉(zhuǎn)化研制攻關(guān)，研制Ф5m高剛性復(fù)合材料蜂窩夾層結(jié)構(gòu)實現(xiàn)單件減重400kg，通過我國大型運載火箭首飛成功驗證，有力支撐運載火箭結(jié)構(gòu)系統(tǒng)輕質(zhì)化水平提升，獲得型號技術(shù)進步獎3項，發(fā)表論文10余篇，申請專利10余項。

材料是人類賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，新材料領(lǐng)域也是我國重點發(fā)展的科學(xué)技術(shù)板塊之一。無論是在自然界還是在實驗室都存在著難以估量的“料”，而并不是每一種“料”都能夠成“材”。我所從事的纖維增強樹脂基復(fù)合材料就是需要將不同特性的“料”進行有機結(jié)合，形成具有全新特性的“材”，再進一步解決工程應(yīng)用過程的工藝設(shè)計與評價表征問題，即“料要成材、材要好用”的航天結(jié)構(gòu)復(fù)合材料工程轉(zhuǎn)化問題。

“料要成材、材要好用”是我的合作培養(yǎng)導(dǎo)師李仲平院士和蹇錫高院士的科研理念和技術(shù)追求，入選“青年人才托舉工程”，在兩位導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)下，一直參與航天型號的材料研發(fā)與工藝探索相關(guān)研究工作，切實踐行將優(yōu)異的材料轉(zhuǎn)化為可用的結(jié)構(gòu)的技術(shù)理念。

（1）大型復(fù)合材料夾層結(jié)構(gòu)應(yīng)用轉(zhuǎn)化

多級火箭的芯一級、助推器減重對提高運載能力的作用并不明顯，而對于“一級半”入軌的XX-XB火箭，芯一級減重多少幾乎就意味著運載能力提升多少。針對XX-XB大型運載火箭結(jié)構(gòu)減重的迫切需求，負責(zé)一級尾段Ф5m量級高剛性“3+2”蜂窩夾層結(jié)構(gòu)整體共固化成型技術(shù)研究，通過多層級的地面試驗驗證，最終實現(xiàn)在箭體結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用轉(zhuǎn)化，有力支撐了XX-XB大型運載火箭成功首飛，單件減重400kg，有效提升了“胖五”的運載能力。

進一步圍繞大型復(fù)合材料夾層結(jié)構(gòu)成型技術(shù)主題，獲批新一代千噸級載荷復(fù)合材料夾層結(jié)構(gòu)預(yù)先研究項目1項，重點解決大型復(fù)合材料夾層結(jié)構(gòu)承載能力提升和應(yīng)用轉(zhuǎn)化關(guān)鍵技術(shù)問題。

（2）復(fù)合材料低成本應(yīng)用技術(shù)

針對低成本復(fù)合材料軍民融合的發(fā)展趨勢，以航天型號工程應(yīng)用為切入點，帶領(lǐng)團隊在Ф2m量級整流罩、衛(wèi)星支架等部段復(fù)合材料端框、轉(zhuǎn)接框、承力梁等結(jié)構(gòu)件中率先應(yīng)用了多點側(cè)向加壓的凈尺寸模壓成型工藝與梯度應(yīng)力匹配復(fù)合材料裝配技術(shù)，相比于傳統(tǒng)熱壓罐成型工藝制造成本降低30%以上。進一步帶領(lǐng)團隊開發(fā)大型復(fù)合材料真空灌注成型工藝專項技術(shù)，主持科工局-國產(chǎn)低粘度乙烯基樹脂在航天領(lǐng)域工程應(yīng)用技術(shù)研究項目1項，研究成果不僅在航天領(lǐng)域得到工程應(yīng)用轉(zhuǎn)化，進一步推廣至船舶、艦艇等復(fù)合材料構(gòu)件的應(yīng)用研制。

（3）耐高溫?zé)崴苄詮?fù)合材料

航天領(lǐng)域的特殊應(yīng)用需求持續(xù)牽引“新材料體系”的研制，針對未來重復(fù)使用/低周疲勞的特殊服役工況，通過熱塑性復(fù)合材料技術(shù)的合理應(yīng)用有望解決航天型號復(fù)雜服役環(huán)境高抗沖部位和宇航材料重復(fù)使用的特殊需求。在青托培養(yǎng)導(dǎo)師蹇錫高院士的指導(dǎo)下，圍繞著耐250oC以上氮雜環(huán)型熱塑性聚芳醚酮樹脂基體，探究基于多元界面擴散的復(fù)合材料微結(jié)構(gòu)精細化構(gòu)筑工藝路徑，考察面向航天應(yīng)用的熱塑性復(fù)合材料應(yīng)用性能評價表征方法與工藝實現(xiàn)方法，獲批集團公司創(chuàng)新研發(fā)項目1項，軍委科技委基礎(chǔ)加強技術(shù)領(lǐng)域基金1項，作為子項目負責(zé)人參與國防基礎(chǔ)加強項目申報1項，持續(xù)保持對新材料、新技術(shù)工程轉(zhuǎn)化的前沿探索。

此外，托舉期間多次參加國內(nèi)外技術(shù)交流活動，積極參加中國復(fù)合材料學(xué)會舉辦的學(xué)術(shù)沙龍與技術(shù)交流活動，與培養(yǎng)導(dǎo)師蹇錫高院士團隊及國內(nèi)多個復(fù)合材料技術(shù)優(yōu)勢團隊建立了良好的交流與合作關(guān)系。

感謝中國科協(xié)和中國復(fù)合材料學(xué)會搭建的學(xué)術(shù)交流平臺，感謝母校大連理工大學(xué)的培養(yǎng)，感謝航天材料及工藝研究所結(jié)構(gòu)復(fù)合材料中心的信任與支持，托舉期間更堅定了航天報國的情懷與使命，作為一名科技工作者未來將進一步投身國家重大戰(zhàn)略發(fā)展需求，成為航天系統(tǒng)工程中一顆合格的螺絲釘。