《流浪地球2》火遍全网，对于影片中出现的太空电梯，科学家和刘慈欣在接受媒体采访时都提到了一点：能否实现这项技术应用的关键技术在于材料。这从侧面强调了材料研发对航天事业的重要性。

中国航天事业起始于1956年，经历多代航天人的努力，目前我国航天事业已进入创新发展快车道。

张立同(1938－)

我国著名航空航天材料专家。1938 年 4 月出生于重庆，1961年毕业于西北工业大学。1989.04—1991.01在美国 NASA 空间结构材料商业发展中心作高级访问学者，从事大型空间站用陶瓷基复合材料研究。

主持国家和部委科研项目三十余项，获国家技术发明一等奖 1 项、国家科技进步一、二、三等奖四项、省部级二等以上奖 16 项，已授权获国家发明专利 18 项，发表论文 200 余篇，培养硕士和博士生 78 名。

人物足迹

1956年9月，考入北京航空学院热加工系学习，1958年因专业调整到西北工业大学。

1961年，西北工业大学毕业后留校任助教。

1973年，张立同到西安航空发动机厂熔模精密铸造车间做课题调查，发现熔模精铸高温合金叶片的尺寸不精是航空发动机厂普遍存在的问题，叶片的精度和光洁度全是靠后续的人工抛光来保证，因变形造成30%—50%的叶片报废，不仅浪费大量人力和物力，而且成为制约叶片制造新技术应用的瓶颈。

1976年，西安航空发动机厂熔模铸造车间，采用所研制的无余量工艺，铸造出我国第一个无余量叶片。

1980年，任西北工业大学副教授。

1983 年被评为全国三八红旗手

1985年，获得首届国家科技进步一等奖。

1986年，获“国家级有突出贡献专家”称号。

1989年3月—1991年1月，在美国NASA空间结构材料商业发展中心做高级访问学者。

1995年，当选为中国工程院院士。

2004年，获国家技术发明一等奖。

2005 年被授予陕西省最高技术成就奖和何梁何利基金科学与技术奖

2006年，获得“全国五一劳动奖章”。

2008年，获得第一届“国防科技工业杰出人才奖”。

优雅的风韵、谦和的态度、发自心底的微笑、充满爱意的眼神……这是张立同68岁时接受采访时给人留下的印象。

那时候的她，完全找不到科研攻关45年的沧桑和艰辛，看不出她是果断决策、临危请命、带领科研攻关团队百折不挠、一往无前的“将军”，也看不出她是两获殊荣、两度在国内外引起震动的大科学家。

她曾说：“伟大的中华民族应该有自己研制的世界一流的飞机, 应该有一流的航空材料和制造技术, 我愿意为这个理想奋斗终身。”

数十年扎根西北的女院士

1938年，张立同出生于重庆。她的童年是在抗日战争的烽火中度过的，那段在川、黔、桂逃难的经历在她的心中刻下深深的烙印。她的父亲是个忧国忧民的律师，父亲常说：“没有国哪有家”，从此“国家”二字在她心中深深地扎下了根。

抗战胜利后，父亲带着一家人几经辗转回到北京。张立同中学时就读于北京女一中，曾被评为当时为数不多的北京市第一批三好学生。

1956年，她以第一志愿考入北京航空学院热力加工系，1958年9月，随国家院系调整，她来到西北工业大学热加工系铸造专业学习。结束了5年紧张的大学生活，毕业后，她没有回北京，而是选择留校教书，从此与材料科学形影不离，在西北这块沃土上开始了她几十年的奋斗征程。

上世纪中叶起，高比强度、高比刚度的耐高温材料的不断进步促进了我国现代航空航天事业的发展。具有良好柔韧性的陶瓷，更是航空航天和现代国防等高科技领域的理想材料。

发动机作为飞机的心 脏，解决叶片铸造变形问题是提高航空发动机涡轮叶片质量的关键。当时风华正茂的张立同在西工大担任助教，从事铸造技术方面的教学与科研工作。

张立同“啃”下的第一块硬骨头是解决航空发动机叶片铸造变形难题。上世纪70年代，发达国家已将一些重要的涡轮叶片生产由锻造改为无余量熔模精密铸造，叶片的工作面无需加工就可达到所要求的尺寸精度和表面光洁度。

而在我国，由于熔模铸造技术还十分落后，即使增加抛光余量的叶片，变形报废率仍高达30%～50%。巨大的浪费让张立同心疼，因为一片高温合金叶片的价格相当于她4个月的工资。

1973年，国防工厂派人到西工大，寻求无余量叶片生产的技术攻关支持。张立同了解到，这一技术难题久攻不破，国家航空事业就发展不上去时，她以一个科技工作者崇高的责任感，在那样一个批判“唯生产力论”的年代，勇敢承担了“高温合金无余量熔模精密铸造叶片新工艺研究”课题。

那个年代，国外技术对我国封锁很严密，研究经费有限，各种原材料奇缺，研究时限紧张，人手不够，而且张立同要研究的材料，超出了她所学专业的范畴，涉及其他几个学科。但是，抗战时颠沛流离的经历磨砺了她一股百折不挠的勇气和敢为天下先的锐气。

为了掌握需要的专业知识，她无数次地出入图书馆，在实验室做了上千次的实验，测试了上万个数据，整理了100多万字的实验资料，付出了巨大劳动。

经过半年不分昼夜的工作，从获得的数万个数据的分析中，她发现了刚玉陶瓷型壳的高温软化变形机理和叶片的铸造热应力变化的特点,寻找到叶片变形规律，首次从理论上全面揭示了航空发动机涡轮叶片在熔模铸造过程中的变形规律和本质，为无余量精铸工艺研究提供了重要理论依据。

为了搞清刚玉陶瓷型壳的变形问题和寻找新材料，她刻苦攻读陶瓷专业的理论知识、四处调研，在国内率先提出发展“具有优良中温抗姗变性“的高岭土陶瓷型壳材料替代昂贵的电熔刚玉的思路，先后研制成功上店土、峨边土等新型陶瓷型壳材料，成功地解决了困扰航空熔模铸造生产十几年的刚玉型壳高温变形问题。

1976年，我国有关国防工厂采用张立同创造的铸造工艺技术，生产出了第一个无余量叶片。张立同首次承揽科研攻关课题，一举成功。能够开发出这样的陶瓷是我国许多材料科学家毕生的梦想，她是幸运的，她从事的科学研究一直与航空航天事业有着密切的联系。

我不相信叶片变形无规律可循”

“我当时真是初生牛犊不怕虎，不相信叶片变形无规律可循。”

在了解到“无余量叶片生产技术难题久攻不破，国家航空事业就发展不上去”后，时任西北工业大学助教的张立同毅然地接下了“高温合金无余量熔模精密铸造叶片新工艺研究”课题。

上世纪70年代初期，国际上一些国家已实现了无余量叶片的产业化，可我国的叶片铸造水平还很低，因变形、裂纹等缺陷报废的叶片很多，成品率只有 30％ ～40％。

如何进行熔模铸造才能让叶片不变形呢？只能跟踪叶片生产全过程，掌握叶片尺寸变化的第一手资料。

张立同把两个孩子送回老家, 吃住在工厂, 和技术人员、工人一起跟班生产，并自己动手研制了成套的测试仪器。经过近3个月跟班测试，在亲自跟踪测量了 3批 100多片叶片在每道工序中的变化情况后，张立同终于发现了叶片变形规律。

为验证规律，攻关组因陋就简，找来6根热电偶埋在熔模和型壳的相关部位，配6个毫伏计和一支秒表，由12人分成六组读温度和做记录，终于绘制出我国首条浇注后高温合金叶片冷却过程温度变化曲线和相应的陶瓷型壳升温曲线。

张立同据此计算出了高温合金叶片的热应力分布规律，证实了自己的判断。在此基础上，攻关组还成功研制出保温壳体新工艺，降低了叶片进排气边温差，明显降低了叶片变形与裂纹报废率。

高温蜡瞬间喷出, 糊住了她的双眼

解决了变形原理和铸造工艺，还需要解决材料问题。

张立同广泛地开展材料研究。她无数次地出入图书馆, 在实验室做了上千次的实验, 测试了上万个数据, 整理了100 多万字的实验资料, 付出了巨大劳动。

一天夜里, 张立同正在做实验, 突然，高温蜡瞬间喷出, 糊住了她的双眼, 眼球被烧伤。夜深人静, 她只好让爱人陪着到医 院看急诊。第三天, 眼伤未愈, 她又进了实验室。

在多次实验中，张立同发现：1050℃刚玉型壳的高温强度开始下降，1250℃型壳高温强度严重下降，冷至室温后型壳的残余强度却比原始室温强度高数倍。

这一结果与人们的传统认识截然相反！

为了揭示其中原因，学金属专业的张立同又去钻研陶瓷相图，最终发现了叶片增厚的原因，研制出具有优异中温抗蠕变性能的廉价陕西铜川上店土陶瓷型壳材料。

1976年6月，我国首批无余量熔模铸造叶片问世，英国罗·罗发动机公司对其做了专业检测，称其“具有更优异的中温抗蠕变性能，是高级莫罗卡特（当时英国斯贝发动机所用材料）！”

这，标志着我国无余量熔模铸造技术得到了国际认可。

研制“摔不碎的陶瓷”，她曾经翻 墙而出

本世纪初，66岁的张立同再立新功，凭借“耐高温长寿命抗氧化陶瓷基复合材料应用技术”获国家技术发明一等奖，在此之前，国家技术发明奖已经连续 6 年空缺。

陶瓷基复合材料（CMC）究竟有多重要？一个通俗的比喻是:没有它，就无法研制更新一代的航空航天器，就好比没有半导体材料就不会有集成电路一样。

可是，这也是一项无人敢问津的世界难题。研发之初，攻关组特别请来该项技术的发明人法国纳兰教授，希望能得到启示，纳兰教授只说了一句话:“我掌握这项技术花了 20 年，你们至少要用 10 年。”

张立同没有灰心，即使在没有经费支持的情况下，她也没有放弃。自制热压机、带团队“打工”挣到20万，张立同意志坚定地进行着CMC材料的研究。1992年的冬天，西安特别冷，为了调试热压炉他们在冰冷的实验室度过了春节。

做实验，张立同一直很拼命。有一天，干到夜里 1 点，大门锁了，50 多岁的她不得不和二三十岁的小伙子一起翻 墙。出去时，她笑了。她说，那墙也不太高。

8年后，CMC取得突破性进展。张立同称它为：“摔不碎的陶瓷”。

它兼有金属和陶瓷的优点——比铝还轻、比钢还结实、比陶瓷更耐高温、更抗氧化烧蚀，但是成本仅为国际水平的 2/3 到 1/3，制造周期仅为国际水平的 1/3 以下。

纳兰教授看了她们的技术成果后高度评价：“我认为你们实验室不仅是一个中国的重点实验室，而且也是一个具有国际先进水平的实验室。”

“成绩只说明过去，一切从零开始。”如今，张立同所在的材料学科建有30多个国家级和省部级平台，承担着众多研究项目，破解了材料科学与工程领域众多难题，形成了“产学研用”紧密结合的学科发展特色。“奋进新征程，我们将继续努力，为增强我国自主创新能力做出更大的贡献！”张立同说。“永做一名战斗员”是她一生的真实写照。

文章来源： 科技工作者，中国科协，航空工业