这几天，青岛科技大学材料科学与工程学院大四学生梁绍臻很忙碌，他和小伙伴们刚从南昌赛场捧回了第七届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛全国总决赛银奖，回校之后他要补上先前因比赛落下的实验，还要关注八月份新创办公司的运营情况。2000年出生的梁绍臻和另外两位同学在王志义、王曼两位老师的指导下共同研发了加工先进陶瓷精密部件的新技术，破解了当前先进陶瓷部件精密化、低成本、规模化制造难题，获国家发明专利5项。正是这项新技术让他们摘得了国赛银奖，也帮助他们在两个月里创收20余万元。

破解技术难题，在陶瓷烧结之前“做文章”，让生坯像“软钢”

人们生活中常用的传统陶瓷主要是以天然硅酸盐矿物为原料烧制而成；而先进陶瓷又被称为特种陶瓷、精密陶瓷，是采用高纯度、超细人工合成或精选的无机化合物为原料，具有精确的化学组成、精密的制造加工技术和结构设计，拥有耐磨损、耐腐蚀、耐高温、抗氧化、高硬度等优良性能的新型材料，可用于机械、电子、化工、冶炼、能源、医学、航空航天、国防等领域。先进陶瓷性能如此优越，可加工成本很高，特别是形状复杂的高精度部件，加工难度大、周期长、成品率低，极大制约了其产量和市场化应用。“对比一下，像塑料等有机高分子材料，一‘吹’就能‘吹’出个容器；金属材料用车床可以加工成各种形状；而陶瓷由于其自身的高强度、高硬度、高脆性，加工难度是有机高分子材料和金属材料的几百倍。”青岛科技大学材料科学与工程学院教授王志义说。传统的加工方法多是在陶瓷烧结之后“做文章”，用金刚石磨料一点一点、一层一层进行磨削加工，工序繁杂，费时费力，陶瓷表面也容易留下微裂纹，影响性能。用这种方法加工简单形状尚可，加工复杂形状很难，往往精度达不到。

针对这个难题，王志义指导学生关注陶瓷生产的全工艺，在烧之前“做文章”，即把生坯加工成所需要的形状，然后再烧制。不过这又面临新的难题，那就是普通生坯的强度非常低，只有4至6兆帕，而且很脆，一加工就会碎掉。为此，梁绍臻和他的两位同学想到了有机无机杂化技术，以有机为主、无机为辅，构建出三维网络强化结构并以此来固定生坯粉料，这样就获得了高强度且具有塑性的生坯。这种生坯的强度可达到60兆帕，接近软钢的水平，并且有一定韧性，因此可以像金属一样直接进行机床加工，各种复杂精密的形状都不再是难题。这个原理听上去并不难，但实际上这其中的有机无机杂化技术才是真正的核心技术。杂化技术就像生物学中的杂交技术，它使生坯融合了有机和无机的优点，即塑性和强度。但有机和无机是相互对立的两种物质，梁绍臻和他的同学所突破的，就是为这两者搭建“桥梁”，使它们相遇并和平共处。

用陶瓷代替金属加工成螺栓、阀门、模具等，市场前景广阔

金属螺栓在日常生活中随处可见，但陶瓷螺栓并不常见，究其原因，就是用传统的陶瓷加工方法很难做出精密螺纹，其加工成本是金属螺栓的上百倍。梁绍臻和他的同学用自主研发的方法，实现了陶瓷螺栓的机床加工，成本大幅降低，且可以进行规模化生产。梁绍臻告诉记者，他们的陶瓷螺栓已经卖给了钢铁部件生产企业，用在钢水连铸机中。以前企业生产都是使用金属螺栓，耐温性差，使用寿命只有12小时，时限一到就要停机更换，频繁停机给企业带来的损失非常严重。而陶瓷螺栓耐高温，使用寿命可达7至10天，大幅降低了停机频次和成本消耗。他们自主创业的公司成立仅两个月，陶瓷螺栓就创收20多万元。此外，他们生产的耐腐蚀全陶瓷阀门，解决了金属阀门不耐腐蚀和磨损，以及内贴陶瓷片金属阀门热膨胀系数不一致容易泄露的问题。他们生产的耐磨多孔陶瓷轮胎模具，不但解决了金属模具易磨损的问题，还解决了金属模具无法避免的轮胎毛刺问题，有效提高轮胎性能。这两种产品也都实现了市场销售。

学业事业两不误，作为专业成绩第一名、国家奖学金获得者，目前梁绍臻已被成功推免至华东师范大学。他说，虽然明年就要“转战”上海，但公司作为科技型企业，研发设计工作并不受地域限制，相反，他会用进一步深造所获得的知识和能力更好地为公司发展服务。“我们公司的目标是成为世界顶尖的先进陶瓷研发集合体。”这位“00后”如是说，语调平和，却充满坚定。（青岛日报社/观海新闻记者 王沐源）

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