凡人凡事:记中国建材总院黄永刚

2019-11-27 14:54:49 来源:中国建材报

  “听口音您是南方人?”“是,fu南的。”“湖南人吃辣很厉害的。”“不行了,在北方十多年,被这边同化了,回老家反而不习惯了。”黄永刚就是这样一位hu和fu不分,不能吃辣的湖南人。他1975年出生于湖南永兴的农村,10岁随父亲进城,1997年大学毕业,1999年加入中国共产党,2004年硕士毕业,2014年博士毕业,2015年成为硕士生导师,2017年评上教授级高级工程师,2019年被聘任为中国建材总院特种玻璃纤维与光电功能材料研究院副院长。一路走来,一步一个脚印,踏实而平稳,不骄不躁。而黄永刚时常说:“我似乎总比身边的牛人们慢了半拍,就是这样一个总赶不上节奏的凡人。”

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  2004年以来,黄永刚一直从事光纤传像材料及其器件的研发工作,秉承着湖南人特有的勤勉质朴、务实笃行、变通包容、开拓创新的精神,成就了今天的一番事业。他先后承担了10余项国家级科研项目,其中参与国家863计划项目2项,修订国军标1项。研究成果获行业技术革新二等奖1项、集团科技进步一、二、三等奖多项、吴中伟青年科技奖。发表学术论文20余篇,其中SCI、EI共收录4篇;授权专利6项,其中发明专利3项。黄永刚研制出的“玻璃微孔准直器”“高光电转化效率光电玻璃”“异型微通道板”“正方形光纤传像材料”等产品满足微光夜视仪、星载原子钟用关键材料的科研任务,为微光夜视核心材料的研发和应用作出了重要贡献。

  “梦想一定要有,在坚持中就可能会闪亮”

  黄永刚小时候父母两地分居,几个月才能见上父亲,父亲每次回家时,都会带上单位发的白糖,把糖放在米饭中搅匀,伴着沙沙的声音,吃着甜甜的米饭就是他的梦想。“梦想就是坚持等候会带给你幸福感的东西。”黄永刚在三兄妹中排行老大,全靠父亲养家,并不富裕的家庭常因三个孩子的学费发愁,读父亲从事的机械专业,考取技校尽早挣钱贴补家用成了黄永刚的梦想。初中毕业后,由于对视力的苛刻要求,他被技校拒之门外。“梦想破灭时不一定是最坏的时刻,未知的前方或许更加精彩。梦想不一定是用来实现的,它只是一段时间里支撑你努力的动力。”黄永刚选择带着看世界的梦想走出家乡继续深造,分别在长沙、大连攻读学位,硕士毕业后一路向北选择了北京,留在中国建材总院,一干就是15年。

  他经常说:“梦想就是不经常被人想起,但是一旦被想起会让人觉得活着带劲,活着有追求。”2004年踏入总院的大门,身边不平凡的人随处可见,也正是在这些不平凡的人的指引和熏陶下,将他领入了一扇新的光纤传像材料之门。15年的沉淀与历练,从助理工程师、工程师、高级工程师再到教授级高工,黄永刚一直致力于提高光纤传像材料的性能满足配套的需求,这也是他的新梦想。为了实现新梦想,他和他所领导的团队孜孜不倦,开拓创新,取得了不菲的成果。

  黄永刚通过调节和控制玻璃的化学反应机制,解决了微通道板超薄变形;提出利用飞行时间法(TOF)测定了铅硅酸盐玻璃表面的二次电子发射产额;对微通道板的材料和表面微观结构及其电子传导和倍增特性的研究,为宽动态高增益微通道板研究提供数据支持和理论依据;通过成分的设计,降低膨胀系数,提高玻璃在活性气氛下的稳定性,解决了低膨胀高稳定准直器的制备难题;通过新颖的光纤结构设计,突破了正方丝光纤传像材料的制造技术的瓶颈;在倒像器制备技术方面成功研制出拉板成型技术,突破了传统熔压成型工艺,为占领产品性能的制高点做好了技术储备等。他所带领的团队,注重规范化和精细化管理,以及技术创新。在精密加工技术和装备进步、自动化检测技术方面取得了显著的效果,在关键工序中实现了自动化、数字化的CNC加工和检测,提高了产品加工质量和效率,创造了非常可观的经济效益。“立志欲坚不欲锐,成功在久不在速。梦想只要坚持了,就会在某个时候闪亮”,这也是黄永刚时常告诫年轻人的一句话。

  “机会总会留给一些有准备的幸运儿,我就是那些人之一”

  “长风破浪会有时,直挂云帆济沧海。”黄永刚到总院的第一个项目就是微通道板,一种微米级多孔的二维阵列的电子倍增器件,是微光夜视中微信号增强放大的核心元件,也是他博士课题研究的对象。这一干就是7年,从材料、制备、工艺和性能检测整个流程都是自己动手,系统理清了成分、结构和性能间的关系。黄永刚主持的另一个重要项目是氢原子钟用的微孔准直器。氢原子钟是高精度的时间和频率标准,它以微波辐射场的频率作为产生时间脉冲的节拍器,稳定程度高,每天的变化只有十亿分之一秒。氢原子钟作为精密的计时仪器,是卫星的时间基准,而准直器可以说是传输氢原子的输血管道,其微孔结构的均匀一致性,直接决定了氢原子的散射角和原子的选态效率,为原子钟的高稳定、小型化创造条件。微通道板与微孔准直器间存在很多的相似性,尤其是在微结构方面。开始研制准直器时,黄永刚信心十足,觉得这就是微通道板的半成品,但一串的事实证明并不是这样。“科研并不是一帆风顺,有起有落。但是只要坚持下去,即使失去外部的促力,内心的较劲、科研的理想主义都会促使你向前。从希望熬到失望,再由失望熬到希望,柳暗花明就是对你最大的奖励。”黄永刚说。微通道板需要黑化形成功能层,而准直器同氢的反应导致了玻璃材料黑化,而这说明准直器材料的耐氢稳定性差,这一点却是被用户诟病的最大缺陷。殊不知一件小小的准直器需要完成三种玻璃的研究:芯玻璃、皮玻璃和间隙玻璃。发生暗化的玻璃是皮玻璃和间隙玻璃。当时,离用户签订的合同提供样品最后期限只有1个月,从玻璃成分设计到制板的周期都不允许有任何的耽搁。黄永刚理清思路,先从熟悉的光学玻璃体系着手,带领团队展开试验,一边进行理化工艺试验,一边检测所选的玻璃物化性能,结果玻璃耐氢的稳定性仍然不行。于是他们将玻璃的研究范围扩大到高硅高铝的电子玻璃,该类玻璃耐氢稳定性良好,但工艺性能差,经过丝脆、流丝等工艺试验的挫败,试验一度陷入停滞,而工艺性能差的关键是膨胀不匹配。黄永刚迅速调整芯玻璃膨胀系数,经多次尝试,终于获得一组芯皮玻璃膨胀系数差达到15×10-7/摄氏度且能成形光纤的组分,从而奠定高稳定性高精度的氢原子准直器的材料基础。也正是基于微通道板的研究基础,确保了结构实现的可行性,只有解决了高稳定性准直器玻璃的设计,才完成准直器的研制任务。

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图为黄永刚和他的研究团队。

  “机会总会留给一些有准备的幸运儿,我就是那些人之一。”每当谈起这个项目,黄永刚总是笑着说。

  “我发现自己有点轴,工作中有时需要有股‘轴劲儿’”

  “其实我有点轴,哪怕都说不可能,我也不会放弃。”在科研的道路上,黄永刚有股“轴劲儿”。倒像器、面板和光锥等光纤面板类产品和薄片玻璃的小尺寸精密倒角是一个老大难问题,一直采用人工倒角,容易出现倒角尺寸不稳定,尖棱、偏心、平面度无法保证合格,一度导致发给国内外用户的产品被全部批退。2013年,黄永刚负责光学玻璃深加工所的工作后,多次找业内相关的客户了解高精度倒玻璃小角的装备,收到最多的回复是“不可能实现”,因为每个光纤面板产品存在差异性,而且设备精度需达到较高等级。黄永刚带着这股轴劲,2014年的大半年都在工艺试验中摸索,年底委托加工了一台设备,基本工艺全部实现,但在使用中达不到满意效果。操作人员曾一度说服上级领导放弃,领导也犹豫了,黄永刚再次说服领导又买了两台设备,在摸索中彻底解决倒角尺寸,效率提升200%,倒角不合格率降至0%。

  “我不是一个特别聪明的人,但相信勤能补拙,天道酬勤”

  黄永刚常以这句话告诫自己:“不行呀,知识面不够宽,眼界还不够广,还得学习。”知识和眼界决定思路,一有时间他就会阅读各类型的专业书籍,除了材料专业的资料外,他书架上摆满了半导体物理、探测器、光电子成像、机器视觉等方面的书籍。查阅最新中英文文献资料,掌握专业领域最新的技术发展动态,已成为一种习惯。

  “勤能补拙,一分辛劳一分收获”,黄永刚在学习工作中践行勤勉。在总院玻纤院的文化氛围的熏陶下,早已养成了每周6天的工作制,15年坚持不变,现在有时开玩笑,每周让休息2天都已不习惯了。近年来随着玻纤院的生产规模不断扩大,产品的类型和数量也是不断刷新历史;同时,随着产品应用性能要求的不断提高,更不允许有丝毫的懈怠,只有更加勤勉才能确保产品的加工生产的安全稳定、质量万无一失和国内外市场的份额。正是黄永刚这种勤勉的态度,感染着团队中的每个人,他带领的团队2周才休1天,几乎没有节假日和双休日。正是有这样的团队,月均产光纤传像材料几万件,才能使产品出口至法国、荷兰、俄罗斯等国,并已成为国际著名像管公司PHOTONIS的主要供应商,同时,其国际市场占有率稳中有升。同时,加速技术的创新升级,在高分辨、高对比度、大尺寸光纤传像材料的研制上取得先机,引领光纤传像材料技术发展的方向。

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图为黄永刚研发的精雕机设备。

  “路漫漫其修远兮,吾将上下而求索。”一路走来,幸运相眷,梦想相伴,他继续秉承吴中伟院士“爱祖国,惜寸阴”的精神,致力于提高光纤传像材料的性能,矢志为建立国际一流的纤维光电子材料基地而努力,这就是黄永刚将用余生去诠释的梦想。

  责编:张子豫 监审:王怡洁