自治区薄膜与涂层重点实验室—— 精深诠释“表面”文章
2021/3/26 9:52:33
创新是引领发展的第一动力。作为科技创新的桥头堡和主阵地，国家级、自治区级重点实验室是组织高水平基础和应用基础研究、聚集和培养优秀科技人才、开展国内外学术交流、共享先进创新资源的重要基地。
“针对学科发展前沿和自治区经济社会发展的重要科技领域和方向，开展创新性研究，增强科技储备和原始创新能力”，是国家级、自治区级重点实验室的主要任务。
目前，我区共有各类重点实验室151家，其中，国家重点实验室3家、自治区重点实验室148家，覆盖化工、蒙中医药、农牧业、新能源、生态环保等优势特色领域。这些重点实验室中，依托高校建设的有86家、占比57%；依托科研院所和医院建设的有25家、占比17%；依托企业建设的有40家、占比26%。
高大上的重点实验室有哪些富有成效的创新案例？发生了哪些鲜为人知的创新故事？实验室的技术成果、研发应用等为助推经济高质量发展提供了哪些有益的借鉴？
自治区科技厅与内蒙古日报科技版共同策划《创新实验室》专栏，带领大家走进这些“高冷神秘”的科研机构一窥究竟，敬请关注。
自治区薄膜与涂层重点实验室（以下简称实验室）的实验基地是一间古朴的独栋砖瓦厂房，占地面积不大，里面布满各种实验气罐和器材。
涂层及其制备技术方向学术带头人、实验室主任马文教授带领团队15位教师以及硕博研究生，从2008年开始，致力于稀土新型陶瓷涂层材料与先进热喷涂技术研究开发工作。
2015年，“内蒙古自治区薄膜与涂层重点实验室”依托内蒙古工业大学材料科学与工程学院正式成立。虽然起步较晚，在科研实践的逐步摸索中，实验室形成了薄膜、涂层及其制备技术、特种功能材料开发等研究方向，致力于用高新科技改变生活，在“表面与整体”这篇文章上做出了自己的诠释。
稀土涂层技术独具特色
材料现代表面技术与工程，是上世纪80年代被列入世界10项关键技术之一的先进技术，是一门具极高使用价值的基础技术。随着工业现代化、规模化、产业化，以及高新技术和现代国防用先进武器的发展，对各种材料表面性能的要求愈来愈高。
作为燃气轮机的核心零部件，涡轮叶片一直处于高温、高压、高速的燃气腐蚀工作环境中，服役环境非常恶劣，世界各国都在积极开发能够满足在更高温度下使用的未来高性能燃气轮机热端部件防护用热障涂层材料。
2008年，在德国从事博士后研究工作的马文接触到先进的陶瓷热障涂层材料设计理念和制备技术，他想到了内蒙古本土优势特色的稀土资源，并提出将稀土应用于热障涂层材料的思路。
通过深入研究稀土新型陶瓷热障涂层材料相演变和热物理性能的影响规律，科研人员发明了具有钙钛矿结构的一系列稀土改性新型陶瓷热障涂层材料。在此基础上，实验室率先在国际上采用液相等离子喷涂技术，设计并制备了使用温度≥1250℃的双陶瓷层热障涂层体系，极大地提高了涂层的使用温度和寿命，为研制在更高温度下使用的新型涂层材料开辟了一条新途径，相关创新成果荣获自治区自然科学奖。
逆境中逐步累积成果
回忆起实验室筹备组建的困难时期，马文教授感触颇深：“实验室成立之初，可以用一穷二白来形容。旧厂房没有暖气、玻璃，冬天寒气逼人，夏天由于地势低雨水返灌，得先把雨水清理出去才能做实验……”
困难一点点克服，成果也在岁月积淀中逐渐绽放。随着薄膜和涂层相关经验技术逐渐积累，将材料表面改性成具有不同期望的各种优异功能，为众多领域，特别是高新技术领域的发展带来新的期待和惊喜。
实验室在国际上首次采用溶液等离子喷涂法制备的纳米SrZrO3基热障涂层，有望用于燃气轮机金属热端部件防护，可延长部件使用寿命，对于未来高性能燃气轮机热障涂层的开发具有重要意义。
每一项创新成果、每一个奖项，都凝聚着科技人员的汗水和付出。一项科研能够取得成功，仅靠坚持是远远不够的，发自内心的热爱，才让团队有了一直前行的动力。
2019年，学校对重点实验室进行全面改造，修建了新的气瓶间，重新铺设气体管路，彻底改造上下水、供暖设施，保证实验室能够安全、高效地开展科学研究工作。
在马文的带领下，骨干成员在实验室年均工作时间10个月以上，在实验室“严谨求是、勇于创新、团结协作”的科学精神倡导下，形成了健康良好的学术环境。
面向产业应用实际，实验室开发了相关纳米复合喷涂粉末，并制备了复合涂层，纳米涂层在孔隙率、硬度、结合强度性能和抗电化学腐蚀性能、抗高温腐蚀性能、抗磨损性能、抗冲蚀性能方面显著优于微米涂层。新型复合喷涂材料广泛应用于我区电力系统进行防腐防磨治理，取得良好的治理效果。
学术交流营造创新氛围
实验室历来重视创新文化和学风建设，注重内部的学术交流和学科交融，利用自有资金对学术活动和探索性工作予以支持，鼓励开展创新性研究。
“我们从制度层面支持学术争鸣，保护不同意见，宽容探索失败，激励实验室成员敢于质疑，乐于创新。”马文说，“在没有专项开放课题经费的情况下，利用实验室获得的科技项目经费设立了相关的开放课题，尽管初期主要针对实验室成员，但开放课题的设立起到了凝心聚力、锻炼队伍的目的，为实验室承担更大的科研任务奠定了良好的基础。”
实验室定期举办学术讲座活动，多次邀请相关专家学者作学术报告，与国内外同行开展了大量的学术交流。同时鼓励成员积极参与各类学术交流活动，主动了解应用领域的发展动态。
实验室还十分重视科学传播与科教融合工作，积极向社会公众特别是学生开放大型设备，每年为本科生进行科普活动，让学生了解薄膜与涂层制备技术及其应用领域等知识，熟悉功能材料制备及表征技术，引导学生热爱科学、积极实践，活动获得了良好的反响。
目前，实验室拥有主要仪器设备74台套，其中 50万元以上的大型仪器设备共计9台套。大型设备实行开放共享，近3年来，实验室大型设备开放共享约1500小时。
《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》和《内蒙古自治区战略性新兴产业发展规划（2013-2020）》中都明确指出，新材料、现代装备制造、节能环保等是今后一个时期重点发展的产业。“未来，实验室将紧紧结合自治区的材料产业特点和工业技术需求，加强研究成果的应用转化，解决企业的重大技术攻关和技术改造问题，为提升自治区科学研究水平、产业特色和经济建设做出更大贡献，为自治区乃至国内相关行业提供有力支持。”马文说。
（来源：内蒙古日报）
“针对学科发展前沿和自治区经济社会发展的重要科技领域和方向，开展创新性研究，增强科技储备和原始创新能力”，是国家级、自治区级重点实验室的主要任务。
目前，我区共有各类重点实验室151家，其中，国家重点实验室3家、自治区重点实验室148家，覆盖化工、蒙中医药、农牧业、新能源、生态环保等优势特色领域。这些重点实验室中，依托高校建设的有86家、占比57%；依托科研院所和医院建设的有25家、占比17%；依托企业建设的有40家、占比26%。
高大上的重点实验室有哪些富有成效的创新案例？发生了哪些鲜为人知的创新故事？实验室的技术成果、研发应用等为助推经济高质量发展提供了哪些有益的借鉴？
自治区科技厅与内蒙古日报科技版共同策划《创新实验室》专栏，带领大家走进这些“高冷神秘”的科研机构一窥究竟，敬请关注。
自治区薄膜与涂层重点实验室（以下简称实验室）的实验基地是一间古朴的独栋砖瓦厂房，占地面积不大，里面布满各种实验气罐和器材。
涂层及其制备技术方向学术带头人、实验室主任马文教授带领团队15位教师以及硕博研究生，从2008年开始，致力于稀土新型陶瓷涂层材料与先进热喷涂技术研究开发工作。
2015年，“内蒙古自治区薄膜与涂层重点实验室”依托内蒙古工业大学材料科学与工程学院正式成立。虽然起步较晚，在科研实践的逐步摸索中，实验室形成了薄膜、涂层及其制备技术、特种功能材料开发等研究方向，致力于用高新科技改变生活，在“表面与整体”这篇文章上做出了自己的诠释。
稀土涂层技术独具特色
材料现代表面技术与工程，是上世纪80年代被列入世界10项关键技术之一的先进技术，是一门具极高使用价值的基础技术。随着工业现代化、规模化、产业化，以及高新技术和现代国防用先进武器的发展，对各种材料表面性能的要求愈来愈高。
作为燃气轮机的核心零部件，涡轮叶片一直处于高温、高压、高速的燃气腐蚀工作环境中，服役环境非常恶劣，世界各国都在积极开发能够满足在更高温度下使用的未来高性能燃气轮机热端部件防护用热障涂层材料。
2008年，在德国从事博士后研究工作的马文接触到先进的陶瓷热障涂层材料设计理念和制备技术，他想到了内蒙古本土优势特色的稀土资源，并提出将稀土应用于热障涂层材料的思路。
通过深入研究稀土新型陶瓷热障涂层材料相演变和热物理性能的影响规律，科研人员发明了具有钙钛矿结构的一系列稀土改性新型陶瓷热障涂层材料。在此基础上，实验室率先在国际上采用液相等离子喷涂技术，设计并制备了使用温度≥1250℃的双陶瓷层热障涂层体系，极大地提高了涂层的使用温度和寿命，为研制在更高温度下使用的新型涂层材料开辟了一条新途径，相关创新成果荣获自治区自然科学奖。
逆境中逐步累积成果
回忆起实验室筹备组建的困难时期，马文教授感触颇深：“实验室成立之初，可以用一穷二白来形容。旧厂房没有暖气、玻璃，冬天寒气逼人，夏天由于地势低雨水返灌，得先把雨水清理出去才能做实验……”
困难一点点克服，成果也在岁月积淀中逐渐绽放。随着薄膜和涂层相关经验技术逐渐积累，将材料表面改性成具有不同期望的各种优异功能，为众多领域，特别是高新技术领域的发展带来新的期待和惊喜。
实验室在国际上首次采用溶液等离子喷涂法制备的纳米SrZrO3基热障涂层，有望用于燃气轮机金属热端部件防护，可延长部件使用寿命，对于未来高性能燃气轮机热障涂层的开发具有重要意义。
每一项创新成果、每一个奖项，都凝聚着科技人员的汗水和付出。一项科研能够取得成功，仅靠坚持是远远不够的，发自内心的热爱，才让团队有了一直前行的动力。
2019年，学校对重点实验室进行全面改造，修建了新的气瓶间，重新铺设气体管路，彻底改造上下水、供暖设施，保证实验室能够安全、高效地开展科学研究工作。
在马文的带领下，骨干成员在实验室年均工作时间10个月以上，在实验室“严谨求是、勇于创新、团结协作”的科学精神倡导下，形成了健康良好的学术环境。
面向产业应用实际，实验室开发了相关纳米复合喷涂粉末，并制备了复合涂层，纳米涂层在孔隙率、硬度、结合强度性能和抗电化学腐蚀性能、抗高温腐蚀性能、抗磨损性能、抗冲蚀性能方面显著优于微米涂层。新型复合喷涂材料广泛应用于我区电力系统进行防腐防磨治理，取得良好的治理效果。
学术交流营造创新氛围
实验室历来重视创新文化和学风建设，注重内部的学术交流和学科交融，利用自有资金对学术活动和探索性工作予以支持，鼓励开展创新性研究。
“我们从制度层面支持学术争鸣，保护不同意见，宽容探索失败，激励实验室成员敢于质疑，乐于创新。”马文说，“在没有专项开放课题经费的情况下，利用实验室获得的科技项目经费设立了相关的开放课题，尽管初期主要针对实验室成员，但开放课题的设立起到了凝心聚力、锻炼队伍的目的，为实验室承担更大的科研任务奠定了良好的基础。”
实验室定期举办学术讲座活动，多次邀请相关专家学者作学术报告，与国内外同行开展了大量的学术交流。同时鼓励成员积极参与各类学术交流活动，主动了解应用领域的发展动态。
实验室还十分重视科学传播与科教融合工作，积极向社会公众特别是学生开放大型设备，每年为本科生进行科普活动，让学生了解薄膜与涂层制备技术及其应用领域等知识，熟悉功能材料制备及表征技术，引导学生热爱科学、积极实践，活动获得了良好的反响。
目前，实验室拥有主要仪器设备74台套，其中 50万元以上的大型仪器设备共计9台套。大型设备实行开放共享，近3年来，实验室大型设备开放共享约1500小时。
《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》和《内蒙古自治区战略性新兴产业发展规划（2013-2020）》中都明确指出，新材料、现代装备制造、节能环保等是今后一个时期重点发展的产业。“未来，实验室将紧紧结合自治区的材料产业特点和工业技术需求，加强研究成果的应用转化，解决企业的重大技术攻关和技术改造问题，为提升自治区科学研究水平、产业特色和经济建设做出更大贡献，为自治区乃至国内相关行业提供有力支持。”马文说。
（来源：内蒙古日报）
