20世紀中期以來，高強鋁合金一直是全世界航空航天飛行器結(jié)構(gòu)件制造的首選材料，也是各國新材料研發(fā)的必爭之地。但是我國在這一領(lǐng)域起步晚、基礎(chǔ)薄弱，關(guān)鍵技術(shù)長期處于跟蹤研仿、受制于人的局面。

目睹我國在高強鋁合金領(lǐng)域面臨的困境，熊柏青立下誓言，“必須打破‘卡脖子’的枷鎖，讓中國材料在國際舞臺上挺直腰桿！”他帶領(lǐng)團隊毅然踏上了自主研發(fā)的破冰之旅，闖出了一條材料科技從“跟跑”到“領(lǐng)跑”的跨越之路。

熊柏青在獲獎表彰現(xiàn)場

技術(shù)突圍，破解“卡脖子”難題

在航空航天等高端裝備制造領(lǐng)域，材料的輕量化與高強度一直是科研人員追逐的目標(biāo)。21世紀初，西方發(fā)達國家已成功研發(fā)出了第四代7000系高強鋁合金，以其高強韌-低淬火敏感性特征，有效支撐飛行器超大結(jié)構(gòu)件整體化設(shè)計減重。

但在同一時期，我國僅能生產(chǎn)第一代、第二代7000系高強鋁合金，整整落后國外兩代，且品種規(guī)格不全。先進鋁合金材料依賴進口，關(guān)鍵技術(shù)長期受制于人。

“國外20世紀70年代能干的事情，我們到21世紀初還不會干。那時候我們的基礎(chǔ)非常薄弱。”熊柏青回憶。

從2000年開始，熊柏青帶領(lǐng)團隊開始攻關(guān)，用了10年時間，全面掌握了第三代7000系高強鋁合金的工業(yè)化成套制造技術(shù)，實現(xiàn)了對我國高強鋁合金工業(yè)化技術(shù)的補充完善。

熊柏青獲得的國家科學(xué)技術(shù)進步獎證書

第二個10年，熊柏青團隊向第四代7000系高強鋁合金材料發(fā)起“沖鋒”。

“第四代的難點在于不僅要攻關(guān)制造工藝，還必須避開國外的成分專利保護。”熊柏青回憶，當(dāng)時國外對第四代7000系高強鋁合金的專利保護堪稱“天羅地網(wǎng)”，“上百條權(quán)利要求，覆蓋了能夠形成第四代7000系高強鋁合金的所有方面的要素，成分范圍、工藝范圍等等全部包括。”

有三年多的時間，熊柏青一直與國外專利“死磕”，天天抱著國外專利琢磨。在熊柏青的不懈鉆研下，終于，中國有研找到了突破口，打破了國外在材料技術(shù)和知識產(chǎn)權(quán)的雙重壟斷，使國產(chǎn)第四代7000系高強鋁合金實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，填補了國內(nèi)空白，有力支撐了國產(chǎn)大飛機研制和發(fā)展。

運-20大飛機使用了大量的第四代7000系鋁合金，圖為熊柏青與運20的合影

換道超車，從跟跑到領(lǐng)跑的華麗逆襲

經(jīng)過新世紀以來20年的快速發(fā)展，中國的高強鋁合金技術(shù)已能夠與西方國家并駕齊驅(qū)。但隨著航空航天飛行器等裝備對減重需求的不斷提升，傳統(tǒng)的7000系、2000系鋁合金已逐漸接近性能極限。

此時此刻，在新一代高強鋁合金材料的研發(fā)上，中國和其他國家一樣，都走到了技術(shù)“無人區(qū)”。

親歷了中國航空航天飛行器用高強鋁合金材料20多年來的發(fā)展，熊柏青對于中國企業(yè)一路追趕的“苦”深有感觸。而如今我們已經(jīng)能和國際行業(yè)水平并駕齊驅(qū)，讓他萌生出了挑戰(zhàn)技術(shù)“無人區(qū)”的想法：“我們能不能跳出國際上現(xiàn)有的高強鋁合金材料體系，開展原始創(chuàng)新？我們能不能率先開發(fā)出更輕、更強、性能更優(yōu)異的新一代高強鋁合金？”

熊柏青把目光落在了鎂。鎂是鋁合金中的主要合金元素之一、也是中國的優(yōu)勢資源，密度僅為1.74g/cm3，鋁合金中每增加1wt%鎂，密度可下降接近0.5%，是鋁合金減重的理想材料。

“十四五”以來，熊柏青帶領(lǐng)團隊通過理論計算+實驗驗證，突破鎂元素在鋁基體中的室溫固溶度極限，原創(chuàng)開發(fā)出了“高鎂輕強鋁”。與第三代和第四代7000系高強鋁合金相比，高鎂輕強鋁具有更佳的綜合性能匹配，而密度卻降低了5%~10%，減重效果顯著，為航空航天飛行器、高速列車等重大裝備帶來顯著的減重效果。

中國有研原創(chuàng)開發(fā)的高鎂輕強鋁工業(yè)化試制產(chǎn)品

該材料的突破，使我國在鋁合金技術(shù)和產(chǎn)品領(lǐng)域形成了自主發(fā)展路徑，而且在高強高韌鋁合金領(lǐng)域形成了自己的技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢，標(biāo)志著我國高強高韌鋁合金材料實現(xiàn)從“望其項背”到“同臺競技”，直至“超越引領(lǐng)”的巨大跨越。

薪火相傳，為國鍛造卓越人才

“學(xué)科發(fā)展最重要的成果，一方面是創(chuàng)造出有影響力的材料，另一方面是培養(yǎng)出了多少人才。”躬身科研，為國制材的同時，熊柏青也牢牢扛起“為國育才”的使命。

熊柏青擔(dān)任有色金屬結(jié)構(gòu)材料全國重點實驗室主任，依托國家級科研平臺，構(gòu)建了“基礎(chǔ)研究-技術(shù)攻關(guān)-工程應(yīng)用”的全鏈條人才培養(yǎng)模式，在他的推動下，實驗室已成為集“人才培養(yǎng)、技術(shù)研發(fā)、成果轉(zhuǎn)化”于一體的創(chuàng)新高地。

團隊的建設(shè)對于學(xué)科的發(fā)展發(fā)揮著舉足輕重的作用，在帶領(lǐng)團隊突破第三代、第四代航空鋁合金制造技術(shù)、研發(fā)“高鎂輕強鋁”的過程中，他要求團隊成員深入?yún)⑴c從實驗室研究到工業(yè)化生產(chǎn)的全流程，倡導(dǎo)在大平臺和大項目的推動下錘煉人才，迄今已培養(yǎng)了數(shù)十名青年科研骨干，其中多人已成長為國家級項目負責(zé)人或行業(yè)技術(shù)專家。

熊柏青帶領(lǐng)團隊青年科研人員開展產(chǎn)品試制

熊柏青深知人才是企業(yè)發(fā)展的核心動力，在他的參與推動下，中國有研構(gòu)建了覆蓋科研全周期的激勵體系，通過起步支持、過程激勵、轉(zhuǎn)化激勵和長期綁定等機制激發(fā)人才創(chuàng)新活力，不僅讓科學(xué)家共享創(chuàng)新紅利，更推動其向“科技企業(yè)家”轉(zhuǎn)型。

身為博士生導(dǎo)師，熊柏青注重理論與實踐結(jié)合，將永不服輸、勇攀高峰的科研精神傳承給新一代材料人。他常對學(xué)生說：“科研沒有捷徑，唯有腳踏實地。”其培養(yǎng)的學(xué)子多數(shù)進入我國航空航天、新能源、新材料等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮骨干力量。

熊柏青在中國有研青年科技人才培訓(xùn)班授課

躬耕先進鋁合金材料事業(yè)三十余載，熊柏青以“十年磨一劍”的定力、“敢為天下先”的勇氣，詮釋了新時代勞模精神的核心——將個人理想融入國家命運，用科技創(chuàng)新鑄就民族脊梁。

站在“十五五”的新起點，熊柏青的目光已投向更遠：加速新材料產(chǎn)業(yè)化、培育國際領(lǐng)先的創(chuàng)新生態(tài)……這位材料領(lǐng)域的“領(lǐng)跑者”，正以不懈奮斗的姿態(tài)，繼續(xù)為中國制造向中國智造的躍遷破譯“材料密碼”。

【責(zé)任編輯：韓夢圓】