“中國想要打造成為海洋強國，沒有先進的設備，不可能成為海洋強國。裝備的先進是首要因素，而裝備先進，必須靠先進的新材料，所以，材料的使用、發展、研究， 是把海洋工程裝備做成現代化，成為海洋強國的必要條件”周廉院士說。

 

    本刊記者/劉娟

 

    隨著產業發展和城市化水平的提高， 人類面臨著資源短缺難題。據估計，陸地主要礦產資源的可開采年限大多在30-80 年，而石油、天然氣的消耗只有百余年的時間。最豐富的煤礦，也只夠開采300-400 年。縱觀全球，現有陸地能源與礦物資源的枯竭，已是為期不遠的可怕現實。在嚴峻的現實面前，迫使人們不得不把希望的目光投向占地球表面積約70.8%的藍色海洋。目前全球海洋業產值已超過3 萬億美元，約占世界經濟總產值的16%，成為世界經濟的重要支柱。加強海洋控制，建設海洋強國，已成為世界各國特別是亞洲國家激烈角逐的主旋律。

周廉院士接受采訪現場照片

 

    2014年7月1日，《腐蝕防護之友》記者有幸采訪到中國工程院院士周廉先生。40多年來，周院士致力于超導和稀有金屬材料的研究發展工作，近年來更涉及鈦及鈦合金、材料加工和制備技術，以及生物工程材料等多個領域。為中國超導材料及稀有金屬材料的基礎研究、工藝技術及實用化的研究和發展做出了突出的貢獻。堪稱我國有色合金與鈦合金之父。他向記者說：“中國想要打造成為海洋強國，沒有先進的設備，不可能成為海洋強國。裝備的先進是首要因素，而裝備先進，必須靠先進的新材料，所以，材料的使用、發展、研究，是把海洋工程裝備做成現代化，成為海洋強國的必要條件。”

 

    高強耐蝕“鈦”現代化正當時

 

    鈦金屬質輕、高強、無磁、耐蝕，特別突出的是耐海水和海洋大氣腐蝕， 是優異的輕型結構材料，被稱為“海洋金屬”。是建設海洋強國的重要戰略材料之一。周院士說：“未來5到10 年，將是我國發展海洋工程的大好時機，如今鈦合金價格下降，4.5萬/噸， 與銅合金價格差不多。”

幾種金屬材料在流動海水中腐蝕速率的比較

 

    鈦表面可形成氧化膜使鈦鈍化而不受腐蝕。鈦的鈍化膜具有很好的自愈合性， 當其破損之后可以迅速自動修復，形成新的保護膜。鈦在氯化物水溶液和酸性烴類化合物中具有優異的抗腐蝕性能，可以使海洋工程裝備與整體結構同壽命設計， 減少維護成本。同時可以減少腐蝕裕量設計，大幅降低裝備的結構質量，并且無需涂層保護，簡化了制造工藝，降低了制造成本，保護了海洋環境。

 

    縱觀近十年來，我國鈦工業和技術得到了迅猛發展，鈦加工產品產量從2005年到2012年產量提升了5倍多。在鑄錠、鍛造和板材生產方面，我國已裝備了完善和先進的鈦及鈦合金生產線，技術水平達到世界先進水平。但，我國艦船用鈦起步晚， 規模小，總體還處于起步階段。

 

    材料腐蝕機理研究是海洋防護的關鍵

 

    周院士表示，鈦合金在海洋復雜環境（深海高壓、高低溫交變、動靜載荷交變、多種介質腐蝕等）的抗腐蝕性、疲勞、振動、氫脆、接觸腐蝕、電偶腐蝕及海洋生物污損等問題需要進行深度的基礎研究。目前，許多鈦合金材料只做了短時間、小范圍、小規格產品的研究，離大型工程應用要求還有很大的差距，這些需要我們加強深入的研究，有評估、有模擬、有計算、有模型，海洋用材料實驗室與現場腐蝕的基礎研究必須重視起來，共同推進。

2005年1月18日周廉院士榮獲傅立葉大學名譽博士后和夫人屈翠芬合影留念

 

    他說：“特別像基礎研究領域，一個很好的科學項目計劃是很關鍵的，而計劃的得到，需要把國內外現狀及未來二三十年需求制定出分層次的詳細計劃，尤其是在基礎研究方面，例如”973項目“，我特別推崇”973項目“由五六個單位，組合成一個很大的研究方陣，研究腐蝕基礎問題，根據行業現狀，以實際問題為起點， 解決現實工業問題。這樣，科技力量，包括高校、研究單位、企業，三方合力解決問題。這個方向是對的，需要更加緊密的合作，加強合作的深度與廣度。”

 

    “我們面臨的關鍵問題，是要對材料本身在多層次跨尺度的各種情況下記錄、分析、總結海洋腐蝕性能的基本變化，給出選材建設性意見的報告，形成綜合防護體系技術。目前，針對以鋼鐵為主的腐蝕數據研究的基礎上，需要進一步擴大材料種類，例如鈦合金，鎢合金、鎳合金這類有色金屬”周廉院士說。

 

    “產、學、研、用”合作機制契合海洋材料防護工程

 

    中國有遼闊的領海，包括18000km 大陸海岸線，6500 多個島嶼和300 萬平方公里的專屬管轄海域。我國的海運事業發展很快，萬噸級以上的港口有2000 多個，沿海萬噸級以上泊位近1700 個，大型海洋船舶數千艘，船舶規模居世界第四位。但是，許多海岸、島嶼、船舶均見不到鈦材應用的身影，鈦的使用基本為空白。

 

    周院士介紹道： “ 中國工程院啟動了”中國海洋工程材料研發現狀與發展戰略初步研究“咨詢項目。目前咨詢項目進展情況良好，通過文獻調研和實地考察調研，已初步掌握了我國海洋用材的應用現狀，并召開了海洋工程用有色金屬、無機材料、腐蝕防護、鋼鐵、鈦合金、復合材料等一系列的海洋工程用材專題研討會，實現了科研院所、生產企業和應用部門產、學、研、用的對接。”

 

    周院士對海洋工程未來的發展，期許很高。中國將形成完整的海洋工程裝備用鈦合金材料設計、驗證、制造、加工、研究等產業體系，打造若干具有較強創新能力的海洋工程裝備用鈦合金配套、服務機構，全面掌握海洋工程裝備用鈦金屬材料的設計技術、應用技術和生產加工技術， 具備創新應用鈦金屬材料的技術能力，使海洋工程裝備鈦合金應用技術和范圍達到國際先進水平。

周廉院士在中法納米材料研討會上講演