和人一樣，任何一種材料都有自己的使用壽命。那些用尖端材料制成、在高精尖科技儀器上發揮關鍵作用的精密零部件，其使用壽命往往直接影響尖端設備的使用壽命。獲得過國家科技進步二等獎的西安理工大學材料科學與工程學院蔣百靈教授創建的“微弧電子學”，就是研究在相同條件下如何減少磨損、延長精密材料使用壽命的科學。

尖端材料

    據悉，這一科研成果不僅被海軍裝備部列入艇上鋁制設備防護處理驗收大綱，還被美國通用汽車納入車用鎂合金防腐處理規范。國內有七十余家企業采用了他的研究成果。他本人也因在科技成果轉化方面的突出貢獻而獲得中國產學研合作促進會主持評選的“產學研合作創新獎”。

    “微弧電子學”是蔣百靈教授創建的全新學術體系，是用“非接觸”方式，以滿足“高硬度金屬和半導體材料的精細圖形加工和減磨延壽”為工程目標。它在“電子學”學術體系上填補了電力電子學和微電子學未涉及的“電子面性高密度傳遞”的科學空位，又在基礎理論研究上支撐著精密機械基礎件微細加工和減磨延壽的技術開發。2005年蔣百靈教授就以“鋁鎂合金微弧氧化設備研制”為題，獲得國家科技進步二等獎。目前國內企業使用的“微弧氧化設備”幾乎全部源自西安理工大學的技術支撐。

    猶如人不能依賴肌體增厚脂肪御寒，精密零部件也不能僅靠基體性能來滿足各類服役環境下的抗蝕、耐磨。結合不同用途，“對癥用藥”給精密零部件穿一件由“三維納米顆粒”組成、厚度為微米量級的“薄衣服”，以實現“減磨延壽”的耐用目的，就是西安理工大學材料科學與工程學院蔣百靈教授微弧電子學研究的領域之一。

    量大面廣的機器人等高端智能裝備的傳動系統均由精細度和一致性極高的齒輪、軸承等精密機械基礎件組成。這些零部件不僅精度等級已超出“接觸式切削加工”的精度范圍；同時由于無間隙裝配，通過“潤滑油潤滑”以減小磨損的傳統“延壽”方法也無法實施。因此，創新開發可滿足高端裝備和智能機械發展要求的精密機械基礎件制造技術和減磨延壽工藝，以增強我國裝備制造的國際競爭力，已是迫在眉睫。

    微弧電子學的研究方向就是在電子回路中設置一個由兩極和工作氣體或液體組成的氣固或氣液固界面，通過調控兩極之間的電磁場模式，以使固體表面誘發出具有“納米微束”放電特征的微弧現象，進而實現固體表面物質以“非熔發射”機制逐層剝離，再輔助以兩極之間的介質約束，達到對固體材料表面原位改性、納米尺度逐層剝離、納米粒徑薄膜制備的目的。

    從材料的應用開發方面看，微弧電子學改寫了材料的生命密碼，比如通過讓氧與鋁結合，使鋁合金（輕質但硬度、耐蝕性不足）表面原位生成一層氧化鋁陶瓷，使其表面變得質硬且耐蝕，進而達到了延長材料使用壽命的目的；同時，微弧電子學又是一種新型“塑形”技術，通過負電性等離子體對材料進行納米尺度選取剝離，實現以非接觸式方式加工出精密零件，具有廣闊的應用前景。

    據蔣百靈教授介紹，針對國內目前高端離子鍍膜設備尚被國外壟斷，及國產精密機械基礎件耐用性不足已嚴重制約我國高端裝備和智能機械國際競爭力的現狀，通過利用非平衡磁場對真空腔內撞擊靶面等離子體的匯聚功能，引發靶面納米微束放電機制，實現三維納米尺度化合物顆粒薄膜制備，滿足精密機械基礎件減磨延壽的性能要求。

    國務院印發《中國制造2025》，部署全面推進實施制造強國戰略，這是我國實施制造強國戰略第一個十年的行動綱領。裝備制造業發展水平是一個國家綜合國力的重要體現，國家重大裝備制造更是事關國家經濟安全、國防安全的戰略性產業。蔣百靈教授希望通過努力，能在這個領域實現突破，使作為機械裝備制造和使用大國的中國，在關鍵零部件上不再受制于人。

責任編輯：王元

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