一種堅持和追求，一種專業(yè)和專注

去年初夏，記者有幸采訪到了萬德田博士，在他小小的辦公室里我們暢談了幾個小時，從他的求學之路、人生經(jīng)歷談到科研成果、未來展望，回社后查閱了許多相關(guān)材料，寫成了《“好運博士”萬德田》一文。對他了解得愈多，愈發(fā)覺得這是一位純粹、樸實的科研工作者。

去年底，在中國建筑材料聯(lián)合會六屆理事會二次會議的現(xiàn)場，記者又一次在大屏幕上見到了他熟悉而親切的面孔——萬德田入選建材行業(yè)2021年度“十大科技突破領(lǐng)軍人物”，作為曾經(jīng)采訪過他的記者既感到驚喜，又覺得他當之無愧。

說來也巧，提名上的照片又選用了他最常使用的那張，寸頭，嘴角帶著笑意，身著實驗白大褂，領(lǐng)口露出紫色針織衫和干凈但有些發(fā)舊的襯衣領(lǐng)，背景是滿滿當當?shù)膶嶒炂鞑?。這張有些年頭的照片被反復(fù)使用在他過往的報道中，這位純粹的科學家，似乎沒有太多打造形象的時間。

2007年，從中國科學院金屬研究所研究生畢業(yè)的萬德田跟隨導師包亦望進入了中國建筑材料科學研究總院有限公司（簡稱“中國建材總院”），就在進入中國建材總院后的第二年，萬德田便開啟了人生中第一個獨立承擔的項目《夾層玻璃老化后界面和抗風壓殘余強度評價技術(shù)》。這一時期，城市建筑中玻璃幕墻的“老年化”成為了20世紀的遺留問題，玻璃幕墻破碎下墜傷人事件頻發(fā)。如何測試玻璃幕墻在臺風等極端天氣環(huán)境中出現(xiàn)脫落和墜落的風險，如何讓玻璃幕墻不再成為“空中殺手”成為了萬德田科研內(nèi)容中的一項重要任務(wù)。

經(jīng)過兩年的刻苦鉆研，他建立了夾膠玻璃抗風壓失效風險的模型，提出了夾膠玻璃界面強度的測試方法，并在此基礎(chǔ)上不斷突破革新，經(jīng)過十年的辛苦努力，2017年由他參與設(shè)計并完成的《建筑玻璃服役風險檢測和可靠性評價關(guān)鍵技術(shù)與設(shè)備及應(yīng)用》獲得國家科技進步獎二等獎。

作為中國建材總院“新生”的萬德田，在玻璃幕墻領(lǐng)域的“小試牛刀”便獲得了巨大突破，這也為萬德田在科研領(lǐng)域積累了寶貴的實操經(jīng)驗。

萬德田（左）與導師包亦望

2008年，在導師包亦望的帶領(lǐng)下，萬德田開始了脆性材料在高溫和超高溫氧化環(huán)境下的材料力學性能測試評價技術(shù)研究。陶瓷涂層的研發(fā)與應(yīng)用是當前先進材料結(jié)構(gòu)功能一體化的重要前沿科學問題，其具有耐高溫、耐磨損、耐腐蝕等優(yōu)異特性，被廣泛應(yīng)用于航空航天、石油化工、機械電子等領(lǐng)域，是重大的國際需求。陶瓷涂層因缺少涂層物理性能和殘余應(yīng)力的測試方法及標準，難以為涂層材料的優(yōu)選、涂層構(gòu)件的耐久性和使用壽命評價等提供技術(shù)支撐，這也成為了陶瓷涂層技術(shù)發(fā)展的痛點、難點。

在這樣的大背景下，《陶瓷涂層物理性能和殘余應(yīng)力評價關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用》技術(shù)研究正式立項，萬德田成為了該項目的骨干成員，承擔起了該項目中涂層性能測試技術(shù)整體研究規(guī)劃及國際標準化等工作。

此時國內(nèi)外還沒有相關(guān)的項目和研究，可采納的技術(shù)和資料甚至實驗器材基本為零。如何設(shè)計陶瓷高溫測試試驗夾具，如何選擇陶瓷應(yīng)力門檻值和作用模式，成為了擺在項目團隊面前最為急迫的兩大難題。在這樣的背景下，萬德田作為項目骨干成員帶領(lǐng)團隊嘗試了無數(shù)種方法對界面施加壓力，通過不斷測試，成功對樣品施加壓縮載荷轉(zhuǎn)化為界面均勻拉伸應(yīng)力和均勻剪切應(yīng)力，設(shè)計出了試驗夾具，為進一步的研究奠定了基礎(chǔ)。

在項目攻堅階段，萬德田團隊做了近百次抗疲勞試驗，用時最多的一次實驗耗時近500個小時，終于在世界范圍內(nèi)首次實現(xiàn)了從常溫到1400℃陶瓷界面抗疲勞性能的測試。通過十多年的不懈努力和刻苦研究，完成了基于相對法理論的涂層測試技術(shù)、檢測設(shè)備、標準化推廣應(yīng)用的系列研究。

《陶瓷涂層物理性能和殘余應(yīng)力評價關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用》代表性的創(chuàng)新成果包括：為解決服役構(gòu)件的陶瓷涂層殘余應(yīng)力無法測試的國際難題，建立了同溫涂層與異溫涂層的殘余應(yīng)力評價方法，研制了世界上首臺涂層殘余應(yīng)力測試儀，獲美國專利US 10222343，制定國際標準ISO 23458；針對結(jié)構(gòu)陶瓷常與其他材料粘接后使用的情況，建立了一種評價陶瓷粘結(jié)劑拉伸和剪切蠕變的標準試驗方法，被制定為國際標準ISO CD 5722；解決了國內(nèi)外陶瓷涂層在高溫及超高溫環(huán)境下彈性模量測試難題，提出了高溫脈沖激勵相對法測試涂層從常溫到1500℃范圍內(nèi)的彈性模量，被制定為國際標準ISO 20343；發(fā)明了二次相對法解決極端環(huán)境變形精密測量難題，首次測出陶瓷涂層超高溫（1500℃～2100℃）環(huán)境下彈性模量，被制定為國際標準ISO 21713；先后建立了陶瓷涂層的密度、膨脹系數(shù)和導熱系數(shù)在基體、復(fù)合體和涂層三者之間的解析關(guān)系，受到了國內(nèi)外專家的認可，其中涂層密度和熱膨脹系數(shù)測試方法被分別制定為國際標準ISO 21714和ISO 23458；解決了涂層與基體界面結(jié)合強度準確測量的難題，提出十字交叉法壓縮試驗評價涂層界面的拉伸強度和剪切強度，開發(fā)了相應(yīng)的實驗裝置，實現(xiàn)了陶瓷涂層與基體界面結(jié)合強度的準確測量，被制定為國際標準ISO 23114。

據(jù)了解，陶瓷涂層系列新技術(shù)屬國內(nèi)外首創(chuàng)，陶瓷粘結(jié)劑性能測試標準可用于確定陶瓷構(gòu)件拼接接頭的蠕變性能，對保證構(gòu)件工作的安全性和可靠性具有重要意義，是當之無愧的科技突破項目。

“這個過程中讓我印象最為深刻的是涂層彈性模量、熱膨脹系數(shù)及殘余應(yīng)力等幾個計算公式的推導，這花了我很大的力氣，”萬德田回憶，“這一時期，辦公室就是我的戰(zhàn)場。”

項目成果匯報書上那些短短的公式，凝結(jié)了萬德田無數(shù)個日夜的心血，正是那一筆筆、一劃劃的反復(fù)驗算，才有了這樣的突破。在該項目中，萬德田作為項目骨干成員與團隊一起完成了陶瓷涂層高溫及超高溫彈性模量和強度評價技術(shù)與裝置的研發(fā)，提出了改進十字交叉法評價陶瓷涂層界面結(jié)合強度，他是相關(guān)專利的主要完成人之一，國際及國家標準的主要編制人。萬德田主持參與制定的國際標準、國家標準為試驗設(shè)備和各檢測中心實驗操作提供了良好的指導，提高了陶瓷涂層產(chǎn)品的質(zhì)量檢測和試驗規(guī)范化。此外，萬德田還將測試方法轉(zhuǎn)化為國際及國家標準，再將標準轉(zhuǎn)化為測試設(shè)備，將檢測設(shè)備用于方法的提升完善，完成了”方法—標準—檢測方法”的閉環(huán)，在提升產(chǎn)品品質(zhì)的同時可帶來顯著的經(jīng)濟效益。

截至目前，該項目獲授權(quán)發(fā)明專利6項，其中美國專利1項，制定國際標準5項、國家標準3項。成果填補了國內(nèi)外陶瓷涂層熱物理性能無技術(shù)、無設(shè)備、無標準的空白，提高了我國自主創(chuàng)新能力，推動了涂層測試評價學科發(fā)展與技術(shù)進步，獲2020年度建筑材料科學技術(shù)獎技術(shù)發(fā)明類一等獎。

在萬德田看來，應(yīng)用科學的發(fā)展是我國當前社會形態(tài)下最為迫切的需求，要將科研人員十幾年的心血轉(zhuǎn)化為真正改變?nèi)祟惿鐣畹臇|西，要讓材料真正服務(wù)人類美好生活，高效可行的成果轉(zhuǎn)化手段無疑是科研的最后一道關(guān)卡，他也一直在結(jié)合市場做科研。

《陶瓷涂層物理性能和殘余應(yīng)力評價關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用》的技術(shù)成果在團隊的不懈努力、不斷推廣應(yīng)用中獲得了極佳的效益。

目前，成果已在中國國檢測試控股集團股份有限公司（簡稱“國檢集團”）、中航復(fù)材、中科院金屬研究所等幾十家單位得到了應(yīng)用，成果同時被延伸應(yīng)用到評價超薄玻璃和混凝土表面腐蝕層的彈性模量和強度評價等領(lǐng)域，整體技術(shù)應(yīng)用超過兩年。經(jīng)濟效益明顯，社會效益巨大，解決了陶瓷涂層熱物理性能評價技術(shù)的國際性難題，推動了涂層性能測試評價學科發(fā)展，并將創(chuàng)新技術(shù)轉(zhuǎn)化為國際標準向全世界推廣應(yīng)用，極大地提升了我國在陶瓷涂層性能測試領(lǐng)域的話語權(quán)。

同時，相關(guān)技術(shù)標準化的應(yīng)用推廣給全國范圍內(nèi)乃至全世界的檢測機構(gòu)、教學科研單位和生產(chǎn)企業(yè)提供了一種統(tǒng)一的測試方法，使得各檢測單位提供的數(shù)據(jù)具有較高的可靠性和可比性，提高了檢測質(zhì)量和檢測效率。通過系列新技術(shù)的應(yīng)用，對提高構(gòu)件的質(zhì)量，保障安全具有重要意義，達到了節(jié)省資源、節(jié)省時間、提高測試效率的效果。中國建筑材料聯(lián)合會鑒定意見表明：該成果已應(yīng)用在航空航天、建筑陶瓷等領(lǐng)域，經(jīng)濟效益與社會效益顯著；成果創(chuàng)新性突出，填補了國內(nèi)外空白，整體技術(shù)達到國際領(lǐng)先水平。萬德田也憑借昔日的耕耘成功入選了建材行業(yè)2021年度十大科技突破領(lǐng)軍人物。

除了日復(fù)一日的鉆研試驗，萬德田還積極參與了國內(nèi)外標準組織的各項活動，通過對國檢集團標準化工作的深入推進，使得集團公司標準化工作碩果累累。

此外，他還作為中國硅酸鹽學會測試技術(shù)分會秘書長，為全國工程測試技術(shù)人員提供了一個交流合作平臺，以促進我國相關(guān)產(chǎn)品的市場發(fā)展，將我國的標準化運作同國際組織的標準化研究逐步銜接起來，為我國涂層材料的優(yōu)選、構(gòu)件的耐久性和使用壽命評價等提供信息和參考，消除貿(mào)易上的技術(shù)障礙，有效地促進信息交流和共享。

正如去年采訪時他對記者說的：“我是從農(nóng)村出來的孩子，我對未來有著最質(zhì)樸的向往，那就是希望生活能變得更好?？茖W也應(yīng)該讓人類的生活更美好?！?/p>

如今的萬德田身兼數(shù)職，意氣風發(fā)，業(yè)內(nèi)業(yè)外的鮮花和贊譽也在不斷地向他而去。但我們依然能從他身上清晰看到當年那個身著白大褂、眼神純粹又充滿希望的青年科學家。