打破国外垄断!从学术小白到科研新星,一位“川三甲”的进阶之路!
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2019年9月,四川大学宜宾园区开园。刘俊波是第一批入驻的博士研究生。
作为园区的“拓荒者”之一,沉浸在学业中的刘俊波,过着三点一线的生活。他往返于宿舍、实验室与食堂,“好像都很少和实验室以外的人说话”。但现在看来,这种“枯燥”,更像是“天降大任于是人”前的磨练。
在园期间,刘俊波作为主要参与人员,不仅研究出寿命比国产传统刀片延长了近10倍的高端数控切削刀具,还与团队一起从无到有建成了“高端数控刀具智能设计制造与应用创新中心”。高端数控切削刀具技术的突破,意味着其打破了国外垄断相关技术的现状,扭转了我国完全依赖进口的局面。
这不是刘俊波第一次在科研方面取得成果。硕士期间,他主研自润滑Ti(C,N)基金属陶瓷轴承,寿命比传统轴承材料延长了近20倍,并授权发明专利4项。他两次获国家奖学金,是四川大学第十一届研究生“十佳学术之星”,也是2018、2019年度四川大学“百佳”学生个人。
从曾经懵懵懂懂的“学术小白”,到研发重要技术的“科研新星”,刘俊波说,他在川大“找到了人生的方向”。
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回炉再造
想当老师的人,决定重返校园
刘俊波是名副其实的“川三甲”。2010年,来自西昌的他如愿被川大录取,进入制造科学与工程学院(后更名机械工程学院)学习。
本科时期,刘俊波是个“和科研不沾边”的人,他把大部分精力投入到了社团工作中。事情的转折点发生在2014年——那时刘俊波已毕业,想当老师的他选择了一份教培行业的工作,但没过多久,他便意识到了自己的局限性,决定“回炉再造”:“读研深造,才能成为更好的老师。”
本科时期的刘俊波(左)
刘俊波走上科研之路,离不开导师熊计教授的启蒙。“刚读研的时候,我的成绩不算特别好,但老师却很用心地培养我,给了我许多动力。”在导师的指导下,刘俊波开始了解科研的具体方法,兴趣也逐渐浓厚。
工科生的读研生活,除了上课,就是看文献、做实验、写论文。2017年,刘俊波开始基于实验成果发表论文。研究得越多、产生的疑惑也越多。一篇论文写完,刘俊波就会进入下一轮更深入的实验。截至目前,他已发表SCI学术论文26篇,其中以第一作者发表11篇。
回顾过去的所有研究,刘俊波印象最深的,还是硕士期间研发的自润滑Ti(C,N)基金属陶瓷轴承。
轴承作为当代机械设备中一种重要零部件,主要起支撑部件的作用。而“自润滑”意味着材料本身可以产生“润滑项”(即有润滑功能的物质),不必再另外加入润滑剂。因为常规润滑油在高温中会挥发,所以刘俊波引入了石墨项,这使得金属陶瓷轴承在工作环境温度更高的航空航天、核动力行业也可以使用。
自润滑Ti(C,N)基金属陶瓷轴承
这是刘俊波耗时最长的研究,前后用了快一年的时间。当时,刘俊波的实验陷入了瓶颈——他以小时为单位改变渗碳的时间,但做出的材料要么一点石墨项也没有,要么全部覆盖,花费了大量的时间,却没有做出理想中的梯度材料。迷茫中,师兄的一句“以十分钟为单位调整时间”突然点醒了刘俊波。“当我打破了这种固定思维后,我想要的梯度材料很快就做了出来。”基于此成果,刘俊波发表了他的第二篇SCI论文。
硕士期间,刘俊波的研究均围绕轴承的实际问题展开,并授权发明专利4项。优秀的科研成果,也助力他顺利保送,成为川大2018级的一名博士。
找到方向
从成都到宜宾,再到新加坡
2019年9月,四川大学宜宾园区开园。刘俊波作为团队的“大师兄”,主动申请成为首批入驻的研究生。刀具是机械制造中用于切削加工的工具,和轴承一样,拥有体量非常大的运用范围。刘俊波和团队一起,在宜宾园区从零筹备“高端数控刀具智能设计制造与应用创新中心”,也就是他们口中的“刀具实验室”。
“刚去宜宾时,实验室什么都没有,我们是去‘开疆拓土’的”,刘俊波笑说。在熊计教授的带领下,刘俊波和师弟从图纸设计开始,规划布局、选定设备,一点点给实验室“添砖加瓦”。目前,“刀具实验室”已形成了一定规模,基本覆盖设计、制造、加工、检测的全流程,也陆续吸引了更多人才。
向宜宾市人民政府王萍副市长讲解刀具实验室情况
在建设实验室的同时,刘俊波也开始了对刀具的研究。“这些依靠进口的工具,如果可以做出替代的产品,就能发挥很大的实际效用。”
面临不同的被加工材料,刀具的材质、几何形状、切削参数都是需要考虑的问题。刘俊波表示,“朝九晚五”是“很轻松的时间安排”,更多时候他要花十几个小时在实验室,一个人守着设备运行。某些特定的实验,还需回到成都进行——从川大宜宾园区到川大望江校区,他已往返了60余次。
在刀具实验室做实验
在2000多次实验后,刘俊波终于取得了突破。他和团队研究的高端数控切削刀具,成功突破技术瓶颈,其寿命比国产传统刀片提高了近10倍,极大地压缩了行业发展成本。而“数控”意味着,他们建立了一个大型数据库,输入预定的参数,计算机就能根据需求进行智能设计。
因为对材料的研究用处广泛,可以解决实际问题,在刚开始做科研时,实验成功的成就感让刘俊波倍感兴奋。但逐渐的,“情怀”成了刘俊波源源不断的动力:“中国需要技术自强,否则许多行业都会被限制。”
在南洋理工大学课堂上做报告
2021年,刘俊波获“国家建设高水平大学公派研究生项目”留学资格,前往新加坡南洋理工大学深造。那里的许多前沿研究,让刘俊波“大开了眼界”;而作为在异国他乡求学的游子,他对祖国的情感也更为深切。目前,刘俊波已完成项目回到了川大,带着更为丰富的知识准备大展拳脚。
来日正长
腼腆但外向,迷茫但坚定
刘俊波并不是所谓的“社牛”。事实上,他有些慢热,但他依然是一个外向的人,喜欢交朋友,从人际关系中收获力量。
刚上大学时,刘俊波加入了笑笑相声社,本意是想锻炼自己。前几次演出,一段12分钟的表演,还没说到一半就下了场,因为“太紧张,后面的段子全忘了”。到了大二,刘俊波成为了笑笑相声社的社长,开始筹备社团的首次三校区巡演。当时西园二餐的旁边还是澡堂,刘俊波和社员们就在那里反复排练。
在文学与新闻学院演出
作为相声社前社长,刘俊波曾带领笑笑相声社拿到了第一个“校十佳社团”的荣誉。每月专场、三校区巡演、毕业专场,连轴转的活动举办经历,让他的“脸皮更厚、心也更大了”:“之后做实验也经历了许多失败,但我知道失败是常态。”
在华西临床医学院演出
作为相声表演者,他开始参与各学院的迎新晚会、毕业晚会的演出,甚至还接到了央视录制节目的邀请。有些腼腆的他,在不断的表演中逐渐意识到,自己其实是一个“享受舞台的人”。也正是在这段时间,刘俊波萌生了当老师的念头:“当你把一些知识、经验讲给听众,把大家讲懂后,也会有演出成功的感觉,十分开心。”
2018年,刘俊波加入了四川大学“研究生党员学长”队伍,通过讲座分享、论文指导等形式,与学弟学妹们交流。“刚进入研究生阶段,他们可能比较迷茫,如果能以过来人的身份向他们分享经验,或许他们就能少走一些弯路。”
参与研究生交流讲座
在此期间,刘俊波参与了20余次线上线下讲座,来听讲座的学生累计超过了3000人。其中,17名研究生获得了国家奖学金,新增高端学术成果20余项。他与许多学弟学妹保持着密切的交流,帮助他人的“意义感”,让他更坚定了当老师的想法。
参与本硕博交流讲座
岁月如梭,刘俊波已到而立之年。川大在他过去的人生中占了很大一部分:他见证着川大的综合实力与日俱增,也在川大的怀抱里蜕变成长。12年前,刚来江安校区的他懵懵懂懂,“只要期末考试过了就很开心”;如今的他则成熟了许多,开始思考“各种意义”,“想为社会做一些有价值的事情”。他目前最大的理想,就是把切削刀具做到世界先进的水平。
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大川
图片 | 受访者提供
采写 编辑 | 陈胤璇
责编 | 曹丹