黨的二十大擘畫了全面建成社會主義現(xiàn)代化強國、以中國式現(xiàn)代化全面推進中華民族偉大復(fù)興的宏偉藍圖，習(xí)近平總書記在黨的二十大報告中強調(diào)，堅持創(chuàng)新在我國現(xiàn)代化建設(shè)全局中的核心地位，加快實現(xiàn)高水平科技自立自強，加快建設(shè)科技強國。作為我國自主創(chuàng)新的一個成功范例，中國高鐵完成了從“追趕”到“領(lǐng)跑”的跨越，當前，中國已建成世界上規(guī)模最大的高速鐵路網(wǎng)，回顧中國高鐵發(fā)展，中國標準動車組——復(fù)興號研制成功，是一座重要里程碑。“復(fù)興號”動車組是中國自主研發(fā)的高速動車組，技術(shù)水平世界領(lǐng)先。
“復(fù)興號”不僅要跑得快，更要停得住、停得穩(wěn)。在高速行駛條件下，動車組的制動系統(tǒng)承受著極大的壓力，尤其是閘片（也稱制動片）的性能直接影響著動車的運行安全和效率。作為高速列車制動系統(tǒng)的核心部件，閘片是列車運行的最后一道安全保障。長期以來，我國制動閘片依賴從德國、日本等國家進口。但是，這其中不僅存在著標準不統(tǒng)一、供貨價格貴、運營成本高等問題，進口閘片也無法滿足我國地域廣闊、環(huán)境復(fù)雜多變的運行要求，出現(xiàn)了“水土不服”的問題。“復(fù)興號”要實現(xiàn)完全自主化，解決閘片問題迫在眉睫。
北京科技大學(xué)曲選輝教授團隊面向國家急迫需求與行業(yè)發(fā)展桎梏，披荊斬棘，充分發(fā)揮粉末冶金技術(shù)優(yōu)勢，通過多功能多組元設(shè)計調(diào)控材料熱學(xué)、力學(xué)和摩擦磨損等關(guān)鍵性能。10多年來，先后研制出了一系列可以滿足不同使用條件的金屬基復(fù)合材料閘片，均已在“復(fù)興號”相關(guān)型號動車組中獲得應(yīng)用，該成果由學(xué)校和北京天宜上佳合作完成。這一重要成果突破了外國專利壁壘，解決了“復(fù)興號”中國標準動車組關(guān)鍵材料“瓶頸”問題，實現(xiàn)了關(guān)鍵核心技術(shù)自主可控，把創(chuàng)新主動權(quán)、發(fā)展主動權(quán)牢牢掌握在自己手中。“復(fù)興號350Km/h級動車組閘片”獲世界粉末冶金大會（World PM2018）“杰出創(chuàng)新產(chǎn)品獎”。中國有色金屬工業(yè)協(xié)會組織了包括7名院士在內(nèi)的9名行業(yè)專家對該成果進行了評價：“項目技術(shù)新穎，創(chuàng)新性顯著”“達到國際領(lǐng)先水平”。項目技術(shù)原理和方法獲2021年度中國有色金屬工業(yè)科學(xué)技術(shù)獎（發(fā)明）一等獎，產(chǎn)業(yè)化和推廣應(yīng)用成果獲2021-2022年高等學(xué)校科學(xué)研究優(yōu)秀成果獎（科學(xué)技術(shù)）科學(xué)技術(shù)進步一等獎。同時，曲選輝教授領(lǐng)銜的團隊先后入選“北京高校優(yōu)秀本科育人團隊（2020年）”和“全國高校黃大年式教師團隊（2022年）。
找準突破口 建立閘片研制新思路
高速列車閘片在制動過程中會產(chǎn)生高溫、高壓以及高摩擦力，在這樣的極端條件下，極易產(chǎn)生摩擦系數(shù)衰退、摩擦系數(shù)波動增大和磨耗量異常升高等問題，導(dǎo)致摩擦材料失效。因此，如何更好調(diào)控材料的摩擦磨損性能、耐熱沖擊性能以及與制動盤的匹配性能是研制高速列車閘片必須要弄清楚的問題。
項目團隊長期從事材料領(lǐng)域基礎(chǔ)研究，針對高速列車閘片失效機理，創(chuàng)新性將粉末冶金工藝與閘片研制相結(jié)合，提出了以粉末冶金實現(xiàn)多組分復(fù)合協(xié)同作用效應(yīng)的新思想，開啟了新型粉末冶金復(fù)合摩擦材料研究的新路。團隊基于材料基因工程理念，對材料的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)以及熱穩(wěn)定性等進行深入研究，設(shè)計了具有復(fù)合結(jié)構(gòu)的多組元銅合金粉末冶金摩擦材料，突破了摩擦系數(shù)高穩(wěn)定化、抗熱衰退設(shè)計和低磨耗控制等難題，為實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用奠定了理論基礎(chǔ)，儲備了技術(shù)手段。
冬奧版智慧型動車組及TS588B/32閘片
400Km/h級動車組及TS759閘片
瞄準應(yīng)用端 實現(xiàn)閘片完全自主化
創(chuàng)新成果要服務(wù)國家重大戰(zhàn)略需求、服務(wù)經(jīng)濟社會發(fā)展。為讓相關(guān)成果走出象牙塔、走上生產(chǎn)線，項目團隊瞄準成果應(yīng)用最后一公里存在的技術(shù)難點、堵點開展了系統(tǒng)研究，在高鐵制動系統(tǒng)核心材料和部件設(shè)計以及工業(yè)化制備技術(shù)方面，建立了具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的高鐵閘片新理論、新工藝，實現(xiàn)了新型材料摩擦磨損、力學(xué)和熱學(xué)性能的協(xié)同調(diào)控，攻克了摩擦系數(shù)不穩(wěn)定、熱衰退和嚴寒冰雪金屬鑲嵌異常磨損等難題，成功突破了產(chǎn)業(yè)化桎梏，實現(xiàn)了量產(chǎn)應(yīng)用。
自動生產(chǎn)線
當前，該項目研發(fā)的產(chǎn)品已應(yīng)用于我國“復(fù)興號”動車組所有車型以及“和諧號”動車組CRH1、CRH380、CRH5等改進型車型，徹底打破了進口產(chǎn)品長期壟斷局面；“高寒閘片”成功用于我國東北地區(qū)高寒動車組，克服了進口閘片在高寒氣候條件下“水土不服”的問題，為實現(xiàn)高寒地區(qū)冬季不減速運行提供了安全保障；開發(fā)的“靜音型閘片”成功用于為北京冬奧會量身定制的京張高鐵智慧型動車組，為提升高鐵舒適性的發(fā)揮了關(guān)鍵作用，助力了2022年“北京精彩冬奧會”。該項目成果實現(xiàn)了我國高速列車制動閘片自主保障，解決了我國高鐵產(chǎn)業(yè)自主發(fā)展的核心關(guān)鍵材料問題，實現(xiàn)了我國高鐵制動材料和技術(shù)的完全自主可控，為實現(xiàn)我國高鐵技術(shù)從“跟跑者”向“并跑者”“領(lǐng)跑者”的轉(zhuǎn)變做出了巨大的貢獻。
使命如炬，征途如虹
他們
賡續(xù)北科大“為國而生、與國同行”的紅色血脈
傳承北科人“鋼鐵強國、科教興邦”的奮斗初心
敢做創(chuàng)新探路者，甘當隱姓埋名人
以“北科創(chuàng)造”
在實現(xiàn)高水平科技自立自強的征途中
擦亮“北科榮光”
