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中国建材检验认证集团包亦望博士获“全国优秀科技工作者”称号

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2012年12月14日,中国科协会员日暨“全国优秀科技工作者”颁奖大会在北京人民大会堂召开。中国建材检验认证集团(CTC)包亦望博士被授予“全国优秀科技工作者”荣誉称号。
包亦望是中国建材总院学位委员会主席,CTC副总工程师、研究中心首席科学家;中国硅酸盐学会测试技术分会秘书长兼副理事长;ISO/TC206
WG8工作组组长,全国工业陶瓷标委会及全国工程材料标委会副主任委员,全国工业陶瓷标委会功能陶瓷分委会及全国仪器分析测试标委会委员。多年来,他一直工作在科研第一线,凭借丰富的理论知识以及对科研工作的浓厚兴趣,积极为我国的科学技术发展及创新贡献才智,先后主持完成了国家“863”高技术研究发展计划、国家杰出青年基金、中国科学院“百人计划”、科技部重大国际合作、国家自然科学基金等国家科技项目20多项,发表学术论文200多篇,其中SCI收入118篇,EI收入161篇,授权或申请的专利40多项,主持制定国际标准3项,国家标准10项,行业标准5项,北京市地方标准1项,并担任8项国际标准中国专家代表,获得国家科技进步奖二等奖1项,省部级科技进步一等奖2项,二等奖7项。
包亦望在国内首创的“十字交叉法”测试固体材料之间的界面粘结或焊接强度、“缺口环法”测量硬脆管材弹性模量和强度,这些具有自主知识产权的专利技术已被ISO国际标准组织接受并转换成为相应的国际标准。他发明的玻璃强度水平无损实时检测、“局部高温同步加载法”评价超高温材料力学性能、“相对法”评价脆性硬膜的弹性模量和强度等关键性技术,均作为我国自主知识产权,广泛应用于陶瓷玻璃等脆性材料的质量检查和服役构件的在线实时性能检测,夹层玻璃与层状材料、镀膜材料、陶瓷与金属界面性能、玻璃陶瓷的性能检测与失效预测等技术领域。这些创新技术,既对陶瓷玻璃行业安全可靠性和质量保证有实用意义,又有利于我国脆性材料性能和结构安全评价的提高与创新,对于促进工程陶瓷玻璃行业健康发展和无机非金属材料力学性能的学科发展,保障人民生命财产安全具有重要意义。
“全国优秀科技工作者”评选于1997年经中国科协五届五次常委会议批准,是面向全国广大科技工作者设立的奖项,旨在表彰先进、树立榜样,充分调动广大科技工作者的积极性和创造性,树立“尊重劳动、尊重知识、尊重人才、尊重创造”的良好风尚。此次荣誉的获得,不仅是对包亦望及他率领团队所作贡献的充分肯定,也为CTC增强核心竞争力、引领行业发展,创造更为广阔的社会影响力。
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国际新标准出台

钢化玻璃自爆,俗称“玻璃癌症”,是既有玻璃服役安全中普遍但又难以检测、“无法治疗”的国际性难题。随着我国建筑玻璃幕墙的广泛应用,建筑玻璃自爆与坠落导致的安全事故和问题日益凸显。事故频发引起了各级政府部门的高度重视,以往大多是事后统计已有的破损,无法预测既有建筑玻璃潜在风险。针对建筑玻璃服役安全评价的瓶颈问题,中国建材集团旗下中国建材总院所属国检集团首席科学家包亦望敢为天下先,以提升其服役安全和风险预测为目标,突破了国内外建筑玻璃行业百年难题。他主持完成的项目“建筑玻璃服役风险检测和可靠性评价关键技术与设备及应用”荣获2017年国家科学技术进步奖二等奖。

新葡亰平台游戏网址 ,前不久,记者得知由中国建材检验认证集团股份有限公司主编完成的国际标准ISO
17095,即“精细陶瓷(高性能陶瓷、高技术陶瓷)—陶瓷材料高温界面粘结强度试验方法”于今年7月底获得国际标准化组织确认并予以发布的消息,遂打电话给CTC综合管理部副部长杨慧探听虚实。

创新方法与技术,推动脆性材料力学学科发展。熟悉包亦望的人都知道,他好学爱琢磨,是有名的“点子王”、“包管用”,善于发现问题、思考问题、解决问题,很多看似不可能的事情,在他那里几乎都能找到解决方法。包亦望在脆性材料的力学性能评价理论和测试技术、优化设计、强度与断裂理论、可靠性和寿命预测等方面取得了大量的研究成果,特别在陶瓷和玻璃的高温和常温力学性能评价,动态与静态失效性能研究方面居国内领先水平,先后提出了脆性材料的均强度破坏准则、强度衰减模型寿命预测、脆性材料损伤容限定量评价方法等,发明了“球压法”、“十字交叉法”、“缺口环法”、“相对法”、“痕迹法”等一系列脆性材料力学性能原创性评价技术,获得国家发明专利40余项,其中部分创新性的方法获得了国际同行的高度赞誉,如痕迹法就被国际专家以发明人的名字命名为“BWZ
method”,在国际论文中得到广泛的引用。

“这是我国建材行业继利用具有自主知识产权的技术转化而成的第一项国际标准ISO
13124之后,成功发布的又一项国际新标准,表明我国的材料性能和测试研究综合科技水平已经达到国际先进水平。CTC主持编制的国际标准使我国在建材行业国际标准的制定中从一般参与走向实质参与,有效地提升了我国在国际标准领域的话语权和地位。”杨慧说。

科技创新,让风险可以预测

“这两项新国际标准是由CTC哪个研发团队完成的?项目带头人是谁?”记者急切地问杨慧。可她并没有正面回答记者的提问,而是笑盈盈地抛出一句话:“欢迎您到CTC探寻秘密。”

包亦望根据玻璃的本征脆性和“宁碎不屈”的特点,认为要解决这种风险预测问题,首先要搞清楚自爆机理和影响因素。包亦望团队的研究,是从寻找硫化镍开始的。

于是,在次日下午,记者应约来到地处京城东五环外的CTC科研与办公大楼探访。

玻璃里的硫化镍杂质直径只有0.1——0.3毫米左右,肉眼基本看不见,用放大镜或扫描仪检查微小杂质极为困难,现场检测更加困难。为了确定杂质缺陷的性质,团队首先收集大量的钢化玻璃自爆后的残片,并取出自爆源的部分玻璃进行断口分析,每一个自爆源断口都能找出一个微小的杂质。在对大量的杂质进行成分分析后,包亦望团队发现,除了大家熟知的硫化镍,还有从未被发现过的单质硅、氧化铝等杂质颗粒。这些并不会发生相变的杂质颗粒由于膨胀系数与玻璃不一致,在升温或降温过程中也会引起杂质颗粒与玻璃之间的挤压,这种挤压达到一定程度就会导致玻璃局部应力超过玻璃局部强度而破裂,从而发生自爆。因此,钢化玻璃的自爆是由硫化镍、单质硅等杂质挤压周边玻璃并产生应力集中而导致的一种脆性材料力学和断裂力学的现象。从力学的角度来分析和解决问题,这是固体力学专业出身的包亦望的强项。

提供新技术手段

利用材料力学基础和脆性材料临界破坏的强度模型,包亦望建立了钢化玻璃自爆的破坏准则和自爆条件,证明了钢化玻璃自爆不仅仅是因为微小颗粒杂质,还因为小颗粒杂质刚好位于钢化玻璃的拉应力区。如果杂质的膨胀系数比玻璃大,它将在升温过程挤压玻璃,反之,在降温过程产生界面挤压。显然这些挤压都会引起应力集中而导致钢化玻璃自爆。

刚一落座,记者便要求杨慧把这个神秘的研发团队和项目带头人找来聊一聊,急于揭开他们成功探索国际标准的秘诀。杨慧一笑:“实话告诉您,ISO
13124国际标准和ISO
17095国际标准,都是由CTC的首席科学家包亦望教授带领的团队完成的。他可是个大忙人,得事先预约才能和他见面。”随即,杨慧通过电话与他联络,并告知记者来访的意图。过了半晌工夫,杨慧总算把记者带到一座新大楼内,与这位神秘的传奇人物见了面。

虽然用光学或肉眼检测微小杂质极为困难,但是查找透明材料里面的应力集中却是一件容易的事。包亦望团队的研究思路因此发生了根本改变,从查找高层建筑玻璃自爆源杂质到检测自爆源杂质引起的应力集中,通过揭示钢化玻璃内部杂质颗粒与周边应力场分布的关联性,发现自爆的根本原因在于玻璃内部拉应力区内的应力集中。

眼前的包亦望尽管个头不高,但眉宇之间气度不凡,是一位海外学成归来的博士,现任中国建筑材料科学研究总院学位委员会主席和CTC研究中心首席科学家、学术带头人。2012年12月14日,他荣获全国优秀科技工作者称号。

包亦望团队通过分析钢化玻璃内部杂质颗粒种类、形貌、尺寸、分布位置对应力集中的影响,获得了钢化玻璃自爆风险等级的影响系数及划分标准,提出自爆准则,并开发了钢化玻璃自爆源自动检测方法,研制了国内外首台透射式和反射式光弹扫描仪。该技术被制定为国家标准GB/T
30020,成为评估钢化玻璃自爆风险的关键手段。技术还可推广至玻璃生产线或幕墙安装前的钢化玻璃自爆源排查,为建筑玻璃及玻璃制品的安全使用提供了科学、系统的评价理论及无损在线检测方法。

这位曾先后获得过洪堡学者、国家杰出青年基金和中国科学院“百人计划”的科学家告诉记者,检测认证是产品进入市场前必不可少的一个环节,产品的安全和稳定性能与产品的技术水平同等重要,而国际标准体系则是建筑材料安全进入市场的衡量标准,包括对产品的认证和检测体系、对产品性能的测试方法等。

包亦望团队还发明了“动态相对法”预测建筑玻璃坠落风险及评估标准;开发了幕墙玻璃坠落风险检测仪,自动识别幕墙坠落风险等级,数据无线传输,创新技术还具有普适性,也可推广到陶瓷幕墙和石材幕墙等外围构件的服役安全检测;研制出一种可用于检测高空建筑幕墙的机器人装备——玻璃幕墙安全检测智能机器人,解决了高层建筑玻璃幕墙检测人员高空作业风险难题,实现了玻璃幕墙安全智能化、自动化检测,破解了以往“蜘蛛人”高空对幕墙检测的危险难题。

据包亦望介绍,ISO
17095国际标准适用于航空航天材料、特种工业材料、无机非金属建材制造、建筑工程等研究和应用领域。它的问世,有效地解决了陶瓷材料高温界面评价困难的技术难题,填补了世界高温界面强度评价领域的空白,在切实保障人民生命财产安全方面更体现出非凡的重要意义。

建筑玻璃应用中另一个突出的问题是服役中空玻璃密封失效而导致建筑不节能并容易造成外片玻璃脱落,建筑玻璃从高层建筑上脱落到地面是比自爆更加危险的一种灾害。我国中空玻璃产量和使用量遍布全球,中空玻璃的产品质量及其服役性能检测至关重要。该团队研发了无冷媒中空玻璃结露试验仪等系列10个类别的耐久性检测设备,建立了耐久性评价技术体系,率先建成了世界上很大的、可年检1800个中空玻璃单元体耐久性检测服务平台,获得美国中空玻璃认证委员会和北美中空玻璃协会的国际认可和验证,填补了国内空白。

他说,ISO 13124和ISO
17095可分别用来测量室温和高温环境下陶瓷材料界面粘接强度,组成了一个系列标准。该系列标准提供了一种测试陶瓷材料的界面拉伸和剪切强度的新型方法——十字交叉法,可准确评价固体材料及构件之间的界面粘接强度,也可以用于各种常温和高温黏结剂的粘接性能评价。这项技术大幅度提高了全世界科研工作者和工程技术人员在研究和应用陶瓷、玻璃等脆性材料过程中的设计优化率和应用效率,同时为检测服务类型的企业提供了一种全新、快捷、便利的检测技术和全新标准,为增强生产企业的技术创新能力和市场竞争力提供了一种高效的技术手段。

对于服役中的中空玻璃,包亦望揭示了其气密性和受力变形之间的关系,即中空层漏气之后受力和变形均集中在受力作用的那一片玻璃上,从而降低了中空玻璃承载性能,增大了受力较大的外片玻璃破裂或坠落的安全隐患。发明了“挠度比较法”现场评价中空玻璃密封性能是否失效的检测技术,实现现场评价中空玻璃的安全性能,为建筑玻璃安全服役和灾难事故的预测提供了全新的技术手段。

“如今的中国与世界的联系越来越紧密,中国经济的国际影响力也与日俱增,但中国的国际话语权尚未与此比肩同步,尤其是在建筑材料的检测和认证上仍存在着较大的逆差。我们只能依靠坚实的‘软实力’来提升‘硬实力’,不然难有国际话语权。”包亦望说。

负重前行,荣誉与社会责任

说到如何提高中国建材检测界在国际上的话语权这个话题,他希望记者找CTC的高管、总经理马振珠教授寻求答案。

科研成果只有大力推广应用,才能实现很大价值。该项目成果应用的三年期间,包亦望团队完成了全国数百栋大型建筑的既有建筑幕墙玻璃的自爆风险和安全性评价检测,为国内外4000多家企业开展了中空玻璃耐久性检测;制定了10项国家标准和2项行业标准,同时全国多个省市均采用本项目技术制定地方标准。该项目成果在创新技术标准化服务社会,提升城市建筑节能和公共安全的社会公益方面得到社会高度认可和评价。这大概就是包亦望说过的“所谓公益性,所追求的不是考虑做一件事能挣多少钱,而是考虑不做这个事将造成什么样的损失”。

争国际新话语权

包亦望继承了老一代科学家热爱祖国、刻苦钻研、献身科学的优良传统,并不断探索创新,带领团队在材料和结构设计、产品质量检测、构件失效分析和仪器研发等领域开发出具有重要实用价值和社会经济效益的科技成果,如发明相对法评价技术,解决了陶瓷涂层的弹性模量、残余应力、强度、密度、界面结合强度、膨胀系数等性能测试难题以及特殊条件下的性能评价,并制定系列国际标准和国家标准,填补了国内外陶瓷涂层的性能评价和测试技术的多项空白;发明了十字交叉法测试常温和高温界面拉伸强度和界面剪切强度以及界面疲劳损伤的方法和装置,该测试技术成为我国无机非金属材料领域中自主知识产权转化的第1项和第2项国际标准;发明局部受热同步加载法、相对缺口环法等测量超高温极端环境下的力学性能,并研制出世界上首台超高温极端环境力学性能试验系统,用于航空、航天等领域的极端环境的性能测试,获2014年国家科技进步奖二等奖。迄今已有9项国际标准的核心技术来自中国的包亦望,并被国内外相关测试和研发人员广泛应用。

为什么我国建筑材料检测和认证的发展需要国际话语权?其实质和决定因素是什么?怎样才能实现一个国家级企业的国际话语权的提升?带着这些疑问,记者来到马振珠总经理的办公室求教。

2015年全国劳动模范和先进工作者表彰大会上,包亦望荣获全国劳动模范称号,受到国家领导人的亲切接见。诚如意大利著名作家拉·乔乃尼奥里所言,“劳动是产生一切力量、一切道德和一切幸福的威力无比的源泉。”个人的理想总是与祖国的命运息息相关,劳动者只有将一己的快乐融入民族振兴和国家富强的伟大事业,才能真正实现个体价值与幸福的很大化。用自己的劳动为自己热爱的事业而忘我奉献从而为更多的人服务就是世界上幸福的人。

马总倒是快人快语,跟记者一一道来。

首先,中国的国际身份要用自己的话语主动定位,而不是被他国的话语定位。他认为,一个连国际身份都被他国定位的国家,其国际话语权自然就受到极大地制约。所以,用中国自己的话语主动地自我定位国际身份,并让这种身份得到国际社会的认可,而不是“被定义”,是中国提升国际话语权所要解决的基本任务。

其次,发展基础性的科学研究,构建中国自己的有国际影响力的学术概念的需要。他说,与西方国家相比,尽管中国的建材检测和认证技术在总体上仍处在一个较低的水平,极少输出自己原创而富有影响力的概念和话语,与中国经济对外大幅“出超”形成严重的逆差,但我们有责任和义务提升中国建材检测在国际上的话语权。因此,加大对建材检测的基础性研究力度,是抢夺国际话语权阵地的一个先决条件。

再其次,除了要加大投资力度,构建中国建材检测科研基地外,还要在中国建材检测界树立核心的国际话语权这个价值观,以自己的原创科学体系为根基,从而使中国建材检测界拥有一套价值统一、逻辑一贯、科学至上的话语体系,才能使中国建材检测界在国际行业中真正拥有国际话语权。

他告诉记者,国际话语权是一个国家软实力提升的象征,虽然体现在各个领域,但取决于硬实力的大小,在其丰富的内涵中包括对议题的设置、对规则的设定等。

他说,中国认识到国际话语权的重要性是在改革开放数十年之后,比如语言学界提出了汉语的国际话语权、商界提出了价格的国际话语权、意识形态部门提出了宣传的话语权,外交领域提出了要提高在国际政治议程制定中的话语权等。但随着中国经济的崛起和综合实力国际排位的上升,中国各个领域应该拥有越来越多的国际话语权,尤其体现在建材检测和认证上。它可以是主权国家的官方机构,也可以是非官方组织或群体,其所用符号可以是语言的,也可以是非语言的。

“科研技术实力与业务能力水平是评价一个检验认证机构能否向社会提供更加优质服务,能否向国际高端检验认证市场看齐的重要基础。其中,科研技术实力更是检验认证行业业务发展的重要基础和支撑,加强检测技术的科技研发有助于更好地满足用户的需求。”马总说,“我们相信,把增强创新能力作为战略基点,作为转变发展方式的中心环节来抓,不断注入科技创新因素,必将为CTC保持充满活力、持续向上的发展势头提供源源不断的动力。”

“尽管眼下西方的国际话语权强势地位和中国的弱势地位还难以改变,但这种局面不会持续太久。不可否认,中国的国际话语权意识处在一个急速的增强期。”马总说,“第二项国际标准的问世是中国建材检测界打入世界的一个通道,也是一个契机,所以,我们必须抓住这次难得的机遇,为中国建材检验认证集团走向世界付诸行动,以打破建材检测界被西方国家垄断的格局,维系国际市场新秩序,保障百姓的健康生活。总之,只有在理论上澄清对话语权的片面认识,明确话语权的内涵和本质,遵循话语权的一般规律,制定正确的话语权战略并付诸实施,才能从根本上实现一个国家话语权的提升。”

我们期待着CTC以不断创新的步伐,为中国成为建材生产强国而出台更多的国际标准。记者吕立祥

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