焊透异质壁垒 锻造国之重器——记校区异质材料特种连接研究团队

2026年7月8日,2025年度国家科学技术奖励大会在北京隆重举行。宋晓国教授作为第二完成人参与的“异质复杂多腔构件精准钎焊制造技术及应用”项目,荣获国家科进步奖二等奖。

异质复杂多腔构件是先进制造和高端装备的核心,其精准钎焊制造技术长期被国外严控。宋晓国带领校区异质材料特种连接团队完成的“钎料设计、表/界面调控工艺和专用装备”研究,实现了多种关重件先进制造,为国家重大工程和重点任务实施提供了关键技术支撑,取得巨大的经济和社会效益。

宋晓国与团队里的年轻人在一起

面向国家重大需求,在“无人区”啃下硬骨头

“就是因为难,我们哈工大人才要做,这样我们才能推动这个领域向前走一小步,你的课题才会有意义。”这是宋晓国常对团队说的一句话。

异质材料特种连接团队成立于2012年,最初仅有宋晓国、胡胜鹏、雷玉珍3人;随着刘多、檀财旺、周利、陈波等老师转入,卞红进站做博士后,团队基本成形;付伟、林丹阳、苏健晖等青年学者陆续加入后,力量进一步壮大,2026年起细分为激光焊接、搅拌摩擦焊、增材制造、钎焊4个方向。

多年来,团队锚定国家重大战略重大工程集智攻关啃下了一个又一个硬骨头:开发国内首套表面活化连接复合装备,解决了航天轻质钛、铝等材料连接过程中氧化膜去除的核心难题;与航天单位合作研发火箭贮箱多余物自动清理检测系统,填补国内空白,为我国下一代火箭研制保驾护航;开发航空发动机新一代报警器膜盒成套焊接技术并形成标准,打破国外“打包售卖”的技术垄断;支撑建设亚洲第一、世界第二的高温高超声速风洞,为我国新型飞行器研制提供核心基础实验设施。2025年,团队牵头的“表面活化辅助异质金属高精密高可靠钎焊关键技术及应用”项目荣获中国有色学会工业科学技术奖技术发明一等奖。

此次获奖的项目历经17年协同攻关,在基础理论、关键技术与核心装备上实现原始创新突破,形成成套共性技术体系,破解了受制于人的窘境。从跟跑到并跑、再到部分领域领跑,团队用实际行动助力国家高水平科技自立自强。

面向经济主战场,把技术扎进产业土壤

“有所为有所不为,把更多精力放在国家大项目、大工程,放在国家战略需求上。”这是宋晓国给团队定下的规矩。而服务山东新旧动能转换、赋能先进制造业,正是团队扎根齐鲁大地的使命所在。

国家级青年人才檀财旺教授是服务地方的“急先锋”。他主动对接中车青岛四方,联合开发激光焊接技术,成功应用于CR450AF等多款高速列车,服务于青岛地铁2、3号线及印尼雅万高铁,助力中国制造走出国门他带领团队攻克激光-电弧复合焊接热源耦合与变形控制技术,建成自主可控的船体厚板焊接自动化生产线开发的全自动激光拼焊生产线,实现车门多拼件一体化焊接成形,已在奇瑞、吉利、奔驰等车企落地。

周利教授聚焦轨道交通轻量化痛点,开发双轴肩搅拌摩擦焊新技术,解决了高速列车车体中空挤压型材焊接质量可控性差的行业难题,联合中车青岛四方开发的超声波焊接技术,已应用于高速磁浮列车电磁极组件制造。

胡胜鹏高工牵头的“高活性钎料与钎焊关键技术开发及应用”项目,在全国多家企业应用,荣获2024年中国产学研合作促进会科技创新奖创新成果奖二等奖,成为产学研深度融合的生动实践

用科技创新带动产业创新,以自主技术赋能产业升级,在异质材料特种连接领域,团队正成为推动经济高质量发展的核心引擎。

面向未来产业,培育更多新质生产力

材料学科是现代制造业的‌物质基石与核心驱动力。为推动中国制造业向‌高端化、智能化、绿色化‌转型,团队面向未来产业持续攻关,为培育新质生产力注入强劲动力。

卞红教授带领团队聚焦半导体材料制备与未来晶体管器件应用中面临的核心问题,团队系统研究材料特性、制备方法及应用进展,为后摩尔时代中晶体管材料的研究提供了重要理论支撑。

付伟教授瞄准航空航天、轨道交通及汽车工业领域的轻量化需求,针对超轻质钛合金/热塑性复材复合构件的高质量连接,开发了超声能场辅助连接技术论文入选《国际材料研究会刊》封面论文,并被中国材料研究学会评为“杰出论文”。

宋延宇副研究员研发的超声辅助钎焊技术,在低温大气条件下实现石墨与铜、铝的超快高质量连接,为高端散热构件规模化、低成本制造提供了全新技术方案。开发的氮化硅陶瓷基板覆铜技术支撑了第三代功率半导体性能升级,成功孵化出山东天锐电子科技有限公司,助力山东电子信息产业高质量发展。

从技术攻关到产品落地,从成果孵化到企业成长,团队正用一项项“硬核”技术,为培育新质生产力播撒种子、浇灌沃土。

学中干干中学,让人才在一线拔节生长

“不光要培养业务能力,还要培养组织协调、团队协作能力”宋晓国深受导师冯吉才教授的影响,在团队建设上坚持“放权压担、以战养才”:大课题集体商量、小问题自主决策,引导年轻人在国家项目中成长。

青年教师林丹阳2025年入选爱思唯尔2%顶尖科学家ESI顶尖论文奖2025年被评为特聘教授。指导研究生胡继旭从“实验失误”中挖宝,最终提出了新型高温合金,发表ESI高被引论文。

苏健晖副研究员历经107次试验,破解碳纤维复合材料与金属热连接界面氢键机制,成果入选ESI高被引论文。读博期间曾获得中国国际大学生创新大赛全国铜奖,工作后指导学生获该赛事的全国银奖。

这种学中干、干中学的氛围,让青年教师快速成长目前团队29名教师中有教授11人,拥有国家级人才称号的有4人,省级人才称号的有8人。

为推进教育科技人才一体化发展,团队将最新的科研进展补充进课堂教学,引导学生从课堂走入实验室。近5年,团队指导学生参与科创比赛获得国家级奖励25项,省级奖励26项。

团队申报的专业学位研究生教学案例入选教育部学位与研究生教育发展中心2023年度主题案例为此做过大量工作的刘多教授表示,通过梳理和总结异种材料连接在实际中的应用案例,推动实现“理论研究-技术开发-成果转化”有机结合,探索产教融合育人新模式

今年5月份,2023级硕士生陈显昊凭借校企联合实践成果顺利通过答辩成为校区第一个按实践成果通过学位答辩的硕士他说:“校企联合培养最大的优势就是产学研深度融合,学校提供理论支撑,企业提供真实工程平台,让我能聚焦产业需求开展研究,真正实现学以致用。”

不久前,博士生徐炳孝获评全国“百名研究生党员标兵”,他在抖音、小红书开通账号“小徐读博记”,把晦涩的科研方法变成生动短视频,录制71条视频总播放量668万次,用“指尖上的学术服务”传递科研报国正能量。

走出校园的校友们,也在各自单位挑起大梁2014级硕士生周炜璐参与我国自主知识产权三代核电“华龙一号”全球首堆建设,被中央电视台专题宣传2017级博士生牛超楠现美的集团智能制造研究院高级工程师,突破国际领先技术2项、行业领先技术3项,为集团增益千万元2018级博士生董红杰现任华为制造部高级工程师,突破国外技术封锁,实现多项国内及业内首创……

焊亮未来,为强省强国建设再出发

面向十五五刚刚调任哈工大材料学院院长的宋晓国对于未来有着清晰的规划:首先还是做好人才培养这个高校的第一要务,培养好学生培育好青年教师;其次是继续做好科学研究,在一校三区材料学科深度融合的背景下,面向国家重大战略,建大团队、做大项目、出大成果,将哈工大材料学科的人才、科技、成果优势引入山东,服务山东先进制造业发展,支持更多项目在山东落地。

异质材料特种连接研究团队正以此次获奖为新起点,把焊枪对准国家战略需求、对准山东产业脉搏,在齐鲁大地上焊亮科技报国的使命之光,为山东省先进制造业筑牢根基,为制造业强国建设持续贡献力量。(张玉芹、刘多


创建者:张玉芹