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十年66专利出口创汇2.2亿美元 他的发明成群结队

来源: NOW999 2013-05-03 14:42

3月初,江苏大学赵玉涛教授荣获第五届“江苏省十大杰出专利发明人”称号。此时,距离他第一次申请发明专利已有10年时间。

在这十年期间,赵玉涛申报发明专利66项,其中:获得授权发明专利29项,主要专利应用于20余家企业,近三年新增利润3.8亿元、新增税收3.4亿元,出口创汇2.2亿美元。

对于赵玉涛来说,发明创造的最大意义,在于发明不止,创新不歇。通过持之以恒地创新,并申请专利保护,他建立了原位颗粒增强铝、镁基复合材料的制备—加工—性能—应用的完整体系,在一直被国外垄断的高性能铝、镁基原位复合材料研究领域发出了强劲的中国“好声音”。

学习与思考,是他发明的源泉

复合材料是一种新型结构和功能材料,通过先进的制备方法,把两种或两种以上不同物理或化学性质的材料组合在一起,就形成了具有特种性能的新材料。它和金属材料、非金属材料、高分子材料一起,被称为现代工业生产的四大材料。铝基复合材料由于具有重量轻、强度高、耐热、耐磨、抗疲劳等优点,在航空航天、国防军事、节能交通、电子信息等高技术领域中复合材料逐步替代了传统材料,复合材料的研究深度、应用广度和发展规模,已成为衡量一个国家科学技术先进水平的重要标志之一。

赵玉涛的研究对象正是高性能原位颗粒增强铝、镁基复合材料。在上世纪80年代末,国际上开发出了这一新型复合材料,中国从上世纪90年代初开展这项研究,但是应用一直处于试验阶段,因为该材料涉及多学科交叉,且核心技术长期被国外垄断。

目前,国际上传统的铝基原位复合材料体系反应起始温度常常高于950℃,有时甚至超过1100℃,铝烧损严重、能耗大,无法应用于工业生产。何不尝试新的反应体系?通过阅读占有国内外海量的资料文献,结合大量的实验研究,赵玉涛自主创新发明了铝基原位复合材料的一个新体系,反应温度和传统相比降低了近300℃,大大降低了能耗和铝烧损。以此为基础,他还先后研制出了10余种高性能、低成本的新型材料,性能超过国际同类材料,而且制造成本仅为国外的三分之一。这一发明最终获得了第十一届中国专利奖优秀奖,使我国生产的铝基复合材料在国际上具有了较强的竞争优势。

沉在企业里,他的专利转化成了真金白银

新颖性、创造性和实用性是发明专利的三大标志。“专利的价值不是体现在所有权上,而是体现在转化后带来的商业价值上。”赵玉涛常说,“创新时就要考虑专利以后怎么用、能通过什么方式转化,发明出新的专利,却转化不了生产力,也就没有了意义。”

和大亚科技股份有限公司合作生产的轮毂产品达到了发达国家指标,形成年生产200万只的能力并批量为欧美市场供应,累计新增税收4400万元;和江苏中联铝业联合生产的颗粒增强铝基复合材料车轮,累计新增税收12980万元,特别在降低用料和能耗方面节约了开支15220万元;和江苏省金象减速机有限公司合作的减速机,耐磨寿命提高了2到3倍,制造成本降低了50%,累计新增税收1550万元……赵玉涛的发明专利已经广泛应用于21家企业,近三年应用企业新增销售额34亿元,专利转化率高、市场效益可观的秘诀就在于专利的创新思路酝酿之前就已经和生产实际密切联系在了一起,专利的实用性和创造性经过了企业调研的充分论证。

不是在实验室里,就是在企业生产现场,这是赵玉涛工作状态的真实写照。新技术在实验室里研制成功后,赵玉涛马不停蹄地到企业蹲点,结合实际设计新的装备,优化生产工艺。

用颗粒增强铝基原位复合材料生产的汽车轮毂重量能减轻8%,耐磨性提升了两倍,使用寿命翻了一番,适用于汽车轻量化、节能化的发展趋势。但是,由于涉及到的工艺因素众多,出现问题、查找原因也变得异常复杂。有次在企业现场,赵玉涛就遇上了用户反映轮辐出现裂纹的问题,既没有扫描电镜等分析工具,企业又要求马上解决问题。他只能利用企业既有的分析条件现场拟定方案,最终凭着丰富的经验,判断裂纹的原因是材料中杂质未能彻底清理,短短一天时间就顺利解决了问题。

长期和企业亲密接触,拥有丰富的现场一手资料,赵玉涛编写了《铝合金车轮制造技术》,这本书也是目前国内铝车轮行业的唯一一本专业书。

从家用轿车到商务车,再到重型卡车、军用车,赵玉涛发明专利始终瞄准的是轻合金车轮行业发展的需求,如今专利产品的应用领域进一步扩大,正拓展到轨道交通、大型客机等高技术领域。[page]

依托顶层设计,他带领团队起航

如果说,发明专利只是科学研究的副产品,那么赵玉涛的主业也是做得颇有声色。他的研究成果先后获得了中国机械工业科学技术一等奖、江苏省科学技术一等奖等荣誉。

“科学研究顺其自然不行,要预先进行顶层设计。”赵玉涛是“高性能金属基复合材料研究与应用”的带头人,带领着50多人的团队,他总是事先设题,提前规划好每年要做哪方面的科研、要申请哪些项目、要形成哪些成果。在他的带领下,团队2011年成为江苏高校优秀科技创新建设团队,获得国家“863”项目、国家自然科学基金项目等一批国家和部省级项目的支持,发表学术论文96篇,其中SCI收录26篇、EI收录67篇,出版著作4部。

“他对科学研究的总体把握和思路梳理总是那么清晰,始终能从国家、学科的战略高度或者实际应用的重大需求角度去考虑问题。”说起赵玉涛,团队的核心成员陈刚教授总是非常钦佩。

从2008年开始,赵玉涛担任江苏大学科技处处长,开始行政和科研工作“双肩挑”。材料学院副教授张松利却认为,“赵老师的劲头太足了,他离不开科研。”张松利曾是赵玉涛的博士生,每次团队讨论时,赵玉涛总是对铝基复合材料的最新文献说的头头是道,对此他非常好奇。直到后来,经常晚上10点被老师叫去办公室,工作至凌晨一两点,他方才明白了其中的缘由。

科学研究并非总是一帆风顺,创新和不妥协是其中的主旋律。在颗粒增强铝基原位复合材料研究之初,赵玉涛和团队一直想要实现颗粒在基体中均匀分布的难题。要让1微米直径大小的颗粒均匀分布谈何容易?赵玉涛认为,高分子材料采用的超声处理、电磁搅拌分散的方法,也可以用在复合材料上试试。团队采用电磁场调控的手段,最终解决了颗粒的分布难题,由此多了一项新的发明专利,为材料的产业应用提供了重要保证。

回首十年的发明之路,赵玉涛有独特的感悟。他还记得最早申请专利时想法非常简单,仅仅是产生一种新的方法而已。历经十年蜕变,他顺藤摸瓜地获得了颗粒增强铝基原位复合材料的制备技术、加工成形技术、材料检测技术等一系列发明专利,完成了对这一材料开发与应用的系统研究。“只有把科学研究做深做透,建立专利群,形成了专利之间的关系网,这样的发明才具有核心竞争力。”赵玉涛说。

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