艦用燃油鍋爐，是大型戰(zhàn)艦動力裝置的“心臟”，爐膛的耐火磚一旦受損或坍塌，戰(zhàn)艦就會立刻喪失動力無法航行，且在短時間內(nèi)難以修復(fù)。這種情況若出現(xiàn)在戰(zhàn)場上，艦船就成了“活靶子”。研制出一種新型超高溫艦用耐火磚，是艦船專家們多年的夙愿。艦用耐火磚要經(jīng)受住熊熊烈火的炙烤，其耐火性能到底要多高？對此，海軍工程大學(xué)楊自春介紹說：“‘真金不怕火煉’，是因為金子的熔點高，超過了1000℃。艦用耐火磚，要能承受金子熔點兩倍的高溫而不變形不發(fā)軟。”
耐火度達1500℃以上的材料就屬超高溫耐火材料，其耐火度每升高50℃都是一道難以逾越的技術(shù)難題。為研制出高性能的耐火磚，楊自春查閱文獻資料，遍訪國內(nèi)知名的耐火材料研究院所和廠家，經(jīng)過充分調(diào)研和科學(xué)論證，最后選定了新型陶瓷材料。這種陶瓷材料，和我們?nèi)粘Ｉ钪胁途摺⒐に嚻返奶沾煽纱蟛幌嗤�。它既具有陶瓷耐熱性好、使用壽命長的優(yōu)點，也有陶瓷韌性差等不足，為了揚長避短，僅加入的其它材料就有20多種，可以說，是響當(dāng)當(dāng)?shù)母咝阅軓?fù)合材料。
20多種原材料各占多大分量，既要用材料學(xué)知識作指導(dǎo)，更要靠大量的試驗來驗證。楊自春和同事們制定了9種陶瓷材料系列的100多個方案。材料從送進爐膛預(yù)熱到燒制成品要一個星期，這7天他們要吃住在試驗室，進行持續(xù)觀察記錄。成品出爐后還要應(yīng)用現(xiàn)代化的測試儀器對成品的各項物理化學(xué)性能指標(biāo)逐一進行測試、分析、計算，爾后對材料配方進行修改完善。如此循環(huán)往復(fù)，前后歷時一年多，新型陶瓷材料的配方才得以確定下來。
單一的耐火性能解決起來，也許還算不上最難。接著，另一個難題擺在了楊自春面前，那就是提高材料的隔熱性能。作為鍋爐用的耐火材料，還要隔熱性能優(yōu)良。耐火磚厚不過10厘米左右，迎火面的溫度接近2000℃，背火面卻要低于300℃，否則鍋爐的鋼鐵外殼就可能發(fā)軟變形。
陶瓷材料耐熱性能好，傳熱性能也好。讓它既耐火又隔熱，真是難上加難。楊自春向著這個科技堡壘發(fā)起了沖擊。空氣是熱的不良導(dǎo)體，采取在材料中做微孔的辦法實現(xiàn)隔熱。然而，這個孔做多大，怎么做，其中的學(xué)問很大。傳統(tǒng)觀念認(rèn)為，孔越大、氣孔密度越大隔熱效果越好。楊自春在工程試驗對比中，發(fā)現(xiàn)一個有悖于傳統(tǒng)觀念的新現(xiàn)象：同樣的材料，一定范圍內(nèi)氣孔直徑小的比直徑大的隔熱效果好。
這是一種偶然現(xiàn)象，還是自己觀察失誤？楊自春和同事們圍繞這一現(xiàn)象，開展了大量的試驗研究。事實一再證明楊自春的發(fā)現(xiàn)是正確的，他的學(xué)術(shù)論文發(fā)表后受到國內(nèi)外材料學(xué)專家的高度關(guān)注。通過進一步研究，楊自春首次應(yīng)用梯度功能材料新理論，創(chuàng)造了新型陶瓷耐火材料納米級微孔新技術(shù)、新工藝。隨后，他又實現(xiàn)了新型材料的表面閉孔處理新技術(shù)。
楊自春研制出的新型耐火隔熱陶瓷磚，獲得了一項國家發(fā)明專利、兩項國家實用新型專利，捧回了軍隊科技進步一等獎、第14屆全國科技發(fā)明博覽會銀獎，填補了國內(nèi)艦用鍋爐特種高檔耐火隔熱材料的空白。
對自己獲得的獎項，楊教授一語帶過，他講的最多的還是艦用鍋爐爐膛復(fù)雜惡劣的工作環(huán)境：不僅有大火燒、油煙熏的氧化侵蝕，還有火炮射擊、導(dǎo)彈發(fā)射和大風(fēng)浪航行的強烈沖擊和振動，以及頻繁點火熄滅，上千度溫差劇烈變化的考驗等等�？茖W(xué)研究沒有止境。為了研制出可靠性更高的耐火材料和隔熱性能更加優(yōu)良的隔熱材料，楊自春和他的團隊正揚帆遠航。
