专家信息:
刘吉平 ,男,博士研究生学历,含能材料与阻燃材料专家,二级教授,博士生导师,注册安全工程师。强光致盲弹之父,一次引爆云爆弹之父。1982年毕业于贵阳师范学院(现贵州师范大学)化学系,1992年3月考入国防科技大学二〇五专业攻读博士学位,1995年6月人才引进入北京理工大学。现任北京理工大学材料科学与工程学院教授,阻燃材料研究国家重点专业实验室常务副主任。
作为第一完成人,先后获得2项国家技术发明二等奖(1991年、2003年)、1项国家科技进步二等奖(2020年)、省部级科技进步一等奖6项、特等奖2项、其他科技奖励10余项,其中,2021年获贵州省发明一等奖,2021年获中国发明协会创新一等奖,2022年获中国生产安全协会一等奖,1978年获贵州省重大贡献奖,1992年被评为有突出贡献的国家级中青年科技专家,1992年享受国务院政府特殊津贴,1996年入选教育部跨世纪人才,2005年获何梁何利科技进步奖。是国家反恐办反爆炸专家组副组长,中央警卫局防爆安检专家组成员,解放军新概念效应评价中心副主任,全国消防标委会委员,解放军总后勤部军需装备技术顾问等。目前,承担教学课程《炸药爆炸理论与装药技术》、《聚合物粘弹性力学》。主要从事含能材料、弹药工程、阻燃材料、高分子材料及反恐技术的研究,致力于服务高能弹药(战斗部)、特种作战装备发展及反恐和城市安全工程。作为项目负责人,先后承担多项纵向科研任务,包括973计划、863计划、国家重点研发计划、国家科技支撑项目、民机专项、中央在京高校重大成果转化项目等。此外,作为项目完成人及技术持有人,与多家企业开展横向科研项目,为企业解决技术难题。发表论文420余篇,出版著作11本(其中Springer-Verlag 3本),授权发明专利100余件(含国防专利)。
教育及工作经历:
1968年4月-1978年9月:在原昆明部队任战士、技师、指导员、参谋等职,一直从事武器装备的维修、改制等技术革新工作;
1978年9月-1982年7月:在贵州师范大学化学系读书(现役);
1982年8月-1983年8月:贵州省都匀军分区后勤部工作;
1983年8月-1985年8月:昆明军区贵阳干部文化学校教员、参谋;
1985年8月-1995年6月:在空军航弹研究所火炸药研究室任工程师、高级工程师、提高待遇的高工;
其中:1989年被空军评为高级工程师; 1992年考入国防科技大学应用物理系爆炸理论及应用专业攻读博士学位;
1992年10月被评为国家级有突出贡献的中青年科技专家,晋升为提高待遇的高级工程师,同时获得国务院特殊津贴待遇;
1995年6月至现今,北京理工大学化工与材料学院 教授;
1996年改任研究员,曾兼任阻燃材料研究国家重点专业实验室副主任等。
学术兼职:
1、中国兵工学会理事。
2、中国防弹(爆)新材料与装备产业联盟主席。
3、中国新材料技术协会副会长。
4、中国阻燃学会副主任委员。
5、**反恐办专家组成员。
6、中国人民JFJ新概念武器效应评价中心副主任。
7、解放军新概念效应评价中心副主任。
8、解放军总后勤部军需装备技术顾问。
9、国家注册安全工程师。
10、全国消防标委会委员。
11、国家十一五特种行业国家奖评委。
12、国家社会安全发展个体防护装备专家组组长。
13、GJ反恐办反爆炸专家组副组长。
14、《民爆器材》编委。
15、担任多所大学兼职教授。
教学情况:
主讲课程:
承担教学课程:《炸药爆炸理论与装药技术》、《聚合物粘弹性力学》及《纳米技术与物理》等博士、硕士课程。
培养研究生情况:
先后培养了5名博士后,27名博士研究生,80余名硕士研究生。
科学研究:
研究方向:
含能材料制备与应用(特种战斗部)、高分子材料改性。
承担科研项目情况:
承担国家重点项目:某单兵弹药为我军主战装备,已批量生产×××万发;承担某反恐弹药现已生产1600万发;承担国家863项目和国家十一五科技支撑项目负责人及中央在京高校重大科研成果转化(高灵敏度手持式拉曼光谱探测仪产业化);等离子荧光危险液体探测仪,已在公交车上配用;承担易得材料制备液体炸药及炸药模拟物研制,产品已广泛用于公安案件侦破。
主要学术贡献:
一、提出含能材料增效设计理论,研制出高密度储氢材料改性的X型高能混合炸药和XX型燃料空气炸药,分别达到TNT当量X倍和X倍,显著提高了含能材料的威力,在多个武器平台中得到应用。
高能炸药是所有武器高效毁伤的基础及相关研究的前沿。美国、俄罗斯和以色列等高能混合炸药综合能量为TNT当量2.45-2.89倍;俄罗斯一次引爆的燃料空气炸药达到TNT当量的3.5倍。我国混合炸药综合能量仅为TNT当量X-X倍,某高效毁伤专项2030年的目标为TNT当量的X倍,一次引爆的燃料空气炸药是TNT当量的X倍。 刘吉平提出含能材料增效设计理论,研制出储氢密度高且结构稳定的Al12H36和BNH材料,添加改性制成混合炸药,攻克了混合炸药的爆热、相容性和爆炸瞬时炸药中储氢材料与空气中氧充分结合的关键技术难题,实现了含能快速无损增效,发明了X型混合炸药,能量水平达TNT当量的X倍,炸药粒度级配/装填密度超过X%,用于X型空地战略导弹装药,为实现武器高威力小型化做出了重要贡献,在高能炸药领域处于国际领先水平;同时还提出点爆炸与体积爆炸统一效应理论,建立了一次性引爆燃料空气炸药的无损抛撒自动点火模型,攻克了铝镁合金粉三维加工、化学敏化等技术难题,发明了TNT当量X倍的X型燃料空气炸药,毁伤威力比国际同类产品提高X%以上。该炸药已在中国兵器工业某厂建立的我国第一条云爆弹装药生产线实现了批量生产,生产的X式Xmm单兵云爆弹填补了我国云爆弹装备的空白。该炸药同时在X型X代火箭云爆弹、X公斤级航空云爆炸弹等6种产品定型,已装备部队X万发;还发明了X纵火剂,用于X型航空纵火炸弹,攻克了具有抛撒时利用空气自动摩擦点火和挂壁燃烧等技术难题,实现了继凝固汽油弹之后的巨型装备。
二、 建立了热辐射爆炸激励发光非线性动力学规律,提出了化学能向声光能量高效转换方法,发明了X型强光暂时致盲弹,各向同性光强达109cd,高于国外同类产品2个数量级。提出了液体炸药的爆炸机理,研制出了液态燃爆物在线检测设备,为保障机场等公共场所安全起到重要作用。
声光武器是冷战结束后发展的新概念软杀伤武器。美国LosAlamos实验室强光弹,装药量600g,发光强度108cd;英国XFS-1型强光手榴弹装药量80g,发光强度5×107cd;我国闪光弹发光强度3×106-4.2×107cd装药量60g。针对发光强度低和噪声高等科学难题,刘吉平研究了纳米铝粉形态、粒径及其燃烧特征,揭示了可燃材料在高压激励下电子跃迁发强光的机理,发明了强光致盲剂及毛细管点火装置,使各向同性光强得到显著提高,实现了在高压激励下化学能向声光能量的无损转换。发明的X型强光暂时致盲弹各向同性光强达109cd(装药量Xg),高于国外同类产品2个数量级,致盲X分钟后即可恢复视力。强光致盲弹已于1999年定型批量生产,2003年获国家技术发明二等奖,装备部队XXXX余万发。是经过实战考验的装备,在我国新疆、西藏、四川阿坝等多次平息暴乱中作为杀手锏反恐装备得到应用。上述装备多次受到党和国家领导人的检阅。
在阻燃工程方面建立了五万吨级聚磷酸铵生产线和两万级MCA生产线,有力的改善我阻燃剂依赖进口的现状,为我国阻燃科学作出了重大贡献。
认定成果:
1.一种金属氢化物原位聚合包覆钝化方法 刘吉平 ;李树磊;任明安;王栋;李守良;韩佳;苏岩 河南纳宇新材料有限公司 2018
2.一种α-三氢化铝的制备方法 刘吉平 ;王栋;任明安;李树磊;韩佳;李守良;苏岩 河南纳宇新材料有限公司 2018
3.瞬态热膨胀裂石剂制备与应用关键技术 刘吉平 ;刘晓波;韩钊武;毕晓露;苏岩;杜君宜;王栋;王银杰;王晓君;杨威威;韩开晋;韩佳;赵伟;李小庆;孙敏 北京理工大学 2017
4.以氢化铝锂和硼氢化锂混合催化制备α-三氢化铝的方法 刘吉平 ;韩佳;任明安;王栋;李守良;李树磊;苏岩 河南纳宇新材料有限公司 2017
5.蛭石综合利用研究 刘吉平 ;吴长安;李坤启;李燕月;曾波;刘江林;李文珍;徐文国;姜仁富;董民超;尹茂伟;康惠宝;李红华 北京理工大学 2007
6.无烟无硫烟花爆竹新型环保材料研究。刘吉平 ;刘晓波;韩佳;周耀明;周天驰;李棋军等北京理工大学 2018
7.氘化物材料的合成研究。刘吉平 ;方祝青;郁闯;韩佳;王银杰。理道新材(北京)科技有限公司 2022
8.6兆瓦氢能发电示范工程 刘吉平 ;孙柏刚;陈卓;韩佳等北京理工大学 2023
9.1兆瓦移动式氢能发电车。刘吉平 ;孙柏刚;陈卓;韩佳;刘远琳;梁琦等北京理工大学。 2023
10.高纯度氢化镁产业化研究。刘吉平 ;韩佳;刘远琳;梁琦等北京理工大学。 2023
论文专著:
发表论420余篇,论文专集1本,出版著作10部。
出版专著:
1.Jiping Liu , Xiaobo Liu. Deuteride Materials. Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, 2019.
2.Jiping Liu . Nitrate Esters Chemistry and Technology. Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, 2019.
3.Jiping Liu . Liquid Explosives. Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, 2015.
4.刘吉平 ,郝向阳编著. 纳米科学与技术[M]. 北京:科学出版社,2002 .
5.刘吉平 ,廖莉玲编著. 无机纳米材料[M]. 北京:科学出版社,2003 .
6.刘吉平 ,孙洪强编著. 碳纳米材料[M]. 北京:科学出版社,2004 .
7.刘吉平 ,田军编著. 纺织科学中的纳米技术[M]. 北京:纺织出版社,2003 .
8.刘吉平 ,张艾飞编著. 建筑材料与纳米科学[M]. 北京:化学工业出版社,2007 .
9.刘吉平 . 火炸药及其化学基础[M]. 贵阳:贵州人民出版社,1988 .
10.刘吉平 . 火炸药量子理论论文集选编[M]. 贵阳:贵州兵工,1984 .
11.刘吉平 ,郝向阳.聚合物基纳米复合材料[M]. 北京:科学出版社,2009.
发表部分英文论文:
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荣誉奖励:
所获荣誉:
1.1992年享受国务院政府特殊津贴。
2.1996年入选教育部跨世纪人才。
3.1992年,享受国务院政府特殊津贴待遇。
4.1992年,获中华人民共和国人事部颁发的“有突出贡献的中青年科技专家”。
5.1996年,评为教育部跨世纪人才。
6.2010年评为“中国科学人”年度人物。
7.2015年度中国科技创新先进个人。
所获奖励:
作为第一完成人,先后获得2项国家技术发明二等奖(1991年、2003年)、1项国家科技进步二等奖(2020年)、省部级科技进步一等奖6项、特等奖2项、其他科技奖励10余项,其中,2021年获贵州省发明一等奖,2021年获中国发明协会创新一等奖,2022年获中国生产安全协会一等奖,1978年获贵州省重大贡献奖,2005年获何梁何利科技进步奖。
1.1978年,获得贵州省科技大会重大贡献奖,昆明军区科技大会奖。
2.1980年,获解放军科技成果三等奖。
3.1981年,获贵州省军区科技成果一等奖,昆明军区科技成果二等奖。
4.1982年,获贵州省军区科技成果一等奖和两项昆明军区科技成果二等奖。
5.1991年,获国家技术发明二等奖。
6.2003年,获国际技术发明二等奖。
7.2005年,获得何梁何利科技进步奖。
8.2011年,获北京市科学技术二等奖。
9.2015年,获得公安部科技进步二等奖。
10.2016年,获得2015年度中国科技创新发明成果。
11.2020年,获国际科技进步二等奖。
12.2021年,获贵州省发明一等奖。
12.2021年,获中国发明协会创新一等奖。
13.2022年,获中国生产安全协会一等奖。
发明专利:
发明公开:
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媒体报道一:
刘吉平:创新材料科学
2016-06-06
他的研究成果相继用于国防和国民经济建设,创造了约320亿元的经济效益和显著的社会效益,为我国含能材料的发展做出了重要贡献。
凭借进入科研领域40余年来卓越的研究成果,他曾获得两次国家发明奖和省部级科技进步奖。荣幸的评选为国家级有突出贡献的青年专家,教育部跨世纪人才,并在2005年获得何梁何利奖,第九届科学中国人(2010)年度人物等殊荣。
他就是含能材料与阻燃材料专家,北京理工大学材料学院刘吉平教授。
我国装备的第一个燃料空气弹药;我国装备的第一枚重型燃烧炸弹;我国装备的第一个强光致盲弹等,均是刘吉平的科研成果。因此,他被誉为中国云爆弹之父,也是中国强光致盲弹之父,为我国和全球反恐和维和做出了重要贡献。
在刚过去的2015年,他被评为2015年度中国科技创新先进个人;2015年中国科技创新发明成果;2015年获得公安部科学技术二等奖(第一完成人)。
研制某高能炸药于2015年已用于某导弹装药;
研制某超高能炸药于2015年已用于某导弹装药;
2015年度被Springer出版公司聘《含能材料系列著作》主编。
刘吉平教授在含能材料与阻燃材料科研领域所做出的贡献,为我国实现“中国制造2025”,迈入制造强国的行列打下了坚实的基础。
“无损分离”开创弹药制造开源节流新纪元
刘吉平教授提出无损分离理论,用于无损分离退役火药综合利用及茎杆植物纤维素制造火药。无损分离退役火药使之得到综合利用,实现火药生产-储备-使用-回收良性循环。
20世纪80年代后期,大量储存到期的退役火药处理已成为困扰各国军工界难题。对退役火药,国外采用沉入海中或改为有机肥及硫化床焚烧等方法处理,我国则用野外焚烧法处理,既浪费资源又污染环境,且极不安全。刘吉平发明了退役火药综合再利用新方法,于1989年付诸实施,经20多年生产至今仍被军工企业采用,效益达119.5亿元。该成果1991年获军队科技进步一等奖、国家发明二等奖。1991年,他在第17届国际火炸药学术会议上作“Safety Utilization of Out-of-Service Single Base Propellants”大会特邀报告,引起德、美、俄、法等国与会学者高度重视。
刘吉平教授表示,“根据无损分离理论,可以退役分离出火药中的过期成分,直接生产新火药。”
基于胶体化学、溶剂理论等原理,刘吉平建立了快速分离退役火药中过期成分的分子输运模型和退役火药在特定溶剂中药型等体积溶胀动力学模型,发明了特种溶剂,分离出过期成分,保持药型和能量无损,得到纯粹半胶态硝化纤维素直接生产新火药。
“粒状硝化纤维素无损有序降解、可控有序脱硝,用作民用硝化纤维素。”刘吉平教授指出。
退役火药聚合度高、氮含量高,不适合作民用材料,且半胶态硝化纤维素的降解和脱硝为国内外研究空白。刘吉平提出粒状硝化纤维素无损降解机理,发明了降解剂,使半胶体表面无损松弛,形成等面微孔,利于内层分子疏运,通过反应温度和时间来控制分子量;还发明了特定的脱硝剂和催化剂,实现粒状硝化纤维素无损可控有序脱硝,由此获得民用硝化纤维素。
“通过无损分离茎杆植物中纤维素制造火药,能使茎杆植物成为制造火药的第四类原料 。”刘吉平教授如是说。
1845年瑞士化学家舍恩拜发明了棉花制造火药沿用至今;二战中后期,德、美、加、苏等国发明了三酸二碱法提取木材中纤维素制造火药。上世纪70年代,刘吉平发明了预水解从龙须草中高效分离提纯纤维素新方法,解决了分离过程中纤维素结构易损难题,所提取纤维素结构和形态无损,甲种纤维素含量达95%以上。用该法提取纤维素制造无烟火药于1979年生产定型,用于对越自卫还击战;该产品占有率达硝化棉火药的20%,获发明专利。
刘吉平教授又完成了用棉杆和竹子为原料制火药的研究并定型装备。上述研究构成茎杆植物纤维素制造火药系列,扩展火药制备原料来源,使茎杆植物成为继棉花、针叶树、甘蔗渣后第四类制备原料。该成果1978年获贵州省科学大会重大贡献奖和昆明军区科技成果一等及二等奖。
“软杀伤”+“维稳”构建和谐社会
随着历史的发展,时代的进步,人类社会已经步入了一个科技创新不断涌现的重要时期,在世界新科技革命的推动下,知识在经济社会发展中的作用日益突出,科技创新越来越离不开知识的积累。科技领域的探索与创新,是21世纪的主旋律,是我国应对未来挑战的重大选择,是统领我国未来科技发展的战略主线,是实现建设创新型国家目标的重要途径。
刘吉平教授是我国软杀伤新概念弹药的最早提出人之一。他将纳米级球型铝粉与增光剂结合制成了强光致盲剂开展了在高温、高压激励条件下,可燃材料实现分子翻转、电子能级跃迁而发强光的机理研究,所研制成的某强光致盲剂的各向同性光强达到了国际领先水平,研制成的强光致盲弹已装备定型并生产数万。
由他研制的某型燃料空气炸药,能量超过了美国、俄罗斯的同类产品,在我军多个产品上得到装备应用;研制的某型高能炸药已在某新型航空炸弹中应用;研制的某新型航空燃烧炸弹已定型服役,解决了挂壁垂直燃烧等难题。
为了国家的进步和发展,刘吉平教授默默耕耘着,将自己的全部心血都用在了科研领域,他将自己的科学研究延伸至城市安全工程领域,在安全卧具研究、阻燃多功能纤维研究、单兵防护方面的研究中,采用纳米技术先后开展的阻燃抗滴落PET纤维和阻燃、抗滴落、抗菌、抗辐射PA6多功能纤维及其织物研究,解决了化纤易燃和融熔滴落等世界前沿领域中的难题,不仅产品性能可与杜邦公司的相似产品媲美,同时还实现了产品多功能的特点。
另外,他研制的扑火作战服及装具,已在部队广泛应用,这种产品不仅在军需装备上得到了应用,而且在民用防火材料方面也得到了广泛的应用。此外,他合成的多个无卤阻燃剂,不同程度地得到了应用。
这些成果在实际中的应用,不仅有重大的社会效应,而且经济效益明显。为此,他曾先后荣获总后勤部科技攻关奖和总装备部“九五”科技攻关奖。
刘吉平教授先后开展了新疆蛭石和云南蛭石防火材料的研究,发明了不燃无机粘结剂,使无机材料的强度和成型等的问题得到了妥善解决。该项成果获得4项国家发明专利,经过10年的推广应用,已在全国建成7条蛭石防火板生产线,总产值达62.1亿元。在北京奥运会、上海世博会、中央电视台、北京国贸三期等场馆应用,大量销往台湾、韩国、日本、欧洲及东南亚各国。并被广泛用于军事、航空航天、建筑、医疗、交通、航海及工业制造等领域。
该项目的实施意义重大,有效缓解了城市防火压力,为城市安全做出了突出贡献,2009年获北京市技术发明二等奖。反恐维稳材料系列技术装备研究获2010年度中国商业联合会科学技术奖、全国商业科技进步一奖;玻化微珠浇注发泡聚氨酯墙外防火复合保温板技术获第三届中国商业联合会服务业科技创新奖二等奖。超大型玻璃钢管制造技术,解决了远距离输海水的难题及制造技术上的难度,2011年度中国商业联合会科学技术特等奖。
桃李芬芳巩筑我国国防
在专心科研工作的同时,刘吉平教授始终站在人才培养的教学科研第一线,把教学、科研与社会服务结合起来,不断提高教学质量和科学研究水平以及社会服务效果,以较高的学术水平影响、感染学生,为推动我国材料学前沿研究与应用培养了大批人才。长期以来,他把教学、科研与社会服务结合起来,不断提高教学质量和科学研究水平以及社会服务效果,以较高的学术水平带动和感染学生。
结合自己的科研成果,他专门撰写了7本高质量的学术著作,其中《纳米科学与技术》受到师昌绪院士的高度评价:“该书提出了很多新观点和新思维,是一部有价值的科学著作。”同时也受到了台湾清华大学林鸿明先生的高度赞扬,并在台湾地区出版。
他还承担了“软杀伤弹药导论”、“炸弹理论及装药技术”、“爆炸成型加工技术”等硕士、博士学位课程的教学工作,其中“纳米科学与技术”被评为2004年北京理工大学优秀研究生课程。先后培养90余名研究生,为推动我国材料学前沿研究与应用起到了深远的意义。
多年来的孜孜以求,多年来的无私奉献,刘吉平将所有的青春热情都挥洒在了材料科学研究领域,为推动我国材料高新技术的快速发展打下了良好的基础。在材料创新领域锐意进取,一路前行,刘吉平无怨无悔。
实现中国制造2025,不仅需要创新型人才,而且更需要向刘吉平这样的资深科学家。中国已经具有非常坚固的制造业基础,可以很快地完成这种转变,所以问题并不在于中国是不是具有这种转变的能力,而是需要一个过程。在千千万万个刘吉平的努力下,从根本意义上来讲,中华之崛起指日可待。
来源:中国科技财富 2016年6期
媒体报道二:
材料创新领域里的“远行者”
——记北京理工大学材料学院刘吉平教授
随着历史的发展,时代的进步,人类社会已经步入了一个科技创新不断涌现的重要时期,在世界新科技革命的推动下,知识在经济社会发展中的作用日益突出,科技创新越来越离不开知识的积累。科技领域的探索与创新,是21世纪的主旋律,是我国应对未来挑战的重大选择,是统领我国未来科技发展的战略主线,是实现建设创新型国家目标的重要途径。
材料科学研究可以说是科技创新发展的重中之重,北京理工大学材料学院刘吉平教授长期从事材料科学技术基础与应用研究,在材料科学研究与应用前沿做了大量的工作,在火药、炸药、装药结构、新概念弹药研究领域相继取得了多项用于国防和国民经济建设的重大成果,创造了显著的军事效益、经济效益和社会效益,提高了我国含能材料学科的技术水平。
时代的发展呼唤刘吉平教授这样的科研工作者,不但有热情做事情,而且有能力做好事情,多年以来,他在材料科研领域默默做贡献,成绩突出,我国装备的第一颗燃烧空气弹药与第一枚重型燃烧炸弹都在他手中诞生,我国第一个强光致盲弹也是他研制而成,他也是国家级有突出贡献的中青年专家,是我国炸药研究泰斗科学家……
吹响材料科学研究“冲锋号”
刘吉平教授结合我国军事战斗的实际需要,取得了一批重要应用研究成果。他提出的软杀伤新概念弹药机理,在多个领域得到了应用。他将纳米级球型铝粉与增光剂结合,制成了强光致盲剂,并开展了在高温、高压激励条件下,可燃材料实现分子翻转,电子能级跃迁而发强光的机理研究。他所研制成的某强光致盲剂的各项同性光强,达到了国际领先水平。研制成的强光致盲弹已装备定型并生产数万发装备部队,为我国防暴反恐做出了杰出贡献,于1999年获得武警部队科技进步一等奖及2项发明专利。
根据昆明战区反空降的需求,刘吉平教授主持完成了703反空降火箭弹的研制,该弹能在450米高空爆炸,为山岳丛林地区反空降探出了一条路子。同时他还积极投入到燃料空气弹药研究,参与了我国第一条云爆弹装药生产线。用铝镁合金代替镁粉作为云爆武器的固体燃料,在国内研制成功某型燃料空气弹药,在多个产品中定型应用。
刘吉平教授不仅在弹药研究领域做出了突出的成就,在为我军现代化建设方面也做出了巨大的贡献。在20世纪70年代,他根据战备需求和西南不产棉的特点,提出了以龙须草为原料精制纤维素的想法,解决了从茎秆植物中提取并精制纤维素和硝化等一系列关键技术问题。制备的α—纤维素达97%以上,硝化纤维素的含氮量达14%,可作为制造无烟火药的原料。硝化龙须草纤维素由此被列为制备无烟火药原料的第四种代用品。该成果于1978年获贵州省科学大会重大贡献奖,于1980年获得昆明军区科技成果一等奖。此外,刘吉平还开展了以竹纤维为原料制造硝化纤维素的研究,该成果在1982年获得了贵州省军区科技成果一等奖。
如何处理大量储存到期的发射药的问题成为了20世纪80年代后期困扰军工行业的难题。国外一般采用硫化床法焚烧,或者沉入海底的方法进行销毁。而我国当时则是采用野外焚烧法处理,这些处理方法均存在不安全及环境污染等问题。在没有方法可以借鉴的情况下,刘吉平教授却想到了极为巧妙的溶剂萃取的方法,进行无损分离除去退役单基发射药中已过期的安定剂和已部分降解的硝化纤维素及工艺附加物等,得到了可继续改制成其它牌号发射药的纯粹半胶态硝化纤维素。这一研究成果使单基发射药生产、储备、使用形成了良性循环,并于1989年付诸实施,建立了生产线,节约了大量的国防开支。该成果于1991年获军队科技进步一等奖,以及在同一年10月获国家发明二等奖。
冷战结束后,和平与维护稳定已成为当前的首要任务,刘吉平教授结合这一情况,首先解决了爆炸激励发强光的机理,研制成第一个强光致盲弹,2003年获国家技术发明二等奖。由于刘吉平教授对国防、国家安全贡献突出2005年获何梁何利科技进步奖。
奏响城市安全工程 “集结号”
为了国家的进步和发展,刘吉平教授默默耕耘着,将自己的全部心血都用在了科研领域,他将自己的科学研究延伸至城市安全工程领域,在安全卧具研究、阻燃多功能纤维研究、单兵防护方面的研究中,采用纳米技术先后开展的阻燃抗滴落PET纤维和阻燃、抗滴落、抗菌、抗辐射PA6多功能纤维及其织物研究,解决了化纤易燃和融熔滴落等世界前沿领域中的难题,不仅产品性能可与杜邦公司的相似产品媲美,同时还实现了产品多功能的特点。另外,他研制的扑火作战服及装具,已在部队广泛应用,这种产品不仅在军需装备上得到了应用,而且在民用防火材料方面也得到了广泛的应用。此外,他合成的多个无卤阻燃剂,不同程度地得到了应用。
这些成果在实际中的应用,不仅有重大的社会效应,而且经济效益明显。为此,他曾先后荣获总后勤部科技攻关奖和总装备部“九五”科技攻关奖。
刘吉平教授先后开展了新疆蛭石和云南蛭石防火材料的研究,发明了不燃无机粘结剂,使无机材料的强度和成型等的问题得到了妥善解决。该项成果获得4项国家发明专利,经过10年的推广应用,已在全国建成7条蛭石防火板生产线,总产值达62.1亿元。在北京奥运会、上海世博会、中央电视台、北京国贸三期等场馆应用,大量销往台湾、韩国、日本、欧洲及东南亚各国。并被广泛用于军事、航空航天、建筑、医疗、交通、航海及工业制造等领域。该项目的实施意义重大,有效缓解了城市防火压力,为城市安全做出了突出贡献,2009年获北京市技术发明二等奖。
反恐维稳材料系列技术装备研究获2010年度中国商业联合会科学技术奖、全国商业科技进步一奖;玻化微珠浇注发泡聚氨酯墙外防火复合保温板技术获第三届中国商业联合会服务业科技创新奖二等奖。超大型玻璃钢管制造技术,解决了远距离输海水的难题及制造技术上的难度,2011年度中国商业联合会科学技术特等奖。
刘吉平教授不仅仅是科研领域的创新先锋。在人才培养方面,他也堪称上独树一帜,长期以来,他把教学、科研与社会服务结合起来,不断提高教学质量和科学研究水平以及社会服务效果,以较高的学术水平带动和感染学生。
结合自己的科研成果,他专门撰写了7本高质量的学术著作,其中《纳米科学与技术》受到师昌绪院士的高度评价:“该书提出了很多新观点和新思维,是一部有价值的科学著作。”同时也受到了台湾清华大学林鸿明先生的高度赞扬,并在台湾地区出版。
他还承担了“软杀伤弹药导论”、“炸弹理论及装药技术”、“爆炸成型加工技术”等硕士、博士学位课程的教学工作,其中“纳米科学与技术”被评为2004年北京理工大学优秀研究生课程。先后培养90余名研究生,为推动我国材料学前沿研究与应用起到了深远的意义。
多年来的孜孜以求,多年来的无私奉献,刘吉平将所有的青春热情都挥洒在了材料科学研究领域,为推动我国材料高新技术的快速发展打下了良好的基础。在材料创新领域锐意进取,一路前行,刘吉平无怨无悔。
相关链接: http://fangtan.china.com.cn/zhuanti/sdxf/2013-06/21/content_29188843.htm
媒体报道三:
兢兢业业做研究 循循善诱育人才
——访含能材料与阻燃材料专家、北京理工大学材料学院刘吉平教授
他,是国家级有突出贡献的青年专家,教育部跨世纪人才,何梁何利奖获得者。
他,成功研制了我国装备的第一个燃料空气弹药。
他,成功研制了我国装备的第一枚重型燃烧ZD。
他,成功研制了我国装备的第一个强光致盲D。
他,长期从事含能材料与阻燃材料研究,在火药、炸药、装药结构、新概念弹药研究领域相继取得了多项用于国防和国民经济建设的重大成果,创造了显著的军事效益、经济效益和社会效益,显著提高了我国含能材料学科的科技水平。
他,始终站在人才培养的教学科研第一线,把教学、科研与社会服务结合起来,不断提高教学质量和科学研究水平以及社会服务效果,以较高的学术水平影响、感染学生,为推动我国材料学前沿研究与应用培养了大批人才。
他就是含能材料与阻燃材料专家北京理工大学材料学院刘吉平教授。
兢业创新 硕果累累
做科研的人要能静得下心,心无旁骛的做研究,但是也不能固步自封,墨守成规。这一点,刘吉平把握的很有分寸。
早在上世纪70年代刘吉平便根据西南不产棉的特点和战备的需求,提出了以龙须草为原料精制纤维素、制备硝化纤维素的研究项目,使α纤维素含量达95%以上,实现了工业化生产。由他研制的单基发射药得到了应用,能有效取代棉纤维素的作用,并因此获得了发明专利。该项成果被列为无烟火药制备原料的第四种代用品。
此后,他又相继开展了以棉秆为原料精制纤维素和以毛竹为原料精制纤维及其工艺研究。经过他的努力,可以制得α纤维素含量达到97%以上,其硝化工艺近似乎棉纤维素。这些成果都得到了应用,并分别于1978年获得贵州省科技大会重大贡献奖,昆明军区科技大会奖,1980年获解放军科技成果三等奖,1981年获贵州省军区科技成果一等奖,昆明军区科技成果二等奖,1982年获贵州省军区科技成果一等奖和两项昆明军区科技成果二等奖。
20世纪80年代后期,大量发射药储存到期,如何处理这些发射药的问题已成为困扰军工行业的难题。国外一般采用硫化床法焚烧,或者沉入海底的方法进行销毁,而我国当时则是采用野外焚烧法处理,这些处理方法均存在不安全及环境污染等问题。没有方法可以借鉴,刘吉平却采用了极为巧妙的溶剂萃取的方法,进行无损分离除去退役单基发射药中已过期的安定剂和已部分降解的硝化纤维素及工艺附加物等,得到了可继续改制成其它牌号发射药的纯粹半胶态硝化纤维素,用于改制其他产品,将不能继续应用的硝化纤维素经降解、脱硝、安定性处理后,可制成有用的工业原料。在研究中,刘吉平建立了半胶态硝化纤维素的无损有序降解理论,不但解决了降解过程中对半胶态硝化纤维素分子量的控制问题,而且解决了粒状硝化纤维素的可控脱硝问题。该成果已于1989年付诸实施,建立了生产线,由于该项目的研究成功,解决了退役发射药销毁安全和环境污染重大问题,同时节省了人力和物力等大量国防开支。这一研究成果使发射药实现了生产—储备—使用—再生产的良性循环。1991年5月获得解放军科技进步一等奖,同年10月获得国家发明二等奖。
刘吉平在我国最早提出了软杀伤新概念弹药,并且开展了以维和为目的的防护性装备研究。他倡导的几项软杀伤技术在多个领域得到了应用。他开展了在高温、高压激励条件下,可燃材料实现分子翻转、电子能级跃迁而发强光的机理研究;率先制备出了纳米级球型铝粉与增光剂结合,制成了强光致盲剂;研制成的某强光致盲弹的各向同性光强,达到了国际领先水平;研制成的强光致盲弹已装备定型并生产数百万发装备部队,为我国防暴、反恐做出了贡献;1999年他获得武警部队科技进步一等奖及2项发明专利,2003年获国家技术发明二等奖。
由他研制的某型燃料空气炸药,能量超过了美国、俄罗斯的同类产品,在我军多个产品上得到装备应用;研制的某型高能炸药已在某新型航空炸弹中应用;研制的某新型航空燃烧炸弹已定型服役,解决了挂壁垂直燃烧等难题。
阻燃材料 不甘示弱
刘吉平研究的另一目标是防火材料,一样是推陈出新,如鱼得水。难怪有人曾风趣地形容他是“一只手放火,另一只手灭火的‘矛盾人物’”。
就是这样一个“矛盾人物”,先后主持开展了新疆蛭石和云南蛭石防火材料的研究。发明了不燃无机粘结剂,使无机材料的强度和成型等的难题得到了妥善解决。这种粘结剂功能强大,不仅能耐千度以上的高温,而且还具有耐X射线等辐射的能力。该项成果获得4项国家发明专利,2003年获得云南省省院省校合作贡献奖。经过10年的推广应用,总产值达60多亿元。
机会总是留给有准备的人,成功也不例外。刘吉平在防火材料的研究上所累积的经验使得他有机会将研究的触角延伸至城市安全工程。在安全卧具研究、阻燃多功能纤维研究、单兵防护方面的研究中,他采用纳米技术先后开展的阻燃抗滴落PET纤维和阻燃、抗滴落、抗菌、抗辐射PA6多功能纤维及其织物研究,解决了化纤易燃和融熔滴落等世界前沿领域中的难题,不仅产品性能可与杜邦公司的相似产品媲美,同时还实现了产品多功能化的特点;他研制的扑火作战服及装具,已在部队得到应用,这种产品不仅在军需装备上得到了应用,而且在民用防火材料方面得到了广泛的应用;此外,他合成的多个无卤阻燃剂,不同程度地得到了应用。这些成果的应用,不仅有重大社会效应,而且经济效益明显。为此他曾先后荣获总后勤部科技攻关奖和总装备部“九五”科技攻关奖。
创新让刘吉平无法在科研的路上止步不前。在含能材料和阻能材料研究大获成功后,他又开始了崭新的征程。
他带领的课题组,承担了《纳米储氢材料及其安全性评价研究》《纳米材料的制备与应用》等国家重大基础研究,充分揭示了纳米科学的特征,他在2001年建立了世界上第一套CVD法半连续式(千克/日产)碳纳米管生产研究装置,为推进我国纳米科学技术的发展起到重要作用。
刘吉平说:“做学问是一件快乐的事,搞科研工作不仅是一种挑战,更是一种乐趣。”正因为如此,他不断积累知识,不断寻求创新,不断攀登科研高峰,在学术研究与项目开发上一路披荆斩棘。
因材施教 事半功倍
任何一门学科,无论有着怎样的优秀成果,无论占据怎样的领先地位,如果没有源源不断的人才补充上来,都将最终陨落。刘吉平深知人才是科技不断前行的根本。多年来,他始终站在教学科研的第一线,承担了“聚合物粘弹性力学”、“炸药装药技术”“纳米科学与技术”、“阻燃科学与技术”等博士学位课教学,培养了大批人才。
在北京理工大学,刘老师的为人师表赢得了同学们的热爱,因为在他的课上,学生可以把兴趣与研究结合起来,不仅调动了学习的积极性,而且把研究与将来的发展和就业联系了起来,使同学们的志向得到了最大程度地尊重,往往可以达到事半功倍的效果。
他不仅是同学们的“知心教授”,更是一位严格要求循循善诱的良师益友。在科研上他要求学生一定要有严谨的科学态度,但他认为,鼓励学生要比批评学生更重要。他用自己的科研精神感染着自己的学生,让他们学会了在科研的道路上不畏困难,坚持不懈,勇敢前进。多年来,他先后培养了3名博士后,18名博士研究生,70余名硕士研究生,他们有的在著名大学中成为科研骨干,有的在公司企业成为业务骨干,无论他们在哪里都依旧和老师保持良好的联系,因为刘教授会不时地给他们人生的指导,让他们在遇到困难时迎刃而解。
科研中的刘吉平严谨认真、精益求精、永无止尽;讲台上的刘吉平开合有度、厚积薄发、深入浅出。他既是一位高素质的学者,也是一位优秀的教师。他以无私的工作态度和忘我的敬业精神在自己平凡的岗位上谱写了一曲不平凡的歌。
来源:《科学中国人》2010第八期