—— 记试制声纳换能器材料

尚法尊

我的老师周福洪教授 

     1958年下半年，哈军工为贯彻党的八大二次会议精神，在全院掀起了一个技术革命和技术革新热潮。我当时在海军工程系六科声纳专业三年级学习，也怀着建设强大海军的激情，和老师、同学投入了这一热潮之中。

  海军作战靠的是舰艇，而舰艇发现目标和发射鱼雷离不开声纳。声纳换能器是我们专业的重要研究课题，制造换能器的材料更是关乎声纳性能、鱼雷制导的重要因素。当时服役的声纳是采用苏联制造的，是利用磁致伸缩原理由铁镍材料制成的。要想提高声纳的性能，当时从苏联那里很难得到新的技术，所以教研室决定自主研制。教员从国外文献上查到，要改用铁淦氧材料，将大大提高声纳的性能。为了解决这个问题，专科决定由周福洪老师牵头，组成教员和高年级学员为主的研制组，经过日以继夜地艰苦奋战，破除迷信，解放思想，终于将铁淦氧试制成功，首先报捷。得到了国防部和海军的电报嘉奖，邓小平总书记来院视察时还询问了铁淦氧研制的全过程。

  海军工程系为试制各种用途的铁淦氧，专门成立了一个605厂，由周福洪老师兼任厂长，金工金相教研室赵清海老师兼任副厂长。这个厂还曾为学院研制441-B通用计算机铁淦氧记忆磁芯，作了不小的贡献。

声纳换能器的铁镍材料和铁淦氧材料同属于磁致伸缩材料。在研制过程中，周福洪教员又在国外文献上发现了另一种性能更好的换能器材料PZT压电陶瓷。

PZT压电陶瓷是将二氧化铅、锆酸铅、钛酸铅在1200度高温下烧结而成的多晶体锆钛酸铅，其中P是铅元素Pb的缩写，Z是锆元素Zr的缩写，T是钛元素Ti的缩写 。它具有正压电效应和负压电效应。
    这些只是文献上写的。到底如何，必须通过实践来证明。

在周福洪老师的提议下，六科党总支决定在继续完善铁淦氧制作工艺的同时，成立压电陶瓷PZT研制小组，从本专业二年级和三年级抽调尚法尊、张德芳、彭耀东、陈有富、王维康、方友茂等9名学员，对这一新的声纳换能器材料进行试制。

  1958年12月初，我们九个人接受了党总支交给的试制PZT任务。这是继试制铁淦氧之后，又一个新的试制任务。以前我们为高年级同学跑龙套，现在要亲自动手，大家都非常高兴。周福洪老师在605厂给我们详细地讲解了这一试制任务的重要意义、要求和操作程序。当天夜里我们找了一间房子，借了电炉和烧杯，做了必要的准备工作，还召开务虚会分析了形势。因为我们已有了3210班自修的大电炉；有了充足的化学试剂，估计比试制铁淦氧会顺利些，但工作的路数还形不成概念，前进路上的困难很难预料。会上，每个人都表了决心，提出“苦战九昼夜，保证元旦向党献礼”的口号。

  第二天刚开始工作，困难就真的来了。我们要制银浆粉，但是现有的化学试剂用不上，需要到外边去采购。王维康负责采购化学试剂、胶木板、变压器油等用品，成天在外边跑，可是跑了半天也没买到。为了不使计划落空，我们采取一边搞资料、一边搞器材、一边干起来的做法。有的负责在院内跑，到技术部、教保科和兄弟实验室领东西、借东西；有的利用现有的化学试剂先干起来。

   化学试剂要求达到一定的颗粒度，须要研磨24小时，但是研钵太小，必须分成两次来进行才成。这样，时间就增加了一倍。我们伏在桌子上日夜不停的磨，为了不使试剂飞溅出来，有时还要作些很别扭的姿势，真是腰酸、腿麻、手腕疼。白天还好过，但到夜深人静，这单调的研磨声成了催眠曲，令人发困，实在难熬。为了克服这一困难，张德芳常把酒精抹在前额上，充当清凉油。

  经过几天的奋战，在一个半夜里，终于达到了研磨时间。我们高兴的跑到工兵工程系509实验室，借用他们的油压机进行成型试验压成圆饼。兄弟实验室对我们支持很大，门上的钥匙都交给我们保管。头两个压的很好，大家非常高兴，但到第三个、第四个……都出现了裂纹，急得大家满头大汗。就连善于想办法的张德芳也皱着眉头，自言自语地说：“这是怎么回事呢？”

  现在已经快天亮了，是大家最困倦的时候，可今天大家非常精神，围在托盘周围，眼睛盯着这有裂纹的圆饼子，非要找出个原因不可。我们用针小心的探测各处的密度，发现出现裂纹的地方比别处疏松。同样的压力，为什么出现这种现象呢？最后大家认为是料放的不平。正在大家研究怎样把几克的料平铺在几平方厘米的面积上时，周福洪老师来到我们中间，他听了我们的汇报后，指出问题还是出在细度上，研磨的还不细。他说：试剂粉直径要达到2—3微米才行。大家看着比面粉还细的试剂，对周老师的话有些半信半疑。方友茂主动受领了这个继续磨细的任务。

  事实证明周老师的话是对的。在方友茂又进行了几天几夜的研磨之后，压模这一关终于通过了，压一个保一个。周老师高兴地说：“这就对了，这就对了。科学要不得半点马虎，有时候差一点也不能成功。”

  成型工艺完成后，便是在圆饼两面涂银粉作电极。陈有富和彭耀东负责制银浆粉任务。他俩人高力大，可干这个却是个外行，再加上化学试剂不全，使他们很发懵。彭耀东跑到图书馆，借了不少化学书，翻来翻去也找不出门道。大家建议他俩去请教化学老师。其实化学教授会也在忙着新年献礼的项目。化学老师在百忙中接待了他俩，给他作了实验，教会了方法。可是没试剂也不行。这时王维康正在外边采购，脸冻的像个红苹果，破边眼镜半死不活地挂在鼻梁上。他每次回电话都是“没有”。

  另找门路吧！我们有银，只要有H₂CO₃就能制出来。于是他俩又去问凌教员要浓H₂CO₃。凌教员笑着说：“什么是浓H₂CO₃呀？哪里有浓H₂CO₃？”机灵的陈有富恍然大悟，原来H₂CO₃是不稳定的。

  王维康回来了，但他带来的不是AgCO₃，而是NaHCO₃。要是把NaHCO₃和银制成银浆粉还有很多道程序，他俩不好意思再去麻烦日夜赶任务的化学教员了，决定自己干。于是一边翻书，一边试验，搞了几个白天黑夜，终于搞成了。当陈有富拿给周老师看时，周老师连连点头，说：“是这样子，就是这样子。”

  因为我们参加过铁淦氧的试制，烧结工艺比较熟悉，只要严格按规程操作，严格控制升温速度，认真填写温度和时间记录就行了。为了一刻也不能离人，我们排成四班倒。

  测试任务和其他实验项目，不归我们九人管。据他们说：测试结果基本文献上的数据相符。

学院政治部张衍主任听说周福洪老师带领几个学员研制出了先进的声纳换能器材料，十分高兴，在全院大会上给予了表扬，并鼓励他把这种可贵的积极性保持下去。

周福洪老师，江苏常州人。1９５１年毕业于复旦大学物理系。历任哈尔滨军事工程学院讲师、副教授、教授。他是一位不修边幅、没有架子的老师，他参加605厂所有的试制工作和生产工作，不光是给我们耐心指导，而且和我们一起干，常常彻夜不眠。同学们请他去休息，让他在关键时刻再来指导，但他不肯。有天晚上，他在哈工大任教的爱人魏月贞老师卧病在床，他还和我们工作到下两点。魏老师发烧得厉害，想到楼下食堂给他打电话，可是刚走到门口就摔倒了，直到周老师回家才请来医生。他的心长在工厂，他的心思用在工厂，他没时间修理自己，胡子长长的，头发乱蓬蓬。学员问他，他说：“它不老实呀！任他长吧！”有一次试制铁淦氧压模，他亲自操作，手上红红的，身上红红的，脸上也红红的。在和我们一起工作的时候，有谁想到他是位讲师呢？

周福洪老师１９５８年主持研制出磁致伸缩铁氧体，相继又试制出PZT压电陶瓷，为我国研制新型声纳换能器做出了应有贡献。现在压电陶瓷PZT不只是被声纳换能器所采用，用它制作的传感器已广泛用于各个领域。为了缅怀早已逝去的周福洪老师，为了不忘那个技术革命年代，我将参加试制声纳换能器材料的过程记录如上。

                                     尚法尊

                                    2013年5月23日