十月二十五日，重慶大學A區電氣工程學院先進電磁製造實驗室，熊家露（右）在做電磁成形實驗。記者 鄭宇 攝\視覺重慶

  你知道鈦合金嗎？看似“高精尖”的它，其實離我們並不遙遠。比如，近期多款熱門智能手機産品均有鈦合金材料應用。

  前不久在上海舉行的中國國際大學生創新大賽（2024）總決賽中，重慶大學“磁鈦科技”團隊憑藉在微秒級鈦合金電磁成形設備方面的領先研究，斬獲高教主賽道金獎。這個團隊是如何“玩轉”鈦合金的？近日，記者採訪了“磁鈦科技”項目團隊負責人、重慶大學電氣工程學院大四學生熊家露和她的隊員們。

  為攻克鈦合金電磁成形

  15名跨專業本科生組隊搞科研

  10月25日中午，重慶大學A區電氣工程學院先進電磁製造實驗室，戴着眼鏡、扎着馬尾辮的熊家露正在做著電磁成形實驗。

  實驗室不到20平方米，擺放其間的各種設備器材，都是熊家露和團隊成員們的“寶貝”。

  為何選擇電氣工程？“可能是因為我愛折騰吧，從小就喜歡折騰家裏的遙控汽車、遙控器，把它們一次次完全拆解又安裝回去。”熊家露説，當然，大部分時候都裝不回去，或者裝回去也用不了，於是，在高考填報專業志願時，她選擇了電氣工程。

  “我們學院有3個國家級科研&&，大一時，我就對輸變電裝備技術全國重點實驗室研究的電磁力産生了興趣。”熊家露説，為推進新工科建設，學校向全校學生開放了國家級科研&&和教學&&，於是，她抱着試一試的心態，進入該實驗室先進電磁製造團隊學習。

  此後，熊家露不僅學習電磁成形技術相關知識，還跟着老師和師兄師姐們開展電磁成形實驗。

  什麼是電磁成形？“電磁成形就是利用瞬間的高壓脈衝磁場，迫使坯料在電磁力作用下，高速成形的一種方法。”熊家露拿起一塊前不久才成形的鈦合金片展示。

  在實驗過程中，熊家露發現，對於導電性較差的鈦合金來講，電磁成形非常困難，便萌發了攻克鈦合金電磁成形這一難題的想法。

  在一次討論中，她勇敢地提出這一想法，沒想到得到老師和師兄師姐們的肯定。在指導老師周言的鼓勵下，她和機械與運載工程學院馬欽仕、電氣工程學院湯靖、環境與生態學院李穎、經濟與工商管理學院趙婉妤等14名本科生組建起“磁鈦科技”團隊。

  做了無數次測試

  曾發生過局部爆炸

  做科研並非一帆風順，尤其是對一個本科生團隊來説。

  “鈦合金電磁成形並非易事。”周言説，比如，鈦合金難以在電磁場中感應足夠使其成形的電磁力。

  要産生足夠的電磁力，需要在眨一次眼睛萬分之一左右的時間內，對脈衝波形進行控制。這就需要團隊的研究從電路結構、連接裝置等從頭開始設計，同時配合所需絕緣強度開展倣真與實驗研究，逐步攻克電路優化降低雜散參數等難題，最終才能研製出微秒級鈦合金電磁脈衝成形設備。

  “為得到某個平衡值，我們做了無數次測試。”熊家露説，去年夏天，團隊中的一位同學將線圈之間的距離設置得太近，而熊家露為了提高電磁力，又將工作電壓設置得較高，導致線圈間的絕緣材料瞬間被擊穿，造成局部爆炸並發出巨大的聲響，“有個女生直接被嚇哭了。”所幸無人受傷，也沒造成大的破壞。

  還有一次，實驗造成短路放電，不僅造成實驗室跳閘，還打壞了門衛師傅的電視。“受挫感肯定有，但哪有隨隨便便的成功，我很快調整了自己的心態，並第一時間與團隊成員溝通，一起制定改進計劃。”熊家露説。

  在設計鈦合金管件電磁力機構時，要先通過有限元倣真軟體進行模擬，但倣真模型一直難以實現應有效果。那段時間，熊家露便泡在實驗室兩個周期，反復學習調試模型參數。在倣真完成確定具體結構後，為了節約時間以及方便溝通，熊家露又與團隊成員跑去機械加工廠陪師傅一起加工。

  做科研要找準企業需求

  解決實際問題

  “這次能拿下國賽金獎和重慶賽區冠軍，與我們這個項目既攻克技術難題，又契合企業實際需求有關。”獲獎後，熊家露在與團隊成員總結時分析道。

  她説，團隊一開始只是聚焦於技術的突破，但該技術是否契合企業需求，是否能真正解決企業遇到的實際難題，他們並未多想。

  在此次參賽過程中，另一位項目指導老師、市教委就業創業專家庫導師王鵬飛帶他們走進賽力斯、長安等企業生産一線進行調研實踐，了解企業生産中的實際問題，更精確地找準企業的需求。

  “鈦合金具有強度高、耐性好等優勢，現在已廣泛應用於汽車産業、航空航天與生物醫療等領域。”熊家露説，未來，她將繼續帶領團隊深耕鈦合金電磁成形領域，不斷升級迭代技術，繼續開發智能化、數字化鈦合金電磁成形設備，以小小的創新，助力鈦合金等低電導率、難變形金屬的應用推廣，幫助企業解決實際生産問題。