謝更好

張赫

從遠古人類用敲擊和研磨的方法制造出第一件石器工具開始，制造技術的進步就一直伴隨著人類文明的進步。近些年來，隨著科學技術的迅速發(fā)展和人民生活及國防建設的需要，各國都大力發(fā)展制造業(yè)。超精密制造作為尖端技術發(fā)展中不可缺少的關鍵加工手段，不論是軍事工業(yè)，還是民用工業(yè)，都對其有著極大的需求。

在哈爾濱工業(yè)大學電氣工程及自動化學院副教授張赫看來，我國裝備制造要由中低端向中高端邁進，首先就要解決制造質量問題，其核心關鍵是解決超精密制造能力問題。特別是近些年來，我國衛(wèi)星、軍工、醫(yī)療等諸多領域，都對精密超精密加工形成了強烈、穩(wěn)定且規(guī)?；男枨?；精密超精密制造處于價值鏈高端，發(fā)展精密超精密制造是破解其他國家對我國國產重大裝備關鍵技術“卡脖子”的有力手段。

在這一背景下，張赫全身心致力于超精定位平面電機、直線電機、磁懸浮重力補償等相關領域的研究工作中。在這個鮮少有人涉及的科研方向，他愿成為國家發(fā)展超精密制造事業(yè)的一顆螺絲釘，用科研實踐助力祖國“精密”事業(yè)的發(fā)展。

踏實前行，堅定人生方向

發(fā)展精密超精密裝備制造產業(yè)，是國家推進工業(yè)轉型升級的歷史機遇。而張赫與這一領域研究的結緣也與國家發(fā)展的大背景息息相關。

21世紀初期，我國的制造業(yè)發(fā)展風起云涌。彼時，高中畢業(yè)的張赫以優(yōu)異的成績考入了哈爾濱工業(yè)大學（威海）電氣工程專業(yè)。大學4年，他在這一專業(yè)中不斷扎根、學習，并在畢業(yè)時以專業(yè)第一的成績被保送到哈爾濱工業(yè)大學本部攻讀電氣工程專業(yè)碩士學位。

因為對電機方向一直有著濃厚的興趣，而電機與電器學科也是哈工大電氣工程一級學科下國家批準的唯一一個重點二級學科，因此，研究生畢業(yè)后，張赫決心在哈爾濱工業(yè)大學繼續(xù)攻讀電機與電器學科博士學位。在這一階段，張赫順利進入從事電機方向研究的課題組。在學習、探索中，他對直線電機、平面電機等有了更加深刻的理解，并伴隨著國家在相關領域重大科技專項的立項，積極投身到了這一領域研究中。

博士期間，張赫主要對“多自由度磁懸浮微動臺的基礎研究”展開探索。在他的介紹下，記者了解到：多自由度磁懸浮微動臺具有定位精度高、響應速度快、無摩擦、兼容真空環(huán)境等優(yōu)點，在半導體光刻系統(tǒng)、超精密測量、生物芯片技術等現(xiàn)代精密、超精密裝備領域具有廣闊的應用前景。

在這一方向中，張赫在總結國內外現(xiàn)有微動臺結構形式優(yōu)缺點的基礎上，提出了一種集成化的磁懸浮微動臺方案，該結構方案將洛倫茲平面電機與磁懸浮重力補償器進行結合，具有結構緊湊、推力線性度高、隔振性能好、表面溫升低等特點，相關工作為后續(xù)微動臺的力特性優(yōu)化分析與電磁設計方法總結奠定了理論基礎。因其出色的研究成果，他的博士論文《多自由度磁懸浮微動臺的基礎研究》還獲得了“哈工大優(yōu)秀博士學位論文”等榮譽。

探索攻堅，立足國之所需

光刻機、高檔數控機床等高端制造裝備屬于高尖端技術領域，近年來一直被國外封鎖，嚴重制約著我國集成電路產業(yè)和高端制造業(yè)的發(fā)展?！笆聦嵣希覀冄芯康拇蟊尘熬褪且嫦虺芏ㄎ坏囊恍└叨酥圃煅b備，特別是在光刻機的研發(fā)中，直線電機、平面電機、磁懸浮隔振等都是其關鍵子系統(tǒng)中所涉及的核心技術?！睆埡照f。而這一方向研究正是他們團隊的優(yōu)勢所在。

2016年，張赫及團隊在國家自然科學基金青年基金項目“基于正負剛度抵消原理的新型磁懸浮重力補償器的研究”的支撐下，就科學根據極紫外光刻機對超精密微動臺在真空兼容性、隔振性能、表面溫升等方面的具體需求，提出了一種基于正負剛度抵消原理的新型磁懸浮重力補償器。通過這一項目，他們研究了該類磁懸浮重力補償器的設計方法，形成了低剛度磁懸浮重力補償器的理論分析方法與優(yōu)化設計準則，為其在相關領域的實際應用奠定了理論基礎。

隨著半導體制造、超精密測量等領域的日益發(fā)展，對高端儀器設備的隔振性能提出了越來越高的要求，主要體現(xiàn)在大承載能力、低溫升損耗、高真空兼容性等方面，使得傳統(tǒng)的接觸式隔振技術難以適用。

在國家自然科學基金青年基金項目的研究成果基礎上，張赫又馬不停蹄地開展了一系列延續(xù)性研究，并成功申請了國家自然科學基金面上項目“準零剛度大載荷低功耗磁懸浮隔振系統(tǒng)的研究”，受到了國家基金委的連續(xù)資助。

在這一項目中，張赫團隊重點圍繞磁浮彈簧精確建模、準零剛度機理分析等關鍵技術開展研究；探索合理的感知系統(tǒng)布局方案與控制策略，提出大載荷低功耗磁懸浮隔振系統(tǒng)的綜合設計方法。相關科研成果對填補國內技術空白、打破國外技術封鎖具有重要現(xiàn)實意義。此外，大載荷低功耗磁懸浮隔振技術的深入研究也能夠對大型空間環(huán)境地面模擬裝置、微重力實驗平臺等其他科學與工程領域提供技術支撐。

源源不斷地攝入新鮮的科研能量，是張赫保持科研活力的源泉。近幾年來，他還發(fā)揮團隊的優(yōu)勢和潛力，開展了多渠道的國際合作與交流，并取得了一系列成果。在其主持的一項國際合作項目中，他和研究團隊提出了一種環(huán)形繞組結構游標永磁直線電機，大幅提升了直線電機的推力密度，同時削弱了直線電機的推力波動，具有很大的理論研究價值和廣闊的應用前景。

不懼挑戰(zhàn)，矢志前行發(fā)展

發(fā)展精密超精密制造產業(yè)是時代的需求，也是張赫無悔的選擇。雖然對于超精定位平面電機、直線電機、磁懸浮隔振等方向的研究，并不屬于當前的熱點方向，最初開展研究時，能夠參考的資料也非常少，張赫及其科研團隊成員們也度過了一段十分艱難的時期。但一直以來，張赫始終認為這是從事科學研究的必經考驗?！翱蒲腥擞袝r候是要坐冷板凳的，特別是在那些鮮少有人涉足的研究方向中，就需要一些人能夠踏出第一步，為后人探探路，而我愿意做一開始就研究這個方向的人?！睆埡照f。

為學生們講授直線電機運行原理與測試方法

一路走來，正是憑借著這種敢為人先、勇于探索的精神，讓張赫在科研之路上取得了一系列成果。從事科研多年來，張赫作為負責人或主要參與者承擔國家科技重大專項、國家自然科學基金等科研項目10余項，相關成果發(fā)表文章40余篇；授權中國發(fā)明專利40余項，國際發(fā)明專利2項；榮獲高等學?？茖W研究優(yōu)秀成果獎技術發(fā)明獎二等獎、電機及系統(tǒng)國際會議Best Paper Award、國際磁學大會Best Poster Award等榮譽及獎勵10余項，入選黑龍江省青年英才計劃和哈工大青年拔尖人才計劃。多年來，他們還與上海微電子裝備（集團）股份有限公司建立了友好合作，為國產光刻機的發(fā)展做出了一系列科研貢獻。

為了能為研究領域培養(yǎng)更多的新生科研力量，張赫也花費大量的時間在學生的培養(yǎng)上。張赫認為，如今90后、00后的學生思想更為活躍，也更有自己的主見，相較于用“刻板”的科研方式限制他們，不如讓他們發(fā)揮主觀能動性，給予他們更大的空間去發(fā)展自己的科研興趣，培養(yǎng)他們獨立科研的能力。一直以來，張赫也始終擔任著一名溝通者和引領者的角色，為學生的科研之路保駕護航。

在張赫看來，做科研不僅需要持之以恒，耐得住寂寞；更要志向遠大，不斷開拓進取。展望未來，他還將繼續(xù)面向國家的重大需求，開展超精定位平面電機、直線電機、磁懸浮隔振技術等方面的研究，與企業(yè)合作，真正實現(xiàn)科研技術的轉化，將自己的科研理想一步步變?yōu)榭捎|摸的現(xiàn)實。