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羡金属风骨 育赣江栋才

来源:  发布时间:2016-06-06

  
——记江西理工大学工程研究院副院长、材料科学与工程学院副院长陈颢
  
本刊记者 王 涵

  
  
  “角塘映日荷花别样红,赣江水源头万涓泛波浪;走进这梦想,梦想的殿堂;年轻的心啊滂湃激昂,滂湃激昂……让我们造就金属的风骨,让我们成为祖国的栋梁……”
  江西理工大学的校歌一直鼓励陈颢磨砺前行。
  2014年12月,江西理工大学委任36岁的陈颢担任工程研究院副院长,同时兼任材料科学与工程学院副院长。消息一公布,不熟悉他的人会感慨于这位副院长的年轻,而熟知他的人都道这是意料中事。
  北京科技大学博士,钨资源高效开发与利用技术教育部工程研究中心首个博士后,美国罗格斯大学机械与航空系访问学者,先后被评为江西省青年科学家(井冈之星)培养对象、江西省“新世纪百千万人才工程”人选、江西省高等学校中青年学科带头人、江西省远航工程人选,获赣州市青年科技奖(2011年)及第一届全国有色金属优秀青年科技者奖(2014年)……不大的年纪,但在专业领域所取得的成绩,无不显示着陈颢这位年轻的科研管理人的“与众不同”——
  
羡金属风骨:在钨世界里探寻
  
  这是一个神奇的科学世界:
  1879年,当伟大的发明家爱迪生在经历了一千五百多次失败以后,点亮了世界上第一盏有实用价值的电灯。钨,这一神奇的材料从此走入了大众的视野。
  在经历了几百年的发展之后,钨高熔点、高比重、高硬度的特性早已被广泛应用至机械加工、冶金、采矿行业、电子电讯、建筑工业、兵器工业、航天航空等各个领域。在各个国家,钨被作为重要的战略资源。
  我国是钨资源和稀土大国,而全国的钨矿资源主要分布在中南区,其中江西、湖南两省占全国总储量的一半以上。江西因此被称为“世界钨都”和“稀土王国”。
  位于江西省南部的赣州市,以赣州为中心,半径500km范围内集中了全国80%以上的钨资源和钨品加工企业。江西理工大学就处于这一区域的圆心位置,且是唯一一个专门从事有色金属开发及应用研究和培养相关专门人才的综合性大学。自从1958年创办以来,作为中国有色冶金著名学府,这所大学先后为我国培养了许多有色金属工业和钢铁工业领域的人才。
  陈颢与这所巍巍学府学府有着深厚的渊源,他的本科和硕士都就读于这所学校。几年出外深造后,他放弃北上广,选择回到母校,就是因为觉得这里才是他的最佳的“用武之地”。自从回到母校工作以来,他充分结合学校的实际情况和在钨、铜、稀土资源综合开发与利用三大特色方向的优势,将自己的研究融入到地方和学校的特色之中,走出了一条旗帜鲜明的的特色研究之路。
  紧密围绕江西省特色钨资源,依托钨资源高效开发及应用教育部工程研究中心等高水平平台,陈颢率领团队在钨基硬面材料及硬质合金等领域结合大型钨企业及高等学校各自优势开展产学研结合研究,短短几年时间,就取得了让人意想不到的累累硕果:
  众所周知,磨损和腐蚀是机械零部件、工程构件的两大破损形式,由于经济的高速发展,中国每年有大量的废旧汽车零部件、工程机械、机床等因磨损、腐蚀等原因退出使用。如果能对这些破损器件进行改性并恢复其性能,将大大减少相关领域的损失,包括节约原材料,减少环境污染等。
  立足社会所需,陈颢及其团队通过江西省重大科技专项资助,联合企业以实现超细结构WC/Co硬质合金复合表面强化材料的高性能化及工程化应用为目的,采用“热化学合成法”直接制备这一材料,得出的成品与传统的材料相比,成份均匀性好,具有较高的涂层与基体结合强度、较强的机械强度和较长的热循环寿命,特别适合材料表面强化改性,满足了装备再制造对高性能耐腐蚀、磨损和高润滑性能的要求。值得一提的是,它只占成本5%~10%的材料费用却能使机器寿命成倍或数十倍提高。相关技术开创了“装备再制造”产业的新局面,在促进废旧机电产品资源的开发再利用,节能节材、减少排放,提升相关企业的技术水平和市场竞争力等方面具有重要的意义,具有显著的经济效益与环境效益。
  除此之外,他们还研发了一系列制备功能梯度硬质合金的专用设备及装置,通过控制球料比、喷雾压力及温度和风量等技术参数,制得均匀分散的空心球形硬质合金混合料,设计出一种机械性能成梯度分布的硬质合金渗碳处理方法,以达到在对硬质合金体进行渗碳处理过程中加快其梯度结构形成的速度、缩短渗碳处理时间、提高合金体的综合机械性能、使用性能和生产率、延长合金体的使用寿命,降低能耗和生产成本等目的。
  2012年,金融危机出现,国内外钨业市场萎缩、上游需求减少,钨品价格大幅跳水,江西省“两高一资”产品的出口受到越来越多的限制,导致部分企业利润大幅下降,迫使资源性产品加工企业从初级产品的生产向精深加工转变。赣州的众多硬质合金涂层刀具企业同样在转型的关口。
  在此之前,陈颢所在的前课题组曾与章源钨业进行产学研合作,开展钨制品的精深加工研发,已成功开发出了硬质合金为基体的涂层刀具关键制备技术,初步实现了批量生产,取得了较好的经济效益。然而由于某些深层次的问题研究不够,制备的不同批次的硬质合金涂层刀具性能会出现波动,制约了涂层刀具的高端应用。
  在此背景下,陈颢组织团队针对这一问题攻坚克难,研究出一整套硬质合金精密复杂成形刀具物理复合涂层工艺和技术规范,基本解决了硬质合金复合涂层工艺中的关键技术,如真空度问题,气源控制系统,辅助加热装置,电气系统等,保证了该工艺的可靠性和重复稳定性,可形成多元稀土复合梯度硬质合金涂层刀具,涂层厚度在2~8μm之间,且厚度根据需要可控,涂层与硬质合金基体结合力达到50N以上,涂层显微硬度达到HV1800~3000,切削性能已达到或接近国外同类产品水平。
  随着人类环保意识的增强,国家对含铬的有毒废液的管理越来越严格,如此一来限制了铬镀层的应用,而钨基合金因为具有很多优异的性能,如装饰性外观、高硬度、高耐磨性、高热稳定性、良好的耐蚀性、高电催化活性、良好的磁性能等,迎来了广泛应用的“春天”。
  抓住这一契机,陈颢和他所在的团队通过一套巧妙的方法,在水溶液中之间将钨酸钠直接沉积变为钨非晶态合金,这一材料具有工艺流程简单、操作方便,消耗钨资源少等特点,克服了现有镀铬工艺Cr6+对环境的严重污染,对环境无污染,适应工业要求,制备的含稀土钨合金非晶态代铬镀层外观和内在质量均匀,在硬度、耐磨耐蚀等主要性能上相当或优于镀铬。
  在很多人看来,科学研究或许很枯燥,但在陈颢看来这是一件蕴含着无比神奇快乐的事情,尤其是当看到自己的所研能够得到应用,惠及一方老百姓的时候,那种快乐更是发自内心的自豪。而他也愿意将自己多年所学所感总结与众人尤其是年轻人分享, 多年来发表学术论文40余篇,申请专利7项,合著《硬质合金》专著(受国家出版基金资助,入选有色金属理论与技术前沿丛书)一部。因为出色表现,他先后获得省部级及厅级等科技奖励8项。
  金属的风骨,亦如水,也异于水。它有时候能跟水一样遇刚则刚,遇柔则柔,却比水来得更复杂,更有深意。陈颢羡慕金属的这些品质,这也是他多年陶醉其中的缘故。
  
育赣江栋才:责任从不忘怀
  
  从1996年开始就读于江西理工大学(原南方冶金学院)到2007年回到母校任教,时光轮转了十年。十年前,陈颢还是一名沐浴在母校厚重积蕴下拼命吸收日月精华的莘莘学子中的一员;十年后,当年的学子摇身一变成为反哺母校的园丁,他只想把学校那种崇尚金属风骨的传统流传,且立足于区位,把造福于一方百姓的理念撒播。
  因为是一名年轻的师者,陈颢非常能够理解现在年轻人的想法和需求。三尺讲台既是他向学生解答疑问的交流平台,也是他兢兢业业奉献的“第一线”,更是他寻求破解人才培养瓶颈的第一级台阶。秉承“以学生为中心”的理念,他一丝不苟地准备着每一次的授课,尽心尽力地探索着激发学生学习热情和学习能力的各种路径。因为尽心,所以做法也充满了新意:立足学科发展前沿,他坚持 “教学与科研并重,教学与科研互相助进”的理念,走出了一条“不一样”的师者之路。
  每次教学前,陈颢都能够非常细心地去组织授课内容,改进教学方法,更新教学内容,尤其注重对学生智力的开发和能力的培养。因为年轻,他能够非常灵活地利用多媒体、实物模型、图片等教学手段,避免单一灌输的教学方式,不断增强课堂的学术气氛,使原本抽象枯燥的内容变成直观形象引人入胜的现实内容,因而他主讲的《粉末冶金技术》《材料表面工程》《材料性能学》和《材料制备技术》等课程深受本科生和研究生的一致的好评。
  “动人以言者,其感不深;动人以行者,其应必速”,陈颢深知实践教学的重要性,因而素来重视理论学习与实践学习相结合的方法。“由于材料专业课程是实践性很强的课程,使得缺乏工程实践的学生往往感到即抽象又枯燥。”为帮助学生培养起对专业的学习兴趣,借助于学校位于赣州市钨产业中心的优势,他经常带领学生深入各家企业参加实践活动,让他们在实战中了解专业,学习专业。且利用在企业从事科研工作的时间,将各种工程现象和工程实例记录下来,然后精心组织成教学内容,从而在讲授材料加工制备、材料表面处理等内容时,实现了多媒体、实物模型及挂图相结合的多种手段相结合的教学方式。
  为人师表,诲人不倦,身教重于言教,虽为成长起来的新一代,但陈颢同样也非常注重学生思想品德、厚重底蕴的培养,凡事以身先行,处处严于律己。“金属材料专业因为关乎到很多机械设备,更需要科学严谨的精神加以对待。”从教期间,他从职业生涯设计与就业的角度引导学生,教导学生树立起正确的人生观、价值观,把理想同具体实践紧密结合起来,期望他们真正成为能够服务国家,服务一方的有用之才。
  十年间,陈颢完成了从一名学子到一名园丁的转变,且因为出色的工作表现,从2011年起,他开始任材料科学与工程学院院长助理,担当起一名管理者的重任。有了前期接触,在他肩负起工程研究院副院长兼任材料科学与工程学院副院长重任的时候,显得从容了很多。
  此时的陈颢,变得更忙碌,但他始终不忘自己园丁的职责。职务再多、工作再忙,教学也不能有丝毫放松,这是陈颢心中的一杆秤。在他心中,教学是一种奉献,更是一份责任。这份责任,驱使他不断磨砺前行。
  也许,作为一名管理者,陈颢还年轻,但未来的路在脚下,如何走,他心中早已经有了规划。“造就金属的风骨,让我们成为祖国的栋梁……”校歌犹在耳畔,责任从不忘却。
  

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2024年5月

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