初秋的北航,林蔭開道,樹葉黃綠斑駁,清風習習,讓樹葉間的落影輕盈跳躍,空氣涼爽而清新,學子們來來往往,邁著輕松歡笑的步伐,整個校園到處蕩漾著青春的氣息。朱立群教授已年過花甲,但精力充沛,神采奕奕,依舊奮戰在科研和教學的第一線。他本科到博士的全過程學習都是在北航完成的,之后又一直在北航執教,與北航材料學院一起成長的四十余載,讓他親眼見證了北航腐蝕學科的發展和壯大。請您跟隨記者的采訪一起了解和認識北航材料學院腐蝕學科的發展現狀……
記者:請您簡單概括一下北航材料學院腐蝕學科的發展現狀。
朱教授: 北京航空航天大學材料科學與工程學院起源于 1954 年成立的航空冶金系,現下設材料科學系、材料物理與化學系、材料加工工程與自動化系、高分子及復合材料系。其中,材料物理化學系原為材料科學與工程系的腐蝕與防護專業,始建于 1956 年,于1981年建立碩士點, 1999年建立博士點。
2001 年正式成立為材料物理化學系,學科覆蓋了化學一級學科、應用化學二級學科和腐蝕預防研究方向。系內目前主要包括:應用電化學、材料失效與環境穩定性、現代表面防護技術與工程、學品與精細化材料化學等。經歷了近六十年的發展,材料腐蝕與防護學科在北航材料學院包容的學術氛圍下呈網狀發展,獨具特色,不是縱向的,而是同其他學科交叉,有很多的學術交叉點,形成龐雜的“網”。網狀結構的發展,科研經費的支持,創新的思路,人才隊伍的建設,使得近十年是北航腐蝕學科發展最為迅猛的時期,科研與應用相互推動,可以說是枝繁葉茂,碩果累累,涉及的應用領域也更加廣泛。
蘇聯專家來訪,右二為朱永昌教授,右一為朱立群教授
北航材料科學與工程學院擁有以鐘群鵬院士、徐惠彬院士、王華明院士以及 6 名長江學者特聘教授和 7 名國家杰出青年基金獲得者為代表的一流師資隊伍。現有教授 45 名,研究員 1 名,副教授 29 名,博士生導師 47 名 ( 其中兼職博導 5 名 )。形成了“超常服役環境金屬智能材料”國家自然基金委創新群體、“高性能非平衡材料科學與技術”和“高性能金屬材料激光制備與成型”
教育部創新團隊、“先進高溫材料與涂層技術”國防科技創新團隊。因材料腐蝕與防護學科與其他學科的交叉,所以在北航不僅僅材料物理化學系在做腐蝕與防護方面的科研項目,其他系的很多教師在做的科研項目中也都包含著材料腐蝕與防護的相關研究內容。
朱立群教授同團隊其他成員現場探討和解決問題
記者:北航材料學院腐蝕學科有哪些主要研究方向?
朱教授: 概括來說,現在的北航材料學院腐蝕與防護學科主要的研究方向:(1)常溫條件下的功能涂鍍層及表面技術;(2)航空航天結構材料腐蝕與表面先進防護技術;(3)高溫結構材料及功能涂層;(4)結構材料的服役與失效分析; (5) 非晶材料的腐蝕;(6) 高分子復合材料的環境失效; (7)輕合金材料的表面防護技術等。
回顧北航材料學院腐蝕與防護學科的發展,腐蝕與防護這個方向依托于一級學科材料科學與工程、二級學科材料物理與化學而發展,在北航做材料腐蝕與防護科研的人不局限于材料學院,其他學院也有一些老師在做腐蝕與防護的科研工作,如飛機的材料結構一體化,材料在環境中的老化失效,以及對應的材料腐蝕老化防護技術;再如,高溫環境下航空發動機材料的腐蝕與防護問題。而材料學院的材料物理與化學的腐蝕與防護方向,也同時拓展了新能源材料,高分子、復合材料(如橡膠、塑料、玻璃等)的環境老化失效。總的來說,北航材料學院腐蝕與防護學科研究的面拓寬了,研究的內容更深了,以航空航天需求牽引來從事科研及工程應用,涉及航空航天、核工業環境、微氧環境等相關腐蝕與防護的研究工作。
記者:北航材料學院有哪些腐蝕與防護科研相關的實驗室?
朱教授: 北航材料學院的實驗室是供多個系根據實際需要進行選擇和使用的,腐蝕與防護相關的科研項目在開展過程中,涉及到哪個實驗室相關的內容,就可以使用對應的實驗室。材料學院是航空科學與技術國家實驗室航空材料與結構功能實驗室的建設單位。依托材料學院建設的實驗室還有空天先進材料與服役教育部重點實驗室、特種功能材料與薄膜技術北京市重點實驗室、北京市聚合物基復合材料重點實驗室、民航安全技術和鑒定重點實驗室、大型整體金屬構件激光直接制造教育部工程研究中心、商飛 - 北航民用復合材料制造中心和北京航空航天大學分析測試中心。
郭洪波教授在2015年(第二屆)中國航空科學技術大會作邀請報告
材料學院的實驗室資源還是很豐富多樣的,除了這些大型實驗室 / 中心,還有很多的小型實驗室,用于日常教學和科研。概括來說就是,材料科學與工程實驗教學中心下設先進材料制備實驗室、熱處理實驗室、光學金相實驗室、X 射線實驗室、電子顯微分析實驗室、材料高溫動態服役行為實驗室、高分子物理與高分子化學實驗室、材料成分分析實驗室,擁有電子探針、掃描電鏡與能譜儀、X 射線衍射儀、場發射透射電子顯微鏡、掃描隧道與原子力顯微鏡等大型儀器設備和真空熔煉爐、熱處理爐、雙螺桿擠出機、金相顯微鏡、拉伸儀、熱膨脹儀、同步熱分析儀、磁性能分析、紫外 - 可見 - 近紅外分光光度計、傅里葉變換紅外光譜儀等進行材料的合成與制備、材料的物理和力學、材料化學成分分析等性能測試的實驗儀器設備。
目前,材料科學與工程實驗教學中心共擁有實驗教學面積 4196 平方米,固定資產約4642多萬元, 實驗設備591臺套。
劉建華教授(左一)、宮聲凱教授(左三)參加第十七屆全國疲勞斷裂腐蝕學術會議
加拿大卡爾加里大學Frank Cheng教授到北航進行學術交流
記者:請您談談北航材料學院腐蝕學科相關的重大科研成果或典型案例。
朱教授: 說起最具代表性的科研成果,當屬徐惠彬院士團隊的“寬溫域耐腐蝕巨磁致伸縮材料及其應用”于 2008 年獲得的國家技術發明一等獎。巨磁致伸縮材料在航空航天方面具有重要的應用前景,但國際上先進的 Terfenol-D 巨磁致伸縮材料無法滿足空天大溫差環境需要。而且,巨磁致伸縮材料稀土元素含量超過 60%,其富稀土 R 相極其活躍,在海洋服役環境下極易腐蝕,造成材料失效。徐惠彬院士帶領團隊成功研制出寬溫域巨磁致伸縮材料,使用溫度范圍拓寬到 -80 ℃ ~ +100 ℃, 與 國 際 先 進 的Terfenol-D 巨磁致伸縮材料相比,使用溫度范圍拓寬 1 倍以上,低溫性能提高4 倍。同時,在磁致伸縮性能基本相當的情況下,耐腐蝕性能提高 10 倍,并獲得應用,這項成果是很振奮人心的。
北航材料學院已凝煉形成失效分析、高溫結構材料及涂層、特種功能材料、輕合金及非晶材料、腐蝕與防護、先進陶瓷材料、計算材料學、納米能源材料、樹脂基復合材料、增材制造等十大科研方向。傳統的腐蝕與防護方向的科研成果也有很多,代表性的成果就舉兩個例子吧,一是航空產品用憎水劑及憎水處理技術,二是鍍硬金技術用于空間滑環、滾環產品。單拿這個鍍硬金技術來說,要求具有低的摩擦和長期空間環境的適應性,當時為攻克難關技術難關,整個研究團隊的老師與學生,都放棄節假日休息,反復研究,多次失敗后繼續改進,成果來之不易。
記者:北航材料學院腐蝕學科為祖國建設做出了巨大貢獻,在國際上的影響力如何?
朱教授: 北航材料學院十分重視國際合作與交流,與很多國際知名大學和研究所建立了良好、穩定的科研合作關系。獲得了多項北航校級國際重點合作項目資助, 邀請包括德國、 美國、 日本、澳大利亞在內的國際知名學者 20 余名來北航講學、學術交流和短期訪問。近5 年來獲得了 5 項科技部國際合作項目資助,在高溫涂層、鈦合金、非晶材料、復合材料等方面與德國、日本、俄羅斯等國家著名研究機構開展了合作研究,在人才培養、科學研究、關鍵科學技術等方面并取得了顯著的成果,某些技術填補了國內空白,也曾有一種涂料用到了國外。
同時,北航材料學院也招收和培養了很多留學生,國際學生可以參與民用項目的科研工作,做涂鍍層及腐蝕分析等研究工作。有很多巴基斯坦籍及中東和非洲地區的國際學生在北航材料學院學習,巴基斯坦籍的學生畢業后在巴基斯坦空軍起很重要的作用。
朱立群教授在項目現場同其他技術工作人員進行交流
記者:請您為我們講講科研團隊攻關的故事。
朱教授: 我們的團隊很勤奮,在國家任務時間緊,任務重的情況下,沒有節假日,老師和學生都在努力的工作中。我們也是被感動的,我們國家的航空航天科研人員就是這樣的,有時候我們看到了航天人在現場的工作,他們就是累了困了坐著就睡著了,醒了繼續工作,那是一種拼搏的精神。對于我們教師和學生都是很好的教育,尤其是這種教書育人,使得學生的成長更快,很多學生畢業后很快就能勝任工作,迅速成長為單位的骨干。
做材料腐蝕與防護科研工作,還是很有意義的,希望年輕一代的腐蝕與防護工作者能繼續努力,為祖國的建設貢獻自己的力量。
人物簡介
朱立群(1955-),山東菏澤市人,工學博士,北京航空航天大學材料科學與工程學院教授,博士生導師,分別于1996年、1998年、2002年、2009年、2014年、2015年作為訪問學者到日本琦玉大學、澳大利亞昆士蘭大學、澳大利亞詹姆斯庫克大學、新加坡新加坡制造技術研究所等進行科研合作。
擔任2008-2013年度教育部高等教學材料物理與化學指導委員會委員,中國腐蝕與防護學會常務理事,中國表面工程協會理事,北京表面工程學會理事長。
在國內外專業期刊雜志發表論文200余篇,出版專著5本,獲得多項國家發明專利及科技成果獎勵。
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標簽: 北京航空航天大學材料科學與工程學院, 腐蝕學科

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