千里之堤,潰于蟻穴。腐蝕看起來是一種悄悄地、無聲無息的威脅,卻常常會造成令人措手不及的惡性事故,裝備的停車停產(chǎn)、環(huán)境污染、火災(zāi)、爆炸等重大事故都可能由腐蝕直接或者間接引起;腐蝕遍及國民經(jīng)濟和國防建設(shè)的各個部門,破壞力極強,造成的損失大于各類自然災(zāi)害的總和。因此,研究材料在服役環(huán)境下的行為以及各種因素的影響并及時進行防護尤為重要。北京化工大學(xué)左禹教授數(shù)十年來一直研究材料損傷、失效的作用規(guī)律和演化過程及發(fā)展,力圖延緩、控制材料環(huán)境損傷和失效,為減少因材料腐蝕造成的危害而貢獻了自己畢生的青春和智慧!
左禹教授既是北京化工大學(xué)教授,同時兼任中國腐蝕與防護學(xué)會榮譽理事長,他在材料腐蝕研究方面有較高的造詣,獲得過國家科技進步二等獎 1 項和省部級獎多項。左教授的一生是立志科教報國的寫照。
少年壯志 與材料腐蝕研究結(jié)緣
流金鑠石渾不怕,少年壯志當擎云。今天的科研成就離不開昨天的知識積累和曾經(jīng)的遠大志向。
左禹系左宗棠第五代孫,左宗棠第四代孫左景伊之長子。因受父輩影響,他自幼就酷愛讀書,立志報國。
青少年時期正趕上中國政治最黑暗的文化大革命時期,1966 年初一剛上了一半就遇上了文革,1968 年下鄉(xiāng)插隊,后來抽調(diào)到陶瓷廠當裝窯工,再后來到化工廠當了操作工。在農(nóng)村和工廠的艱苦勞動鍛煉了他堅韌不拔的意志,為以后的科研道路打下了堅實的基礎(chǔ)。
在化工廠的幾年里,左禹因為工作勤奮,技術(shù)熟練,年年都被評為廠里或公司的先進生產(chǎn)者,并擔任了生產(chǎn)班長。更可貴的是,他利用業(yè)余時間自學(xué)了初高中的全部功課,甚至還涉足了微積分這樣的大學(xué)課程,并努力學(xué)習(xí)技術(shù)知識,還在車間里開展系列技術(shù)講座,受到車間領(lǐng)導(dǎo)和工人們的高度評價。
1977 年恢復(fù)高考,已經(jīng) 25 歲的左禹在離開學(xué)校近十年后走進了考場,并取得了足以入學(xué)一流大學(xué)的優(yōu)異成績。然而可能是由于年齡偏大或者“家庭出身”的原因,他最終被甘肅工業(yè)大學(xué)錄取。左禹開始了他大學(xué)的學(xué)習(xí)之旅,在大學(xué)里,由于勤奮刻苦加上天資聰慧,畢業(yè)時,他又以高分考入北京鋼鐵學(xué)院讀研究生,在朱日璋教授的指導(dǎo)下開始了在材料腐蝕研究領(lǐng)域的新征程。1988 年,他又以136 分的高分通過了國家英語水平考試,在化工部系統(tǒng)考試人員中名列第一,獲得了出國學(xué)習(xí)的機會,赴美國麻省理工學(xué)院訪問研究,進一步開拓了視野。
左禹教授深切感慨道,能與材料的腐蝕研究結(jié)緣并且有一定的進步,要特別感謝他的恩師朱日璋教授的培養(yǎng)和扶持!令他特別感激的是,碩士在讀期間,朱教授盡力為他的研究創(chuàng)造條件,另一位導(dǎo)師——朱教授的夫人郭曼玖教授對他的試驗工作也給了很多直接指導(dǎo),還給他機會走訪了北京、洛陽、南京、上海等地的多家企業(yè)和研究所,拜訪了許多著名的腐蝕科學(xué)家,大大增長了見識。同樣,朱教授也是經(jīng)常幫助、扶持他們青年科技人員的。記得有一次,他承擔的一個項目鑒定,某廠的一臺設(shè)備存在腐蝕的隱患,研究結(jié)果表明通過一定條件的控制該設(shè)備可以安全服役,但鑒定會上一些專家仍然存在疑慮,朱教授根據(jù)他們的實驗結(jié)果,提出“加強監(jiān)測,繼續(xù)使用”的建議,得到大家認可。該設(shè)備后來安全使用了多年,項目也得到了石化總公司的獎勵。第一次在全國性會議上作大會報告,朱教授也給予了他很多的鼓勵,也因此有了明顯的收獲。同時,他參加中國腐蝕與防護學(xué)會的活動也歸因于朱教授的引領(lǐng)。
科教報國 兢兢業(yè)業(yè)結(jié)碩果
寶劍鋒從磨礪出,梅花香自苦寒來。數(shù)十年來,左禹教授一直堅守在教學(xué)科研的第一線,他兢兢業(yè)業(yè),克己奉公、盡職盡責,為祖國、為人民奉獻著光和熱。作為一名教師,他深受學(xué)生愛戴,三尺講臺,揮灑的不僅是汗水,更多的是真情;作為一名科研工作者,他緊盯國家重大需求搞科研,為國奉獻矢志不渝,屢獲嘉獎,但從不居功自傲,始終謙虛謹慎、平易近人。
百年大計為教育
據(jù)了解,1996 至 2007 年期間,左禹擔任北京化工大學(xué)副校長,分管科研工作,并先后分管研究生、學(xué)科建設(shè)、科技產(chǎn)業(yè)等工作。他清楚地認識到,優(yōu)質(zhì)的課程教學(xué)是高等學(xué)校的立校之本,而高水平的學(xué)術(shù)研究是強校之路;另一方面,工程院校的發(fā)展之源在于與產(chǎn)業(yè)密切結(jié)合。在校黨委和行政領(lǐng)導(dǎo)下,他積極組織教師爭取國家重大項目和企業(yè)項目,努力推進國家、省部級重點實驗室等研究基地和平臺的建設(shè),采取各種措施鼓勵教師從事基礎(chǔ)類研究、積極申請國家自然科學(xué)基金項目,在國際期刊上發(fā)表高水平論文。同時,他也抓住機遇,積極推動學(xué)校的國防科研工作。數(shù)年來,學(xué)校的科研規(guī)模顯著發(fā)展,學(xué)術(shù)水平明顯提高,在國內(nèi)、國際的影響力也顯著增強,左禹教授在其中做出了重要的貢獻。
左禹多年擔任校、系領(lǐng)導(dǎo)并承擔大量科研任務(wù),幾十年來始終站在教學(xué)第一線,他先后為本科生、研究生主講過12 門不同課程,指導(dǎo)了 110 多名碩士、博士研究生及博士后。他堅持親力親為、互動式的教學(xué)方式 , 他對于研究生并不簡單地注重其最終的研究結(jié)果,而是對所有研究生從選題、實驗到撰寫論文的各個環(huán)節(jié)都給予具體、深入的指導(dǎo),特別注意要求學(xué)生通過多方面訓(xùn)練,自覺地形成嚴謹、認真、求實、敢于創(chuàng)新的研究思路,掌握更多的研究方法和技能,從而為他們未來的發(fā)展奠定更堅實的基礎(chǔ)。研究生撰寫的論文,他通常都要修改五、六稿甚至更多遍,個別論文甚至修改到十幾稿,使學(xué)生在過程中收獲頗多。指導(dǎo)的研究生大部分成為所在單位的技術(shù)或管理骨干,有些還成長為單位的學(xué)術(shù)或技術(shù)帶頭人。
國計民生需防腐
據(jù)統(tǒng)計,石化工業(yè)中大約占 60%的設(shè)備失效事件與腐蝕有關(guān);油、氣田的管道腐蝕泄露、橋梁的鋼筋腐蝕、地下水管的腐蝕等,每年都造成極大的直接、間接損失;對于軍事裝備,腐蝕也是很大的威脅,裝備的腐蝕控制是保證戰(zhàn)斗力所需要解決的重要問題。
左禹教授針對材料腐蝕防護領(lǐng)域的重大需求,在硫化氫環(huán)境中的不銹鋼應(yīng)力腐蝕、非晶態(tài)合金的氫脆、亞穩(wěn)態(tài)小孔腐蝕、鋁合金陽極氧化等方面開展了一系列卓有成效的研究,近年間又獲得多項有創(chuàng)新性的研究進展。
(一)亞穩(wěn)態(tài)孔蝕機理及材料服役壽命早期監(jiān)、檢測技術(shù)研究
材料服役性能的早期預(yù)測可以避免因腐蝕所造成事故的發(fā)生,左禹教授致力于研究腐蝕早期電化學(xué)波動信號的特征與材料表面缺陷的關(guān)系及小孔萌生和發(fā)展過程的機制,力圖建立電流波動信號的統(tǒng)計規(guī)律及其與孔蝕發(fā)生傾向和發(fā)展速度之間的關(guān)系,進而發(fā)展根據(jù)電化學(xué)信號來預(yù)測孔蝕傾向及孔蝕速度的方法與技術(shù)。在這一方向承擔了多項國家自然科學(xué)基金項目,并在該領(lǐng)域重要國際刊物上發(fā)表系列論文數(shù)十篇,觀察到電流噪聲信號與小孔腐蝕萌生、發(fā)展與消亡過程的聯(lián)系,首次闡述了亞穩(wěn)態(tài)小孔腐蝕電位的物理意義,觀察到亞穩(wěn)態(tài)孔蝕電位和穩(wěn)定孔蝕電位之間的線性關(guān)系,解釋了二者的本質(zhì)聯(lián)系:兩個特征電位分別對應(yīng)于不同體積的小孔,亞穩(wěn)態(tài)孔蝕電位與實際測量的電流精度有關(guān),而穩(wěn)定孔蝕電位對應(yīng)于由亞穩(wěn)態(tài)小孔向穩(wěn)定小孔轉(zhuǎn)變的臨界小孔體積。2010 年左禹教授應(yīng)邀分別在莫斯科舉辦的歐洲腐蝕大會和在河內(nèi)舉辦的國際腐蝕工程大會上發(fā)表了大會邀請報告,闡述了“小孔腐蝕早期的電流波動”和“涂層性能的快速電化學(xué)評價方法”等問題及研究進展,他也是第一位在歐洲腐蝕大會上作主題報告的中國學(xué)者。
(二)不銹鋼表面大面積電化學(xué)沉積制備鈀合金薄膜技術(shù)
不銹鋼在高溫稀硫酸等強腐蝕環(huán)境中腐蝕速度非???,左禹教授帶領(lǐng)課題組在國內(nèi)外首次研發(fā)了在不銹鋼表面通過電刷鍍大面積制備鈀、鈀 - 銅和鉻 -鈀合金薄膜技術(shù),可有效促進不銹鋼鈍化,從而在非氧化性腐蝕介質(zhì)中耐蝕性大幅提高。同時針對在用的不銹鋼設(shè)備,研發(fā)了表面處理、鍍液循環(huán)回收和大面積快速刷鍍鈀的成套工藝。這項技術(shù)方法新穎,實用性強,可以解決強還原腐蝕環(huán)境中大型不銹鋼設(shè)備現(xiàn)場維修、延長服役壽命的問題,該項目順利完成了科技部十二五支撐計劃課題,獲得多項專利技術(shù),在數(shù)家大型化工企業(yè)實現(xiàn)工程應(yīng)用,效果良好、解決了企業(yè)的難題,正在進一步推廣。
(三)涂層服役性能現(xiàn)場快速檢測與評價技術(shù)
金屬裝備與結(jié)構(gòu)例如船舶、塔架、橋梁等表面都有涂層保護,及時檢測結(jié)構(gòu)表面防腐蝕涂層的服役性能是保證裝備正常運行的重要手段,但過去缺少在工程現(xiàn)場檢測涂層性能的方法,實驗室通常使用的涂層阻抗測試儀器設(shè)備昂貴,檢測時間長,解析復(fù)雜,很難應(yīng)用到現(xiàn)場進行快速檢測與評價。左禹帶領(lǐng)課題組在國內(nèi)外首次提出利用 10Hz 頻率下的相位角代替低頻阻抗值、從而快速獲得涂層服役性能參數(shù)的方法。在此基礎(chǔ)上研究開發(fā)了涂層服役性能快速檢測與評價系統(tǒng),建立了相關(guān)的模型,利用這項技術(shù)可以對各種金屬表面的涂層性能和涂層壽命進行現(xiàn)場快速評價和預(yù)測,具有廣泛的應(yīng)用前景。該技術(shù)作為“大跨度鋼結(jié)構(gòu)防火防腐關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”成果的一部分,于 2014 年獲得國家科技進步二等獎。在船舶、鋼結(jié)構(gòu)橋梁領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了重要的應(yīng)用,獲得軍隊科技進步獎 2 項,成果推廣到多家企業(yè)。
(四)鎂合金高耐蝕性涂層研究
鎂合金的腐蝕控制是當今材料腐蝕與防護領(lǐng)域的研究熱點與難點之一,左禹教授在國內(nèi)外首次研究開發(fā)了對鎂合金具有陰極保護作用的富鎂涂層,在涂層中加入純鎂粉對鎂合金基材起到一定的陰極保護作用,研究了控制陽極顆?;钚?、增強耐蝕性的涂層添加劑,通過硅烷處理進一步提高涂層與鎂合金的結(jié)合力,開發(fā)出對 AZ91D 鎂合金具有優(yōu)良屏蔽作用、陰極保護作用和高結(jié)合力的新型耐蝕涂層,保護性能顯著提高,耐鹽霧試驗超過 2200 小時。同時進一步開發(fā)了針對鋁合金保護的新型富鎂 - 鋁耐蝕涂層,在鋁合金表面耐鹽霧試驗超過 4000 小時。上述成果正在積極推廣應(yīng)用。
建言獻策 促進腐蝕學(xué)科發(fā)展
鑒于材料腐蝕在國民經(jīng)濟中的重大影響,左禹教授呼吁我們應(yīng)該更加重視腐蝕學(xué)科的發(fā)展,并提出以下幾點建議:
(一)重視腐蝕學(xué)科的學(xué)科建設(shè)
材料的的腐蝕及其控制在國民經(jīng)濟發(fā)展和國防建設(shè)中起著非常重要的作用,但當前的科研總體上傾向于一些熱點學(xué)科的發(fā)展,不少腐蝕科研人員轉(zhuǎn)向化學(xué)電源、生物材料、納米材料等熱門方向,這種趨勢不利于腐蝕等與國民經(jīng)濟密切相關(guān)的傳統(tǒng)學(xué)科的研究與發(fā)展。我們呼吁相關(guān)管理部門加強對傳統(tǒng)學(xué)科的支持,采取有力政策扶持和引導(dǎo)青年科研人員開展腐蝕與防護的研究。腐蝕學(xué)科屬于材料科學(xué)與電化學(xué)的交叉學(xué)科,需要物理學(xué)、化學(xué)、數(shù)學(xué)、力學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科的支持,并涉及電子學(xué)、微生物學(xué)、計算機科學(xué)等學(xué)科專業(yè),而其應(yīng)用遍及幾乎所有工程領(lǐng)域。對這樣的交叉學(xué)科應(yīng)當從政策上重點支持。實際上,隨著科技的快速發(fā)展,傳統(tǒng)材料與先進材料之間的界限越來越模糊,材料的腐蝕與防護既涉及所謂的傳統(tǒng)材料,也包括各種先進材料,在腐蝕與防護學(xué)科的基礎(chǔ)科學(xué)和技術(shù)創(chuàng)新上一旦取得突破,不但對于國民經(jīng)濟和國防建設(shè)會產(chǎn)生巨大的效益,也會進一步有力地推進新材料的發(fā)展。
(二)加強腐蝕科學(xué)基礎(chǔ)研究
當前材料腐蝕領(lǐng)域面臨的許多重大技術(shù)問題有賴一些基本科學(xué)問題的解決,應(yīng)當開拓更多的支持應(yīng)用基礎(chǔ)類科學(xué)研究的渠道,在政策上鼓勵一批科學(xué)家摒棄急功近利的思想,站在國際前沿,重視具有前瞻性的腐蝕基本過程和機理的研究。腐蝕過程本質(zhì)上與電化學(xué)過程密切相關(guān),如果能夠尖端技術(shù)有效地建立宏觀意義的電化學(xué)測試技術(shù)與腐蝕過程的原子尺度反應(yīng)之間的聯(lián)系,有望在腐蝕研究上取得突破性進展。
(三)大力加強腐蝕工程教育
據(jù)估計,材料腐蝕問題中大約有三分之一屬于設(shè)計、選材不當,或利用現(xiàn)有的知識技術(shù)可以得到有效控制。應(yīng)鼓勵高校開設(shè)特色本科及研究生方向,培養(yǎng)專門人才,同時在工科專業(yè)中廣泛開設(shè)材料環(huán)境失效與延壽方面的課程,鼓勵高校面向企業(yè)開設(shè)講座、培訓(xùn)課程及工程碩士班,這樣將有利于從規(guī)劃、設(shè)計、制造、生產(chǎn)、維修、管理等各個環(huán)節(jié)加強腐蝕管理,控制腐蝕損失。
(四)大力加強對防腐蝕新材料、新技術(shù)研究的支持
腐蝕與防護學(xué)科直接與工程應(yīng)用密切相關(guān),在提倡自主創(chuàng)新的大時期,應(yīng)特別強調(diào)具有自主知識產(chǎn)權(quán),創(chuàng)新性強的防腐蝕新技術(shù)和新材料的研究開發(fā);鼓勵和扶持一批具有研發(fā)能力、專業(yè)化、專門從事新技術(shù)研發(fā)和推廣的公司,有效推廣腐蝕控制新技術(shù)。
后記:
為天地立心,為生民立命,為往圣繼絕學(xué),為萬世開太平。作為踐行中國夢、實現(xiàn)中國夢的重要力量,科教興國是一個從事教育事業(yè)者的使命。作為千千萬萬優(yōu)秀的教育事業(yè)者之一,左禹教授用行動踐行了初心與使命,用成績見證了決心。我們作為新一代有理想、有抱負的科研學(xué)者,更應(yīng)該擔負起歷史賦予的光榮使命,勇立時代的潮頭,為祖國的科技崛起而奮發(fā)圖強!
● 人物簡介
左禹,北京科技大學(xué)博士,1984 年以來在北京化工大學(xué)從事材料環(huán)境失效機理及材料表面保護技術(shù)等方面的研究,其中 1989-1991 年在美國麻省理工學(xué)院作訪問研究。1995 年起任北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授,1997 年任博士生導(dǎo)師。主持或參加了國家自然科學(xué)基金、973、支撐計劃、國防配套等各類科研項目 50 余項;在國內(nèi)外正式出版的學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表論文 400 余篇, 被 SCI 或 EI 收錄 180 余篇,其中作為第一作者或唯一通信作者的 SCI 論文約 120 篇,主編或參編專著、手冊 8 部,獲國家科技進步二等獎 1 項、部級科技進步獎 7 項、獲授權(quán)發(fā)明專利 14 項;1993 年獲政府特貼,1997 年被評為跨世紀百萬人才工程國家級人選,2003 年獲中組部、科技部、教育部等六部聯(lián)合頒發(fā)的“留學(xué)回國人員成就獎”,2014 年獲中國科協(xié)“全國優(yōu)秀科技工作者”表彰,同年還獲得中國腐蝕與防護學(xué)會腐蝕電化學(xué)及測試方法專業(yè)委員會頒發(fā)的“杰出成就獎”。1996-2007 年擔任北京化工大學(xué)副校長,分管科研、研究生、學(xué)科建設(shè)、外事、科技產(chǎn)業(yè)等方面工作,曾擔任校學(xué)位委員會主席及校學(xué)術(shù)委員會主任。先后任中國腐蝕與防護學(xué)會副理事長、監(jiān)事長、榮譽理事長、中國工業(yè)防腐蝕協(xié)會副會長、國際腐蝕理事會理事、國家自然科學(xué)基金委工材部專家評審組專家、教育部第五、六屆科技委委員暨科技委材料學(xué)部委員、華中科技大學(xué)及蘭州理工大學(xué)兼職教授、金屬腐蝕與防護國家重點實驗室學(xué)術(shù)委員會委員兼客座研究員、中國科學(xué)院核用材料與安全評價重點實驗室學(xué)術(shù)委員會副主任、“中國腐蝕與防護學(xué)報”、“腐蝕科學(xué)與防護技術(shù)”、“表面技術(shù)”、“Surface andCoatings Technology”等期刊編委等學(xué)術(shù)職務(wù)。
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標簽: 左禹, 北京化工大學(xué), 腐蝕防護

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