李曉剛,1963年生,共產黨員,北京科技大學教授、博士生導師,國家材料腐蝕與防護科學數據中心主任,中國腐蝕與防護學會理事長、會士,美國國際防腐蝕工程師協會(NACE)會士,歐洲腐蝕聯合會會士,國際冶金類頂級期刊《Corrosion Science》顧問編委、Nature系列《npj: Materials Degeneration》主編。
長期從事材料腐蝕理論研究與耐蝕新鋼種開發工作,是我國該領域的學科帶頭人之一。針對我國低合金結構鋼耐蝕性低下和傳統耐候鋼性能亟待提升等瓶頸問題,在系統獲得合金成分和冶金工藝參數對低合金鋼環境腐蝕起源與演化影響機理與規律基礎上,提出了低合金鋼耐蝕性能冶金制備全流程調控的新理論;發明了耐蝕鋼冶金工藝調控成套新技術和系列耐蝕鋼新品種;研制了高品質低合金耐蝕鋼標準新體系;解決了國家重大工程建設中多項材料腐蝕的難題。發表包括《Nature》在內SCI論文561篇,引用13461次;專著17部(主編15部);獲授權專利62件(國際專利2件),通過合同或專利實施為207家企業提供了技術服務,產生了重大的經濟效益;獲排名第一科技獎:國家科技進步二等獎2項、省部級科技進步一等獎6項和二等獎4項、行業科技一等獎5項;獲美國國際腐蝕工程師協會(NACE)杰出工程貢獻獎、最高研究獎和會士獎;歐洲腐蝕聯合會會士獎。
心懷科技報國之志,守護導師摯愛的事業
材料對李曉剛有著一股“魔力”。1980年,步入大學的他毅然選擇材料專業,立志要研發高性能新材料。1991年,從西北工業大學材料與科學工程系畢業的他考入原中國科學院金屬腐蝕與防護研究所,成為了我國著名材料科學家、兩院資深院士師昌緒最早的“腐蝕”博士生之一。
那個年代,國內對鋼的需求量龐大,但產能遠不能滿足市場的“胃口”,當時的共識是“有就不錯了”,沒人考慮腐蝕問題。一些隱患也就此埋下,隨著時間的推移,不少工程開始出現問題,材料腐蝕造成重大經濟損失、人員傷亡和環境災難。一時間,材料腐蝕問題成了各種工程的“癌癥”,讓人談虎色變。不解決,就是無數個“定時炸彈”,指不定哪天就“捅婁子”了。
深受導師師昌緒和中國工程院院士柯偉對材料腐蝕重視程度的影響,李曉剛下定決心耕耘耐蝕材料,想要實現補“舊”建“新”。
然而,國內的耐蝕材料研究十分薄弱,材料腐蝕性數據的長期缺乏,使得我國常用材料一直無法很好地解決耐蝕性問題。李曉剛覺得材料腐蝕數據積累十分重要,它是我們開發新材料的‘敲門磚’。為此,他開始了大量的數據積累工作。材料腐蝕數據積累是一個時間跨度很長的過程,需要長期堅守并持續投入,這種不能立即出成果的工作在大多數科研人員眼里是“吃力不討好”。但是,李曉剛憑借著對腐蝕研究的癡迷開啟了他數十年如一日的漫漫科研路。
鞠躬盡瘁,勇攀一個又一個的高峰
白駒過隙,時光荏苒。1997年仲夏,李曉剛從中國科學院金屬研究所師昌緒院士門下博士后出站,來到北京科技大學腐蝕與防護中心工作,繼續追逐自己的科研夢想。
“李老師總是來得比我們早,走得比我們晚,他最大的特點就是惜時如金。只要不出差,他基本上都在辦公室和實驗室里加班。”在北京科技大學新材料技術研究院的師生眼中,李曉剛一刻不閑地耕耘在耐蝕材料領域。他有很多身份,教授、博導……但他始終堅持自己“就是一個學者”,一心搞科研,發誓為國家耐蝕材料需求解決一個又一個的難題。
寶劍鋒從磨礪出,梅花香自苦寒來。經過多年奮斗拼搏,李曉剛創建了國內最大的材料環境腐蝕試驗與共享平臺、數據量最大的腐蝕數據庫,發展了環境腐蝕試驗系列化新技術,其中包括獲得了碳鋼、不銹鋼、鋁合金和鎂合金等30多種金屬材料的腐蝕數據和環境腐蝕試驗系列化新技術。為解決航空、航天、海洋、石油等國家重大工程的材料腐蝕難題提供了技術支撐,產生了重大經濟和社會效益,這些成績在2009年全國野外科技工作會議上受到了肯定,劉延東國務委員親自為他頒獎。國際腐蝕領域權威、美國加州大學Macdonald教授在其綜述性評論中對他的研究給予了高度評價。他的代表性成果“鋼鐵材料及制品大氣腐蝕數據積累、規律和共享服務”獲得了2009年國家科技進步二等獎(排名第一)。
生命和肩負的歷史使命結伴同行,這是李曉剛作為一名黨員、教師的追求和目標。2010年初春,由于天宮1號和神州十號交會對接發射前半年發生了其內部重要組件腐蝕事故,嚴重影響到按時發射。“天宮一號”決策團隊經過精挑細選,決定由李曉剛帶隊承擔“天宮一號”環控生保系統關鍵部件環境可靠性評價這一重大攻關任務。由于距離發射僅有半年時間,時間緊任務重,接到任務后,作為工程第一責任人,李曉剛制定了符合實際工況的腐蝕載荷譜和試驗研究工作,在大量腐蝕試驗數據基礎上制定了腐蝕載荷譜。他始終奮戰在實驗一線,他考慮到青年教師居住在校外,需要照顧年幼孩子,主動把所有的休息機會留給年輕同志,這讓大家感動之余又暗暗擔心著他的身體。在此期間,甲亢悄悄襲來,但李曉剛沒有告訴大家,當按時成功解決了飛行器關鍵部件可靠性評價的技術難題時,誰也不知道,他笑容的背后,是隱忍的病痛。我們都為李曉剛這種舍小家為大家的精神和行動而心生敬佩之情。最終,“天宮一號生控系統某重要組件腐蝕事故歸零工程”這一研究成果獲選參加國家“十二五”科技創新成就展。他入選科技創新成就展的成果還有很多:國家材料環境腐蝕平臺建設與共享工程、耐蝕新鋼種及微區評價技術、“大型運輸機”材料環境適應性評估工程”……
李曉剛一心一意地耕耘在自己鐘愛的材料腐蝕領域里,這種溢于言表的愛,通過他的一言一行感染著每一個接近他的人。2015年11月,以李曉剛為代表的研究團隊,在多年工作的基礎上提出了腐蝕大數據原創性概念,結合多年數據積累與數據庫建設、建模、模擬仿真、共享和工程應用系列化的工作,提出利用腐蝕信息學或腐蝕基因組工程建立基于物聯網的腐蝕學科新模式,這一研究成果在《Nature》上發表,這是北京科技大學在《Nature》刊物上首次發表研究論文,標志著其基礎研究再上一個新臺階。這不僅是我國腐蝕學科,也是世界華人腐蝕研究者首次在Nature刊物上發表研究論文!說到這些,李曉剛表示,這都是集體的成就。首先要歸功于老一代腐蝕工作者奠定的良好基礎。其次,歸功于研究集體的協同勞動。他的謙卑與淡泊名利深深地感動著周圍的人!
創新的耐蝕鋼基礎理論是發展高品質耐蝕鋼的最重要基礎,用于我國耐蝕鋼性能調控的環境腐蝕數據無法從國外引進。李曉剛團隊在國家科技部平臺建設專項、973項目、國家自然科學基金和企業項目支持下,研發了由9項國家標準、52項團體標準構成的我國環境腐蝕評價成套技術;發明了150種高品質耐蝕新鋼種并批量生產超5000萬噸,顯著提升了我國防腐蝕工程技術水平,在解決多項國家重大工程的防腐材料設計、壽命評估和事故原因確定等難題中,起到了不可替代的作用,產生了巨大的經濟和社會效益。這些成果獲選國家“十二五”創新成就展。并且成果“材料海洋環境腐蝕評價與防護技術體系創新及重大工程應用”獲2016年國家科技進步二等獎(排名第一)和2016年教育部科技進步一等獎(排名第一)。干勇院士等專家鑒定為“耐蝕新鋼種達國際先進水平;微區評價技術為國際領先。”
2018年,中馬友誼大橋的建成震驚了世界,這是馬爾代夫的第一座橋。“風光”背后是數不盡的艱難險阻。這里是旅游的天堂,卻是基建的地獄。“高溫、高濕、高鹽、高輻照,完全是海洋性氣候的馬爾代夫,是地球上海洋腐蝕最嚴重的地區之一。”李曉剛感覺難度之大前所未有,這里的腐蝕環境比中國南海嚴峻得多。
越具挑戰,他越是“較勁”,“迎難而上才是科研人員的基因”。利用長期積累的科學數據,他帶領團隊建立了適合于當地環境條件的評價技術,與鞍鋼一道,研發出高鎳耐蝕鋼與高耐候重防腐涂層協同設計方案,為大橋的準時通行和長壽命安全服役“保駕護航”,實現了重大裝備“走出去”。
2022年,我國成功舉辦北京冬奧會,舉國歡慶時,這其中也包含像李曉剛一樣的科研人員的心血與汗水。
“冬奧會的賽道會使用鹽類融雪劑,面臨嚴重腐蝕問題,賽道還要耐磨,不允許出絲毫偏差。”李曉剛認為,賽道新鋼種的研發甚至比海洋耐腐蝕性研發還要艱巨。我國致力于打造冰雪運動強國,這個“強”并不單一體現在比賽取得的成績上,還在于高質量建設冬奧會各項重大工程。自此,李曉剛便一頭扎進實驗室,夜以繼日地開展技術攻關。查閱數據、制定最嚴格的新鋼種評價方案,通過反復實驗,最終,團隊與首鋼合作研發的免涂裝抗融雪劑耐蝕鋼應用于北京冬奧滑雪大跳臺和雪車雪橇中心場館等工程,既安全又環保。
這些年,在我國海洋工程、航空航天、國防安全、高速鐵路、石油化工等領域,都能看李曉剛團隊開發的耐蝕鋼系列產品的身影。
李曉剛團隊通過大量長期戶內腐蝕試驗和冶金工藝試驗,系統研究了低合金鋼C、Cr、Al、Si、P、Cu、Mn、Mo、Ni、Nb、V、Ti和稀土等元素含量及冶金工藝參數與耐蝕性之間的關系,提出了符合我國典型服役環境的低合金耐蝕鋼成分調控原則;全面闡明了晶粒度、織構、析出相及其它微納米組織結構特性對低合金鋼腐蝕起源機理的影響規律,建立了低合金耐蝕鋼冶金制備全流程微納米組織調控的新理論和軋制表面氧化皮致密與穩定控制的宏微觀調控理論。2019 NACE國際最高研究獎表彰了他在耐蝕鋼理論研究方面的貢獻;被冶金專業類國際頂級期刊《Corrosion Science》聘為顧問編委(全球僅三人);他是在全球材料腐蝕領域同時獲得美國防腐蝕協會、歐洲腐蝕聯合會和中國腐蝕與防護學會等三大學會會士稱號的唯一學者,這些表明了他具有較高的學術水平和廣泛的國際影響力。2020年8月,李曉剛團隊耐蝕鋼系列鋼種研制項目榮獲2020年北京市科學技術發明獎一等獎。
時光荏苒,他親眼見證這個領域和行業從最開始的弱小到蒸蒸日上,成為百年中國科技華麗轉身的典型代表之一。他用幾十年如一日的努力工作實現了自己的科研夢,除了上述的這些,他的科研成就不勝枚舉。
如今,勤奮、嚴謹的他依然以身作則地踐行著“學以致用、用以促學、學用相長”的人生信仰,也仍然孜孜以求地在字句修飾的科研世界里續寫著絢麗的華章。
一流專家,至善境界
在大家的印象里,李曉剛一直是兢兢業業,腦子里只有‘鉆研’二字。寫書是他的最大愛好。每逢寒假、暑假,他就把平時做研究的心得以及一些新成果整理出來,編寫成書。里面每一個字都是他親自撰寫,已出版的十多本專著在行業內影響甚廣。
每年,我國因腐蝕造成的經濟損失高達2.5萬億元,其中有1/3可以通過防腐技術省下來。這就意味著,每年我國有將近1萬億元的腐蝕大市場,經濟效益和潛力巨大,因而需要更多的科技人才。
腐蝕研究發展至今,已歷經了三代人的努力。我國材料腐蝕科技力量開始在國際上嶄露頭角,而以李曉剛為代表的這一支防腐隊伍更是在國際上聲名顯赫。李曉剛還是國際頂級刊物《腐蝕科學》僅有的三個顧問編委之一,這也是首次由中國人擔任該職務。在國際腐蝕界,這是最高學術地位的象征。
談及自己的科研體會,他表示,科學研究一定要鉆進去,要有想法,沒錢并不可怕。他認為科研人員應該做到目標堅定、持之以恒、惜時如金、不能腐化,注重原創性研究成果,同時應重視社會需求及研究實際效果,要加強團隊密切合作,共同推進材料科學技術的進步。
“師者,所以傳道受業解惑也。”李曉剛始終心系教育,注重培養團隊中的年輕人,將團隊的進步看得比個人發展重要得多。繁忙之余,他對學生的培養一絲不茍,他始終堅持到一線做科研,他們團隊有很多科研小組,每個小組都是不同的研究方向,李曉剛會組織每個小組開會討論課題難點、重點、問題等,甚至關心具體的細節,連小課題都要參與討論,并逐一提出自己的想法和意見。
李曉剛所領導的團隊已經培養博士后、博士、碩士百余名,他為本科生做培訓報告,曾在報告中談及人才問題時提到,教師應認真對待不同青年學子的長處與特點,要合理運用學生的優缺點,而培養科技型人才“光有自然科學知識還不夠,必須有很高的人文素質才能成為大師,人文素質來自于真善美。”“必須看到自己的社會責任。修身,齊家,治國,平天下。”“競爭的年代其實是素質的競爭,獨立完整的心理素質是根本,而知識積累可明顯提高心理素質。”他將自己的人生智慧,轉化為一句句貼心教誨傳遞給青年學子。
結語
茍利國家生與死,豈因禍福避趨之。李曉剛傾盡畢生的心血和汗水,用行動踐行了自己的初心與使命。我們相信他這種甘于奉獻、追求卓越、勇于爭先的精神,將內化為我們前進的動力,鼓舞和引導廣大青年師生不忘初心、砥礪前行!
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