倾注匠心智造 勇攀新材料顶峰—— 记哈尔滨工业大学材料科学与工程学院苏彦庆教授

◎ 文/薛 明

“工欲善其事，必先利其器。”金属材料的高效利用，离不开先进的熔炼工艺，熔炼工艺和设备是熔炼企业的“武器”，材料的熔炼与凝固倍受人们关注。

理论沃土勤耕耘，匠心铸造新时代

苏彦庆教授始终以一颗匠心对待自己冶金材料领域的研究工作。如何实现由中国制造向中国创造转变，这是他一直以来竭力思考的问题。高中时期实习时参观的铸造工厂，给他留下了深刻印象，从那时起，一颗种子就悄悄种在了他的心底。1988年，他考入了著名的工科高等学府哈尔滨工业大学，在金属材料及工艺系系统学习铸造专业，圆了自己一直以来的梦想。最初，他只是在老师的指导下做些熔体过滤技术方面的研究，但已意识到熔体质量的重要。博士阶段，他把精力集中于钛合金熔体质量控制研究方面，利用热力学动力学理论解决了钛合金熔炼过程合金元素挥发、间隙元素溶解的问题，并与导师合作出版了钛合金熔炼的熔体质量控制方面的专著，崭露头角，也更加鼓舞了自己的科研信心。目前，他的关注领域主要集中于材料的熔炼与凝固，在这方面取得了多项创新性成果。

钛合金具有强度高、耐蚀性好、耐热性好等特点，被誉为“太空金属”、“海洋金属”，在航空、航天、舰船、化工、能源等重大工程领域不乏它们的身影。哈工大1996年就开始了对钛合金的研究，在钛合金制备过程的成分控制、高温钛合金精密铸造和轧制等方面达到国际领先水平，而其中苏彦庆教授主持研发的高熔点、高活性钛基合金的精准成分熔炼、原位净化、铸造成形关键技术等，为我国高品质钛合金生产提供了重要技术支撑。

与其它金属相比，钛及其合金是高化学活性金属，在熔融状态下，几乎与所有耐火材料均会发生化学反应，且不能在大气中进行熔炼，必须在真空或惰性气氛中进行，因此掌握钛合金的熔炼技术难度很大。苏彦庆教授瞄准这一国际战略竞争的制高点，率领科研团队，研制了世界上第一台电磁冷坩埚定向凝固装备，实现了高活性材料的原位熔炼及后续原位凝固过程晶体定向生长，解决了高活性材料晶体定向生长这一挑战性难题，填补了国内外的空白。

苏彦庆教授始终坚持从理论和技术方面推进材料熔炼与凝固的发展，基础研究和工程应用并重，熔炼和凝固过程看似很传统，难于找到科研的突破口和创新点，但他在这领域已培养20名博士，构筑起了非常完备的理论体系。在熔炼方面，他创新性地建立了合金组元挥发速率与真空度的关系模型，很好地预测了挥发损失量，为精准控制成分奠定了理论基础；开创性地建立了高活性合金氢化熔炼技术，已初步完成钛合金、铌硅合金、非晶合金等材料的制备。在凝固理论方面，针对包晶合金凝固组织形成机制及规律，建立起非等温耦合生长模型、分离式包晶反应模型，在这些模型指导下，实现了包晶合金凝固组织的有效控制。所有这些，都极大地丰富并促进了国内外熔炼及凝固的理论和技术的发展。

不畏艰难千万重，大道崎岖变坦途

苏彦庆教授和他的团队不惧艰难，刻苦钻研，夜以继日奋斗在钛合金熔铸技术第一线，经过无数次的观察、分析、计算、总结，攻克了一系列技术难关，成功研制出具有自主知识产权的新型Ti-Al-V-Fe-O高强度钛合金。让他记忆深刻的是，在熔炼钛铝金属间化合物材料时，经常发生炉料喷溅，为了解决这一技术难题，他和团队耗时半年时间，接连尝试了很多工艺方法，可是效果均不理想。最后他们通过热力学、动力学原理分析熔炼过程反应热问题、组元气化问题、金属液静压力问题，将这些问题耦合到一起，建立了物理模型和数学模型，从理论上分析清楚了喷溅的内在原因和形成规律，以此制定出合理的熔炼工艺规范，终于制备出所需的合金。还有来自铝铜合金凝固孔洞缺陷的挑战，铝铜合金凝固时的糊状区范围很大，对应着室温组织中存在各种孔洞缺陷，已经困扰相关企业若干年，甚至成了国家急需装备研制的瓶颈问题。他们从热力学、动力学出发分析这些孔洞缺陷产生的原因，并提出了全新的技术路线来解决这个问题。目前，经过他们的不断努力，已开发出一套全新的技术，很好地解决了这类合金凝固缺陷问题，为我国高品质构件生产提供了重要的技术支撑。

经过长期探究，苏彦庆教授已成为我国材料科学领域享有盛誉的材料冶金专家和学科带头人，特别是在材料的熔炼与凝固领域具有敏锐的创新意识和优异的科研洞察力，取得了卓越成就。他相继获得了包括自然科学奖和技术发明奖的7项省部级科技奖励，以及黑龙江省青年科技奖、教育部“新世纪优秀人才”、教育部长江学者特聘教授、中国产学研合作促进奖等多项荣誉。

多年来，他已承担或参与包括科技部国家重点研发计划项目、国家自然科学基金面上项目、国家杰出青年基金、国家973项目、863项目等各类科研项目31项。同时，在国内外发表论文310余篇，其中SCI收录240余篇，EI收录230余篇，获得授权发明专利27项，出版专著4部，已经有5项技术实现了产业化。针对当前行业人才短缺的状况，他积极言传身教，培养了一批专业人才。这些成果，极大推动了国内有色合金铸造相关技术的进步，对国内企业的发展起到积极的引领作用。

他身兼数职，科研、教学、管理、社会工作十分繁重，可无论多忙，他每周都会抽出时间与学生谈心，他常说，“我不能辜负学生的信任，我应尽自己所能，做一架梯子，为他们成长创造条件。”同时，他经常告诫学生，做学问要求实，始终谨记发现真理、坚持真理是科学工作者的使命，同时要广开思路，敢于探索，勇于创新。只有创新的思维、创新的意识、创新的勇气，才能有创新的结果。

蓝图绘就正当时，材料学科攀顶峰

着眼未来，开发工艺简单、能耗低、生产效率高、规模效益好的钛冶金新工艺，实现钛资源高效、清洁、经济利用是必然趋势。这些年来，苏彦庆教授将自己所积累的经验，通过“绿色科技”手段践行，努力改变行业现状，为企业增值，为社会造福。

在大力开展基础研究的基础上，苏彦庆教授开发出多种新的技术并获得发明专利，与多家相关企业合作进行产业化应用研究。目前为止，已经和航天海鹰（哈尔滨）钛业有限公司、云南钛业股份有限公司等展开合作，共同开展钛合金熔铸理论与技术的研究。在研的氢化熔炼技术对于推进钛合金回收利用、降低钛合金的使用成本具有重要战略意义。

在向代表当代高新科技最高水准的新材料学科顶峰进军的队伍中，苏彦庆教授是一个孜孜不倦、出类拔萃的攀登者；在高等学校教书育人、言传身教的神圣殿堂中，他又是一位呕心沥血、诲人不倦的工程师。蓝图已绘就，奋进正当时。在科研漫漫征途中，他勇往直前、无惧风雨。