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情系腐蚀与防护事业半个多世纪 ——专访北京科技大学退休教授杨德钧
2015-11-01 00:00:00 作者:班英飞 来源:《腐蚀防护之友》
  本刊记者| 田双 刘娟
 
  “第二届海洋材料腐蚀与防护大会”于2015 年12 月4-6 日在北京召开。大会举办前夕,《腐蚀防护之友》记者有幸采访到了在腐蚀与防护领域耕耘了半个多世纪的北京科技大学退休教授杨德钧老师。杨老师年逾八旬、精神矍铄,对面而坐, 儒雅、谦和的谈吐,让记者感受到这位头发花白的老者身上,有许多的故事……
 
  面对记者提问,对于聚焦海洋腐蚀与防护产、学、研、用一体化的看法, 杨老师微微一笑,说:“现在,国家”一带一路“战略的推进,海洋领域的开发应用受到全方位的重视,这种变化,无论在经济上,还是国防上都是必须的。中国腐蚀与防护学会、国家材料环境腐蚀平台及其它有关单位合作,这已经是第二次召开海洋材料腐蚀与防护大会,我们应该通过会议,让大家更好地进行交流,为进一步开发和发展海洋做出应有的贡献 。”
 
  杨老师表示,对于海洋材料的腐蚀与防护问题,我国早在上个世纪中后期就已经开始着手研究。他笑言,时下流行一首歌, 叫“时间都去哪儿了?”,此次采访就从这儿说起。回忆起为腐蚀与防护材料专业学习、工作的那些岁月,杨老师不无感慨,“作为一个从事材料腐蚀与防护的普通科技工作者,在前进的道路上, 我有过酸、甜、苦、辣。但是,总体来说还是甜的多些。”
 


杨德钧老师
 
  年少进京 进入材料腐蚀与防护殿堂
 
  杨老师初中、高中均就读于百年名校--江苏省南菁中学。忆往昔,仍念念不忘对其影响深远数学、物理、外语的三位吴姓老师。1953 年,国家正大力发展重工业,鞍山钢铁公司的先进高炉、大型轧钢厂、无缝钢管厂等项目正热火朝天的建设中。为响应国家号召,杨老师报考北京钢铁学院(1985 年更名为北京科技大学),并被分配到工艺系金相热处理专业。此时虽是一个懵懂少年,但命运之手已为他开启了材料腐蚀与防护殿堂的大门。
 
  入学伊始,条件非常艰苦,教学楼和理化楼还未建成, 上课是在操场东边的工棚内听讲,后来教学楼建成, 再后来又有了主楼等,慢慢的才有了现在的校园。四年深入的听课、实验、实习的经历,杨老师系统掌握了金相学科的知识,夯实了专业基础。回忆起那段青葱岁月,杨老师非常感激时任学部委员的张兴钤前辈对他的指导。1957 年大学毕业后,杨老师有幸留校被分到刚成立的金属物理教研室工作, 这也使得杨老师与材料研究事业结下了不解之缘。
 
  依依不舍 海洋腐蚀与防护领域工作的那几年
 
  杨老师忆起当时的一部电影作品《火红的年代》,影片描述的背景和当时国内的科研情况非常相似。新中国成立初期,许多先进材料都需要从苏联进口,海军舰艇用钢也不例外。但随着中苏关系恶化,苏联撕毁合同撤出专家, 舰艇用钢只能转向国内寻找。而当时国内镍矿开发不足,杨老师说:“电影是高于生活,但源于生活,我眼睛看到的,那时候的科研人员真是凭着一股拼劲,要炼出我们中国的”争气钢“。
 
  当时的冶金部制定的”65-75“规划中, 对中国耐海水腐蚀钢在东海、南海和北海进行了耐腐蚀试验评估。上钢三厂联合上海钢研所、重庆钢研院以及北京科技大学承担了”海洋环境耐蚀低合金钢“的研究工作。此时,在北京科技大学金属腐蚀与防护教研室工作的杨德钧老师与吴荫顺、吴继勋老师一起参与了其中三个子课题的研究,共同研究、各有侧重。吴荫顺老师和上海某工厂联合研制出了线性极化仪, 此仪器可在室内快速测定钢种在模拟海水环境下的腐蚀速度,同时结合实地挂片, 筛查不同成分钢种的性能;吴继勋老师运用电化学知识研究分析不同合金元素与钢种的耐蚀性、相关性;杨老师侧重利用X 光衍射仪、扫描电子显微镜等近代表面分析方法,分析海水浸泡锈层的结构,耐蚀性锈层与腐蚀机理的关系,研究发现锈层是由疏松的含γ-Fe2O3 外锈层和致密的含α-FeOOH 内锈层组成的两层结构。合金钢材锈层结构中,致密的内锈层中的铬、镍、钇元素所形成的富集带对提高耐蚀性影响很大。这为我国耐海水腐蚀低合金钢种的研究提供了理论依据,为此获得了冶金部颁发的”科技进步四等奖“。虽说当时科研条件非常简陋,但他们这一代人就是这样凭着一股不服输的拼劲,为祖国海洋领域的腐蚀与防护事业打下了坚实基础。
 
  30 年后的今天,在国家的关怀和重视下,腐蚀学科的研究力量、人才队伍不断地发展壮大。杨老师说:”现代腐蚀学科的进步是很大的,资源丰富、研究力量增加,出色的人才,无论是从国外回来还是国内的都不少,专门有研究材料与腐蚀方面的院士、有973、863 等等的首席专家, 还有各个部门、各个单位的一些研究菁英, 加上全国很多研究材料腐蚀与防护的单位, 我们整体水平确实是提高了,很高兴看到了新一代材料人的朝气,希望我们能够创造更多自主发明的耐蚀新材料,为我国的新材料创新发展做出更多的贡献。“
 
  教学科研 随金属腐蚀与防护专业的发展共同成长
 
  1957 年,杨老师开始协助马如璋老师建设金属物理实验室,同时在张兴钤老师带领下,课题组准备了力学性能的实验课的实验。谈起在金属物理教研室的实验工作,杨老师感触颇深,”一套科学合理的研究数据需要正确方法和严谨操作的共同支撑,否则,出来的数据就不可能是正确的。“在柯俊、肖纪美、张兴钤和方正知四位有着”金物四大名旦“之称的前辈影响下,杨老师形成了严谨、认真、一丝不苟的科研态度和教学风格。
 
  杨老师介绍道:”1973 年北京钢铁学院开始筹建腐蚀与防护专业,我在1974 年调到了腐蚀与防护教研室,张文奇院长在筹建初期做了很多工作,肖纪美院士也起到了非常大的作用,两位前辈是腐蚀专业的开拓者和奠基人。这里,我想提到两个人, 在具体制定、实施教学计划上,争取联合国开发计划署支持北京科技大学腐蚀与防护中心,争取科技部设立腐蚀与防护的研究项目等方面,胡茂圃和朱日璋二位老师也起到了相当重要的作用。“
 
  1985 年,张文奇院长向国家科委和冶金部建议在中国成立腐蚀与防护中心。在张院长的带领、肖纪美先生的积极沟通下,经过不懈努力, 1987 年联合国开发计划署(UNDP) 出资和中国政府联合建立了北京科技大学腐蚀与防护中心。为了纪念张文奇院长对腐蚀与防护学科做出的卓越贡献,由朱日璋先生发起, 在北京科技大学腐蚀防护楼设立了张文奇院长的铜像,以此纪念。
 


80年代初,表面科学与腐蚀工程系老师们与张院长合影留念
 
  此时,腐蚀与防护教研室的队伍不断壮大,有来自物化、材料、有色各系的老师, 也有西安交大、其它工厂等单位选拔来的人才,杨老师说:”1976 年基于以前在金物实验室的经验,我开始担任腐蚀与防护实验室主任,主抓实验室的工作。“
 
  这里他为记者讲了一个故事,工业腐蚀的严重性与普及防腐蚀知识的迫切性。当时的石油提炼工艺中,有一个常减压塔(分塔板、浮阀、塔板支撑柱)提炼杂质环节, 常减压塔多是由普通碳钢制成,工厂里塔板受到石油蒸馏气体腐蚀后,将塔板部件更换成不锈钢板,结果发现不锈钢和连接浮阀的钩子形成了电位差,浮阀钩腐蚀了, 浮阀被吹跑,将钩子、浮阀都换成不锈钢后, 支撑塔板支撑柱腐蚀严重,减压塔的塔板随即腐蚀坍塌,实际上这是小阳极大阴极的一个电偶腐蚀问题,最终全部部件更换才解决了所有问题。经过多次类似事件后, 大家深刻体会到了当时国内科研生产腐蚀知识水平不足,这正是张文奇院长在北京科技大学建立腐蚀与防护专业的必要性。
 
  发展腐蚀与防护专业不是一蹴而就, 杨老师说:”在科研的提高过程中,我们从冶金部的课题、科技部的课题到最后我们自立的课题、经历了几个阶段,这其中, 学科水平逐步提高的同时,科研上我个人也得到了许多培养。“
 
   故事一:耐候钢
 
  当时,鞍山钢铁公司钢研院希望通过北京科技大学腐蚀与防护教研组合作,完成对耐候钢深入研究并应用在实际生产中。杨老师说:”由于耐候钢具有优良的耐大气腐蚀性能,当时国外已经将耐候钢应用到外层建筑材料中,而国内却没有这种产品,可以说耐候钢研究应用也是非常迫切的。“他指出,耐候钢一旦制成,会大大提高材料的耐蚀性能,有效延长使用寿命。经过大量数据的积累和严谨分析,最终试制出以铜、磷为主要合金元素的耐候钢材。在大规模实际生产应用中,获得了较好的耐蚀效果。最终获冶金部授予北京科技大学”科技进步二等奖“,杨老师获得了1992 年Cu-(P)-Cr-(Ni)系列耐大气腐蚀钢的开发研究”辽宁省政府科学技术进步一等奖“。
 
  故事二:钝性与孔蚀敏感区
 
  1974 年,张文奇院长和肖纪美先生牵头与其他单位一起完成科技部基础课题《恶性腐蚀事故腐蚀机理及防护方法的研究》。大课题下又分为高温氧化、高温腐蚀、局部腐蚀、在环境条件下的腐蚀等一些具体的研究项目。杨老师作为项目组一员负责针对不锈钢、钝性及孔蚀发展敏感区的研究工作,主要研究1Cr13、1Cr17 在3.5%NaCl 水溶液中孔蚀发展过程。用AES 和EPMA 及旋转圆盘- 圆环电极等方法, 发现Fe-Cr 合金钝化膜的保护性与膜中Cr/ Fe 越高,材料耐孔蚀性能越好。同时发现孔蚀的发展同样具有自催化作用,只是溶解的铬离子并不是与铁离子一样,全部发生扩散和水解,而是部分铬离子又重新沉积在蚀孔的内壁,使内壁形成含铬量较高的表面层,这样使溶解反应发生在孔蚀底部,形成窄深型蚀孔补充了孔蚀发展模型。
 
  又探讨了00Cr11Ni10Mo2Ti 孔蚀敏感区的研究,该不锈钢中夹杂类型以TiN 为主, 并有AL2O3。用定量金相确定了四种试样夹杂物总数和夹杂尺寸平均值,并将长焦距显微镜与微区电位测定方法相结合,可直接观察夹杂区的孔蚀发生、发展过程。研究结论是:TiN 比Al2O3 夹杂区更易发生孔蚀,串状夹杂的存在降低了微区孔蚀破裂电位。为耐孔蚀性能必须改善钢中夹杂物提供了理论依据。
 
  故事三:非晶态覆盖层
 
  后来,以张文奇院长领导的团队申请了非晶态合金覆盖层及其耐蚀性研究自然科学基金项目。主要应用磁控溅射技术和用化学镀技术获得非晶覆盖层。
 
  结果是: 用304 不锈钢和碳、钛或Fe-Cr 合金与碳组成拼靶,应用磁控溅射技术,首次获得非晶覆盖层Fe-Cr-C,Fe- Cr-Ni-Ti,Fe-Cr-Ni-C 三种类型。它们在3.5%NaCl 溶液中孔蚀电位高达1.1 伏,比晶态321 不锈钢高出很多。同样用化学镀技术制备的Ni-P( > 10%) 非晶层的获得其耐蚀性也大大提高。
 
  杨老师说:”以上案例说明,我们团队的研究方向是多方面的,还有很多其它研究案例,说明了我们在发展,我们在提高。“ 另外,《腐蚀防护之友》记者了解到, 在著书方面,1989 年由朱日彰教授主编, 其它老师参与的《金属腐蚀学》(第1 版) 1992 年获国家教委教材优秀奖受到广泛欢迎,10 年后,《金属腐蚀学》(第2 版) 问世,杨老师轻松爽朗的笑声,让记者感觉到这部他参与主编的书籍后来被列入普通高等教育”七五“规划重点教材,他内心是十分喜悦的。杨老师还参与编写了《金属腐蚀手册》、《金属防腐蚀手册》等著作。
 

  
杨老师在办公室认真指导研究生

 
  总结在表面科学与腐蚀工程系的阶段中,通过科研、讲课、写书、开实验课各种环节,后来又从指导学士、硕士和博士研究生,还当了一届系主任,这一切都是在集体发展中,在老师之间互帮互学,师生之间教学相长,得到知识和能力的提升。1992 年,杨老师意外地收到了由国务院颁发的证书及政府特殊津贴,这件事,让杨老师感慰了许久,总觉得自己没做什么, 得此殊荣,分外开心,杨老师眼睛微微红润, 他说:”是新中国的成立让我赶上了好时候, 能够上大学;是党和国家培育了我,让我成为一名教育和科技工作者,我的一生, 希望能做到更多的感恩和回馈。“
 
   一路同行 为”会员之家“的成长尽绵薄之力
 
  1979 年11 月中国腐蚀与防护学会宣告成立,杨老师参加了中国腐蚀与防护学会的第一届会员代表大会并成为了第一批会员,直到1999 年退休后,杨老师退而不休,一直在奉献着余热。杨老师说:”当我成为学会会员时,我体会我们的任务, 至今记忆深刻的有两条,一是,科协要求学会要为腐蚀与防护学科的发展起到促进作用,同时,在会员与政府间起到桥梁作用;二是,学会要密切联系会员、团结会员, 成为‘会员之家’。这令我有了更亲切的感情,我从当秘书长开始至今在学会工作有二十多年了,除了生活的家,学会成为了我的‘第二个家’,业务的家。“
 
  从中国腐蚀与防护学会,每一届领导班子的成立,杨老师基本上都了解,可以说是一位时代的见证者。杨老师忆起几个事,笑着说:”我想夸夸咱们的学会,学会在我亲眼见到的、参与的一些工作中, 学会的成长与进步为腐蚀学科的发展起到了作用,贡献了力量!
 


1999年学会获得中国科协“先进学会奖”
 
       “ 第一件事,1995 年国家大型水电项目三峡工程兴建,常务理事海军装备部大校张永西女士向学会反映,三峡研讨会中对工程钢结构腐蚀的重要性问题重视不深, 时任朱日璋秘书长向学会肖纪美理事长汇报后,组织了金属所、北科大、南京水科所等单位开会,由侯祥麟、师昌绪、肖纪美、曹楚南4 位院士和有关专家8 人联名提写专家报告给国务院三峡工程建设委员会写信。这件事的影响意义深远,从设计、策划、管理的高度,将腐蚀理念渗入到了具体工程建设中。杨老师说:”最终,从三峡指挥部,中国腐蚀与防护学会受到了好评,‘中国腐蚀与防护学会通过对国内外水利枢纽工程和葛洲坝水利工程中金属结构件腐蚀调查分析,证明腐蚀是严重的,根据三峡工程中金属结构件所处环境与葛洲坝类同, 所以预料三峡工程中腐蚀问题不容忽视。调查报告中提出的对防蚀设计、表面处理、施工、监理验收、人员培训及重点腐蚀问题的研究等四点看法和建议是中肯和应该重视的,希望有关部门参考和采纳(好评节选)’。“自此,腐蚀防护被列入重要因素,并影响了后续材料导入、三峡工程建设的实施。
 
  第二件事,1997 年底,应中国三峡工程开发总公司张超然总工邀请,中国腐蚀与防护学会以副理事长柯伟院士为首的陈光章、王光雍、箫以德、杨德钧、孙冬柏等八位专家代表团在三峡会议上作了八个报告,并将撰写、收集的相关资料报告交到长江设计院。三峡总公司张超然总工最挥部,中国腐蚀与防护学会受到了好评,‘中国腐蚀与防护学会通过对国内外水利枢纽工程和葛洲坝水利工程中金属结构件腐蚀调查分析,证明腐蚀是严重的,根据三峡工程中金属结构件所处环境与葛洲坝类同, 所以预料三峡工程中腐蚀问题不容忽视。调查报告中提出的对防蚀设计、表面处理、施工、监理验收、人员培训及重点腐蚀问题的研究等四点看法和建议是中肯和应该重视的,希望有关部门参考和采纳(好评节选)’。”自此,腐蚀防护被列入重要因素,并影响了后续材料导入、三峡工程建设的实施。
 
  第二件事,1997 年底,应中国三峡工程开发总公司张超然总工邀请,中国腐蚀与防护学会以副理事长柯伟院士为首的陈光章、王光雍、箫以德、杨德钧、孙冬柏等八位专家代表团在三峡会议上作了八个报告,并将撰写、收集的相关资料报告交到长江设计院。三峡总公司张超然总工最后指出,防腐蚀与三峡工程质量、耐蚀性、可靠性、使用寿命密切相关。中国腐蚀与防护学会及其他科研单位为三峡工程的材料质量安全提供了宝贵的数据材料和技术支持,此时,中国腐蚀与防护学会的技术水平受到社会各界的广泛认可。



杨老师三峡大坝基石前合影留念
 
  杨老师说:“应该说,当时中国腐蚀防护学会咨询专家的意见,起到了作用。今后,我认为,学会应该积极地参与到国家的重大项目中去,学会的领导机构需要主动自主地争取,献计献策。例如,一带一路的影响下,国内的、国外的与腐蚀有关的大的工程,我们应该主动地参与进去。学会将会有更大的天地可以施展。”
 


  2002年获千厂千会协助行动优秀项目奖

        三年后,中国腐蚀与防护学会因为工作突出,获中国科协和国家经济贸易委员会联合颁发的“千厂千会协作行动优秀项目成果奖”。
 
  第三件事,2009 年,山东大唐东营风电和火电工程建设过程中涉及到海水腐蚀问题,找到学会希望学会专家给予咨询。在陈光章理事长带领下,还邀请柯伟院士、吴荫顺、吴建华、张立新等七位专家前往山东进行实地考察研究后,工程组接受了专家组建议,提高风力发电中的钢筋混凝土管桩涂料腐蚀性能,专家组推荐了一些参考牌号;调查未建火力发电区的土壤中不同区域的腐蚀性,因地制宜,进行防护措施。杨老师表示,中国腐蚀与防护学会自1979 年成立30 多年来,历届理事会都非常重视咨询工作,致力服务国民经济发展建设,先后获得《科技服务先进奖项》、《先进学会》等称号。他看到学会积极参加国际腐蚀理事会,亚太地区材料和腐蚀协会和世界腐蚀组织等国际组织,第九届学会理事会领导班子正在按照国家对学会的要求,承接政府职能转变的一些项目, 增加并延伸了工程师资质认证,评审科技进步奖及论文奖等第三方职能,十分期待将来的发展变化。
 
 衷心祝愿
 
  “十三五”规划即将扬帆起航,在国家建设即将开启新篇章之际,杨老师希望学会在新一届理事会的带领下,组织会员单位和企业理事会共同参与到工业大项目建设中,为国家工业持续发展献计献策, 各方面的工作更上一层楼!

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