傾注匠心智造 勇攀新材料頂峰
—— 記哈爾濱工業大學材料科學與工程學院蘇彥慶教授

◎ 文/薛 明

“工欲善其事，必先利其器。”金屬材料的高效利用，離不開先進的熔煉工藝，熔煉工藝和設備是熔煉企業的“武器”，材料的熔煉與凝固倍受人們關注。

理論沃土勤耕耘，匠心鑄造新時代

蘇彥慶教授始終以一顆匠心對待自己冶金材料領域的研究工作。如何實現由中國制造向中國創造轉變，這是他一直以來竭力思考的問題。高中時期實習時參觀的鑄造工廠，給他留下了深刻印象，從那時起，一顆種子就悄悄種在了他的心底。1988年，他考入了著名的工科高等學府哈爾濱工業大學，在金屬材料及工藝系系統學習鑄造專業，圓了自己一直以來的夢想。最初，他只是在老師的指導下做些熔體過濾技術方面的研究，但已意識到熔體質量的重要。博士階段，他把精力集中于鈦合金熔體質量控制研究方面，利用熱力學動力學理論解決了鈦合金熔煉過程合金元素揮發、間隙元素溶解的問題，并與導師合作出版了鈦合金熔煉的熔體質量控制方面的專著，嶄露頭角，也更加鼓舞了自己的科研信心。目前，他的關注領域主要集中于材料的熔煉與凝固，在這方面取得了多項創新性成果。

鈦合金具有強度高、耐蝕性好、耐熱性好等特點，被譽為“太空金屬”、“海洋金屬”，在航空、航天、艦船、化工、能源等重大工程領域不乏它們的身影。哈工大1996年就開始了對鈦合金的研究，在鈦合金制備過程的成分控制、高溫鈦合金精密鑄造和軋制等方面達到國際領先水平，而其中蘇彥慶教授主持研發的高熔點、高活性鈦基合金的精準成分熔煉、原位凈化、鑄造成形關鍵技術等，為我國高品質鈦合金生產提供了重要技術支撐。

與其它金屬相比，鈦及其合金是高化學活性金屬，在熔融狀態下，幾乎與所有耐火材料均會發生化學反應，且不能在大氣中進行熔煉，必須在真空或惰性氣氛中進行，因此掌握鈦合金的熔煉技術難度很大。蘇彥慶教授瞄準這一國際戰略競爭的制高點，率領科研團隊，研制了世界上第一臺電磁冷坩堝定向凝固裝備，實現了高活性材料的原位熔煉及后續原位凝固過程晶體定向生長，解決了高活性材料晶體定向生長這一挑戰性難題，填補了國內外的空白。

蘇彥慶教授始終堅持從理論和技術方面推進材料熔煉與凝固的發展，基礎研究和工程應用并重，熔煉和凝固過程看似很傳統，難于找到科研的突破口和創新點，但他在這領域已培養20名博士，構筑起了非常完備的理論體系。在熔煉方面，他創新性地建立了合金組元揮發速率與真空度的關系模型，很好地預測了揮發損失量，為精準控制成分奠定了理論基礎；開創性地建立了高活性合金氫化熔煉技術，已初步完成鈦合金、鈮硅合金、非晶合金等材料的制備。在凝固理論方面，針對包晶合金凝固組織形成機制及規律，建立起非等溫耦合生長模型、分離式包晶反應模型，在這些模型指導下，實現了包晶合金凝固組織的有效控制。所有這些，都極大地豐富并促進了國內外熔煉及凝固的理論和技術的發展。

不畏艱難千萬重，大道崎嶇變坦途

蘇彥慶教授和他的團隊不懼艱難，刻苦鉆研，夜以繼日奮斗在鈦合金熔鑄技術第一線，經過無數次的觀察、分析、計算、總結，攻克了一系列技術難關，成功研制出具有自主知識產權的新型Ti-Al-V-Fe-O高強度鈦合金。讓他記憶深刻的是，在熔煉鈦鋁金屬間化合物材料時，經常發生爐料噴濺，為了解決這一技術難題，他和團隊耗時半年時間，接連嘗試了很多工藝方法，可是效果均不理想。最后他們通過熱力學、動力學原理分析熔煉過程反應熱問題、組元氣化問題、金屬液靜壓力問題，將這些問題耦合到一起，建立了物理模型和數學模型，從理論上分析清楚了噴濺的內在原因和形成規律，以此制定出合理的熔煉工藝規范，終于制備出所需的合金。還有來自鋁銅合金凝固孔洞缺陷的挑戰，鋁銅合金凝固時的糊狀區范圍很大，對應著室溫組織中存在各種孔洞缺陷，已經困擾相關企業若干年，甚至成了國家急需裝備研制的瓶頸問題。他們從熱力學、動力學出發分析這些孔洞缺陷產生的原因，并提出了全新的技術路線來解決這個問題。目前，經過他們的不斷努力，已開發出一套全新的技術，很好地解決了這類合金凝固缺陷問題，為我國高品質構件生產提供了重要的技術支撐。

經過長期探究，蘇彥慶教授已成為我國材料科學領域享有盛譽的材料冶金專家和學科帶頭人，特別是在材料的熔煉與凝固領域具有敏銳的創新意識和優異的科研洞察力，取得了卓越成就。他相繼獲得了包括自然科學獎和技術發明獎的7項省部級科技獎勵，以及黑龍江省青年科技獎、教育部“新世紀優秀人才”、教育部長江學者特聘教授、中國產學研合作促進獎等多項榮譽。

多年來，他已承擔或參與包括科技部國家重點研發計劃項目、國家自然科學基金面上項目、國家杰出青年基金、國家973項目、863項目等各類科研項目31項。同時，在國內外發表論文310余篇，其中SCI收錄240余篇，EI收錄230余篇，獲得授權發明專利27項，出版專著4部，已經有5項技術實現了產業化。針對當前行業人才短缺的狀況，他積極言傳身教，培養了一批專業人才。這些成果，極大推動了國內有色合金鑄造相關技術的進步，對國內企業的發展起到積極的引領作用。

他身兼數職，科研、教學、管理、社會工作十分繁重，可無論多忙，他每周都會抽出時間與學生談心，他常說，“我不能辜負學生的信任，我應盡自己所能，做一架梯子，為他們成長創造條件。”同時，他經常告誡學生，做學問要求實，始終謹記發現真理、堅持真理是科學工作者的使命，同時要廣開思路，敢于探索，勇于創新。只有創新的思維、創新的意識、創新的勇氣，才能有創新的結果。

藍圖繪就正當時，材料學科攀頂峰

著眼未來，開發工藝簡單、能耗低、生產效率高、規模效益好的鈦冶金新工藝，實現鈦資源高效、清潔、經濟利用是必然趨勢。這些年來，蘇彥慶教授將自己所積累的經驗，通過“綠色科技”手段踐行，努力改變行業現狀，為企業增值，為社會造福。

在大力開展基礎研究的基礎上，蘇彥慶教授開發出多種新的技術并獲得發明專利，與多家相關企業合作進行產業化應用研究。目前為止，已經和航天海鷹（哈爾濱）鈦業有限公司、云南鈦業股份有限公司等展開合作，共同開展鈦合金熔鑄理論與技術的研究。在研的氫化熔煉技術對于推進鈦合金回收利用、降低鈦合金的使用成本具有重要戰略意義。

在向代表當代高新科技最高水準的新材料學科頂峰進軍的隊伍中，蘇彥慶教授是一個孜孜不倦、出類拔萃的攀登者；在高等學校教書育人、言傳身教的神圣殿堂中，他又是一位嘔心瀝血、誨人不倦的工程師。藍圖已繪就，奮進正當時。在科研漫漫征途中，他勇往直前、無懼風雨。