追梦无悔,探索稀土永磁无止境——记钢铁研究总院首席专家郭朝晖
作者:刘 蕊时间:2019-08-27 16:22 来源:《中国科技人才》杂志

人物简介:

郭朝晖,教授,钢铁研究总院首席专家。长期从事稀土永磁材料研究、开发与应用。先后获北京市科学技术奖一等奖、冶金部科技进步奖一等奖、国家科技进步奖二等奖等8项省部级以上科技奖励。2012年获冶金青年科技奖,入选国家创新人才推进计划“中青年科技创新领军人才”,2013年入选“万人计划”科技创新领军人才,2014年入选国家“百千万人才工程”,获国务院政府特殊
津贴。

 

近年来,稀土频繁走进大众视野,中国在稀土领域的研究和应用均取得了重要进展。2010年《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》中将稀土功能材料明确列入战略性新兴产业中的新材料产业。稀土是17种金属元素的总称,在自然界中有250种稀土矿。在我国稀土应用中,新材料应用约占62%;而在新材料应用中,稀土永磁材料占63%,也就是说,超过三分之一的稀土应用材料为稀土永磁材料。

稀土永磁材料是将钐、钕混合稀土金属与过渡金属(如钴、铁等)组成的合金,用粉末冶金方法压型烧结,经磁场充磁后制得的一种磁性材料。它分为钐钴永磁体和钕铁硼永磁体两种。钐钴永磁体分为烧结钐钴磁体和粘结钐钴磁体,钕铁硼永磁体分为烧结钕铁硼、粘结钕铁硼和热压钕铁硼磁体。在2017年我国主要稀土永磁材料对比中,烧结钐钴占1.7%,烧结钕铁硼占95.7%,粘结钕铁硼占2.6%。钐钴永磁体尽管磁性能优异,但含有储量稀少的稀土金属钐和钴,因而发展受限。

郭朝晖教授在我国稀土永磁领域的研究硕果累累。在中国钢铁科技集团的二十多年,郭朝晖从普通工程师到集团首席专家,一路走来锲而不舍。与想象中叱咤风云不同,郭朝晖身上有着知识分子特有的儒雅气质,沉着稳定,谦逊内敛。

 

一路向北:千里把梦追

郭朝晖在湖南出生,却没有湖南人的口音,而是夹杂着些许东北味。原来郭朝晖小学二年级便跟随父母去了吉林,直到高考结束。随后又回到南方,在武汉大学学习光学。如果说少年时期的辗转求学是受父母和环境影响,再次北上深造却是郭朝晖听从内心呼唤,自己做出的选择。

中国科学院物理研究所在业内可谓是大名鼎鼎,严济慈、吴健雄、钱三强等著名科学家都曾先后在物理所工作过。中科院物理所是国内最顶尖的研究机构,郭朝晖考进物理所,进入磁学实验室,研究薄膜类材料。毕业的时候,在老师推荐下,来到了钢铁研究总院。物理所偏向基础理论研究,而钢研院重视产业应用,到钢研院工作正好可以丰富郭朝晖在应用方面的经验。

从最初北上求学的青年小伙子,到现在的“万人计划”科技创新领军人才,郭朝晖在钢研院一呆就是二十多年,一直从事稀土永磁材料的研究、开发与应用。谈到科研道路上谁对他影响最深,郭朝晖陷入深深回忆,那是二十多年前在中科院物理所求学的时候。当时物理所的老师许多都是北大物理系毕业的,虽然他们不是院士,但他们的基础理论研究很扎实,对待学生也很有耐心,手把手传授学生知识。郭朝晖记得他当时测一个薄膜厚度的曲线,前后反反复复核对了两个月,最后才得出实验结果。

研究生时期培养的严谨认真的态度是郭朝晖接受的最初训练。“做研究严谨非常重要,有好多东西你做出来的可能是一种现象,如果不去严谨核对,过段时间别人做出来的可能跟你有矛盾的地方,这里面有可能是你没有注意到某些细节。”再就是要真实,现在他教育学生也是这样。郭朝晖要求学生做出来的东西一定是真实的实验现象,可以从理论上去解释,如果不能解释,也要保证它的真实性,而不是由于疏忽,某个参数有变化自己没有注意到才出现这种现象。

严谨、真实看似容易做到,实则需要坐很长时间的冷板凳,有时一个项目、一个实验一做就是好几年。可是郭朝晖一点也不觉得枯燥,反而认为做科研趣味无穷。“做科研是在探索未知的领域,当你的设想通过实验能一步一步实现,会很有成就感。”郭朝晖说,“前提是你能驾驭它,如果驾驭不了,老是失败,那可能就灰心了。我们做应用研究的,创新的要求没那么高,前期就预估了可能产出的成果,反而那些做基础研究的创新更强,遭遇的失败也会更多。”

说到选择,郭朝晖庆幸当初北上深造,秉着对真理的追求和科研的热忱,到中科院物理所求学,又到钢研院工作,结下了与稀土永磁材料一生的缘分。

 

盛名之下:学子云集

郭朝晖所在的钢铁研究总院创建于1952年,原为冶金行业最大最权威的综合性研发机构,1999年转制为中央直属大型科技企业,2007年初成为中国钢研科技集团公司的子公司和核心研发平台。钢铁研究总院在1958年就成立了金属永磁材料研究室,1969年又成立稀土永磁材料研究室,在稀土永磁领域处于我国顶尖水平。

在李卫院士的带领下,钢研院功能材料所稀土永磁研究团队分工明确,分为基础研究、特殊永磁、应用与产品开发三大板块。稀土永磁在稀土中所占比重最大、应用范围最广,是电动车、风力发电、节能家电、飞轮储能、医用核磁等领域不可缺少的基础材料。它还是航空、航天等国防尖端技术领域重要的基础材料,是各国尖端技术发展和战略竞争热点之一。

团队近年来首倡研究铈磁体,并开始批量生产,年产量达到几万吨,在企业大范围推广应用。同时研发了高性能的钕铁硼,改进速凝工艺、氢破/气流磨制粉工艺,应用低氧工艺、低温烧结工艺和晶界扩散技术,使得(BH)max+HCj达到了81,也就是综合磁性能的提高,这有利于材料利用率的提升以及器件的小型化。除此之外,还应用热压或热变形技术制备出了辐向和多极磁环。

盛名之下,吸引了一批批前来求学的年轻学子。钢铁研究总院有自己的硕士、博士点和博士后流动站,截至目前,共招收了上千名学生。与高校相比,在企业深造有好也有坏。优点之一就是,学生在企业实践的机会更多,教授同时是有着丰富研究成果转化经验的教师,与普通高校相比,深入一线的机会更多。劣势也很明显,企业的福利没有高校好。钢研院的食堂伙食偏贵,不像学校有补贴,一般一荤一素也要20多元,以至于学生们都到对面的北京交通大学去吃饭。钢研院宿舍有限,住宿条件较差,有些和外单位合作招生的研究生还要到外面租房。而且与学校相比,钢研院的招生也受限制。郭朝晖感叹,“企业招收研究生规模受限制,生源也没有保障。干活不够用,不像高校可以招好多学生。有的时候,学生还是很重要的,自己一个人根本忙不过来。”虽然劣势多,但钢研院每年还是吸引很多学生报考,原因之一就是钢研院稀土永磁的牌子在国内很受认可,平台和资源好,学生能真正学到东西。

 

无怨无悔:坚守岗位服务祖国

谈到二十多年的国企工作经历,郭朝晖感触颇多。郭朝晖说,与科研院所、高校不同的是,在国企做科研承担着更多的使命和任务,必须配合国家的战略部署。国企在关系国家安全和国民经济命脉的主要行业和关键领域占支配地位,是国民经济的重要支柱。国企的科学研究主要还是目标导向型的,国家或者企业有了需求,才会根据需求做研究,再转化为产品进行批量生产。企业的科研成果都是面向应用的,基础性的研究比较欠缺。

“高校和科研院所有自己的资助体系,企业的身份就比较尴尬,企业要改善条件只能从利润中拿钱出来。”郭朝晖直言,“这些年来,整个科研大环境变好了,但我认为国企的反而相对来说变差了。”企业的科研人员还是以从事应用方面的研究为主,一方面限制自己的发展,另一方面就是影响了整个科研大环境本身。比如,长期以来国资委主要以产值、利润等经济指标对所管理企业进行考核,这就决定了企业经营也必须以产值、利润为导向,追溯到每个部门。要纯粹去做产值利润,就不可能有精力去做科研。

企业内科研人员的工资也是与绩效产出挂钩,以利润作为考核指标。研究成果产生了多少利润,再按一定比例分配工资收入。“在国企做科研,是不允许有太多失败的。”对注重利润的企业来说,如果科研人员做好几年研究而不能产生利润,那么科研人员都很难活下去。而科研院所和高校不以利润为导向,资金充足,有科研经费,比如“985”高校、“双一流”高校、“双一流”学科建设等等,实验设备也是一流水平的。高校的科研人员可以根据自己的兴趣做研究,相对来说更加自由,这是最让郭朝晖羡慕的。

现在科技金融化兴起,科研人员的研究成果在资本的支持下更容易转化为产品。钢研院也有一些跟外面机构合作的项目,大多数都是跟民营企业,也有基金公司主动找上门来。国企由于受多方面限制,效率比民营企业低很多,反而私企的成果转化机制是比较灵活的。郭朝晖认为,现在资本参与进来,可能会起到一些促进作用,更能促进创新,这是好现象。

郭朝晖为钢研院稀土永磁材料的发展倾注了太多心血,他的成长之路与钢研院密不可分,他个人与组织早已深深连在一起。钢研院为郭朝晖提供了一个相对优渥的科研环境,使得他在一定范围内可以结合自己的兴趣做研究。虽然在国企做科研有很多限制和约束,但郭朝晖还是坚定的留在钢铁研究总院,无怨无悔为国家服务,为企业服务,为行业发展服务。郭朝晖的科研经历是国企科研人员的缩影,他们也曾徘徊挣扎过,最后在个人兴趣与国家繁荣之间选择了坚守自己的岗位。

 

二十多年来,郭朝晖获得了无数奖励和荣誉,令人意外的是他最看重的是北京市科学技术奖一等奖,他说这个奖项是对他多年来个人科研成果的总结。科研是郭朝晖一生的主旋律,对科学的热情,对岗位、本职工作的热爱,是他持之以恒的源泉。