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喻海良:不忘初心追逐梦想为己国创造文明
作者:韩爱青 发表时间:2019年07月23日

 

 

  他出生于一个寒门家庭,亲生父亲在他三岁时撒手人寰,养父和母亲都是普通的农民。在这样的家庭环境下,他不屈不挠,通过自己多年的努力,成为了一名大学教授、并一直专注于科研,在材料塑性加工领域取得了不少成绩。

 

  他也很爱国,放弃了国外大学的工作,毅然选择回国为“中国梦”添砖加瓦;他爱写博文,文章产出量很大,因为敢于说真话,在网上聚集了大量的粉丝;他还是一个行动力很强的人,接到记者的采访邀请,很快就准备好了大量采访素材——他就是中南大学机电工程学院、轻合金研究院、高性能复杂制造国家重点实验室教授,博士生导师喻海良。喻海良的故事很励志,他的人生历程也很曲折。

  因好导师爱上塑型加工

  在与记者的交流中,喻海良不愿过多提及他成长中的不易。他只是表示,自己的经历间接说明在中国只要肯努力,都有机会获得很好的发展,也能在各自领域做出一些成绩,如今寒门的上升通道依然畅通。

  通过努力考上东北大学后,喻海良的本科专业为材料成型及控制工程,自那时开始他的科研人生就与塑性加工绑定在一起。研究生求学阶段,他的导师刘相华教授是我国材料塑性加工领域的杰出学者,在导师的悉心指导下,喻海良逐渐热爱上材料塑性加工这个方向。

  “材料塑性加工属于机械、材料、冶金等多个学科的交汇。经过十多年的发展,我愈发认识到,做好材料塑性加工对国家装备制造业具有重要意义,因此更加热爱这个行业。”在喻海良看来,国内材料塑性加工学科建设非常全面,很多大学在锻造、挤压、轧制、旋压、液压成形等方向都有建有大规模的团队。但目前塑性加工领域依然有很多创新发展的空间,特别是他本人从事的超低温塑性成形领域在国际上开展研究的时间并不长,因此在这个领域做出一些颠覆式创新成果的可能性非常大。

  在研究领域取得不俗成绩

  当前,在汽车工业、航空航天、电子通讯工业、医疗器械、机器人等领域,人们对工件尺寸减小、减重、服役寿命增长的需求持续增加。而具有优异机械性能的超细晶极薄金属材料在这些领域具有极大的市场潜能。特别是随着微电子行业的快速发展,人们对极薄箔材的需求快速增加。

  数据显示,2018年微机系统、微电子机械相关产业的产值将达到225亿美元。在这些产品中,很多需要采用微成形制造的工件,如微电机、微齿轮、连接件、接触弹簧。

  而采用普通轧机轧制极薄材料经常会受到“最小可轧厚度”的约束。一般情况下,轧辊刚度越大、轧辊直径越小,便能够制备出更薄的产品。

  近年来,异步轧制被用来制备极薄箔材,这种方法利用轧制变形区存在剪切变形来实现轧制压力大幅降低,使轧件减薄能力大幅提高。对于普通钢带材,采用异步轧制最小可轧厚度只有普通轧制的30%。目前,经过喻海良和团队的努力,已经可以采用异步轧制制备出铜、高温合金等材料的极薄带材。

  而轧制温度直接决定轧制产品的质量。目前,从室温到1200℃范围内的轧制工艺已经得到广泛应用,然而,对于低于室温情况下进行轧制的相关工艺、装备、技术研究相对较少。相对于某些钢铁材料,铝合金、铜合金等金属材料在深冷情况下,随着温度的降低,材料的塑性也在增加。

  与此同时,基于大塑性变形的超细晶材料制备是当前国际研究热点。材料强度的提高与材料韧性的降低,极大地制约了超细晶材料的应用。通过研究学界发现,铝合金材料如采用深冷异步轧制,随着轧制异速比的增加,材料的强度与韧性同时提高;深冷异步轧制生产的细晶铜带材,在拉伸过程中则同时发生晶粒长大与晶粒细化的变形机制,从而使材料具有高的失效应变。

  因此,基于利用深冷异步轧制能提高超细晶材料韧性的原理,喻海良和团队对累积叠轧的铝合金材料进行深冷轧制和深冷异步轧制,发现超细晶铝合金材料的综合性能均大幅提高。相对于等通道挤压、高压扭转技术,深冷异步轧制技术可以用来制备超细晶板带材料,而与累积叠轧技术相比,深冷异步轧制技术则可以有效避免材料边部裂纹缺陷。

  另外,随着市场对工件尺寸减小、减重、多功能化需求的增加,研究人员开始致力于制造集合多种材料优点的极薄层状复合带材。层状复合金属材料具有很多的优越性,一方面它结合了多种材料的优点,具有很好的综合机械性能;另一方面,由于不同材料间界面的存在,多层复合金属材料在吸能、减震等领域具有非常多的应用前景。通过对相关带材进行热处理,可以进一步制备出金属—金属间化合物—金属的多功能复合带材,实现高韧性、密度低、金属间化合物的高耐氧化性。金属—金属间化合物复合板带还能实现一些特殊功能,如防弹保护、热交换、爆炸缓解和减振。

  过去,学界主要采用叠轧的方式制备出双金属或者三金属的复合板带材。而随着累积叠轧技术的发展,研究人员开始采用累积叠轧的方式制备超细晶层状复合带材,目前累积叠轧被已经成功开发Al/Ti、Al/Mg、Al/Cu、Cu/Fe、Cu/Ti等复合带材。更多研究表明,将纳米颗粒放置在材料界面处进行累积叠轧,还可以提高材料界面的结合强度和复合材料的综合性能。

  基于上述原理,近年来,喻海良带领团队结合累积叠轧与深冷轧制、异步轧制以及热处理工艺,已经制备出高性能的双峰尺度结构材料和三峰尺度结构材料,为制备高性能层状复合材料提供了参考。

  研究方向较前沿期待推向市场

  近年来,喻海良一直专注于深冷成形及高性能有色金属材料制备,在该领域获得了一些新的研究发现,并开发出一些新技术,在主流学术期刊已经发表学术论文120余篇,同时获得授权国家发明专利25项。

  喻海良对记者指出,自己在研究过程中遇到最多的问题就是研究结果与设想的不一样,“但很多时候研究的最大机遇也是结果与设想不一样”。

  他表示,针对这个问题,一般需要通过两个步骤去进行解决。第一步,设想研究结果是不是设计不合理,或者执行过程不理想出现的问题?如果是这种问题,所有的实验可能必须重做,一切回到原点。如果重做之后,结果还是和之前一样,那么可能这就是一个机会。

  “我要动脑筋去思考出现这种现象的原因,弄清原因或许将来能够解决一些大的问题。目前,我从事的这些研究方向比较前沿,属于技术储备阶段,希望在未来不久的时候能够推向市场。”喻海良说。

  放弃国外高薪厚职回国任教

  喻海良曾在澳大利亚卧龙岗大学工作了五年,但他却甘愿放弃一切回到国内重新出发。对此,喻海良表示,当年选择出国的目的就是为了锻炼自己,以期有朝一日能回国做一些事情。“我曾在很多地方引用过这句话‘出国之目的,在于将来为己国造新文明’。现在国内机遇与发展空间都比国外好,所以与其说放弃国外高薪,不如说我选择了最初的理想,希望能够把自己所学的知识为‘中国梦’添砖加瓦。”

  自2016年12月回国工作,喻海良目前已经建立一个科研团队,团队中有博士后2名,博士生8名,硕士生8名。“对于我的科研团队,现在唯一遗憾的就是团队中还没能引进一些年轻老师。”

  在喻海良看来,作为教师,学生是自己的终身财富,他始终认为培养一流人才是大学老师的基本责任,因而要认真对待每一个学生的发展。如果从课题组走出的每一个学生,将来都能有比较好的事业发展空间,将是作为导师的自己一辈子最大的骄傲。因此在课题组,喻海良不会安排研究生做任何与学术无关的杂事,包括替课题组报销等,希望他们能够安心科研,做出一些创新的成果。

  “我对他们只有几个基本要求:办公室电脑不许看电视剧、办公室电脑不许玩游戏;周一到周五不许看电影,周六和周日可以看,但必须戴耳机。”

  正是因为他坚守育人的原则,使得科研团队成员自觉性非常高。如今大家都很自觉去遵守这些基本要求,时间都用在学习和科研上,每个人的进取心都很强,学生们也都非常努力。他笑着告诉记者,现在即使是内部的科研设备都需要排队才能使用。

  未来将把自己的研究领域做扎实

  作为一名大学教师,喻海良也是一个非常喜欢分享的人。他专门在网上开了自己的博客,而且博文的产出量还很高。他认为多写一些自己的经历,可以让很多想要从事科研工作的年轻人少走弯路。“我经常在博文中介绍一些自己的经历与观点。很多朋友告知我的博文让他们收获很多,这让我觉得很有成就感,我努力想要成为一个有大爱的人。”喻海良说。

  对于从事学术研究的青年人,喻海良也有几个建议:第一是要有自己的想法,不能完全跟着别人走。很多年轻的博士生、博后的研究成果很多,但是这些成果一般都由老师安排。刚起步阶段可以,但是从长远发展角度来看,一定要有自己的学术思想,能够踏踏实实地去看一些学术论文,然后提炼出自己可做的东西,写好基金申请书,再将这些想法利用现有的设备做出一点成绩。

  第二,对于年轻的老师而言,到一个新的单位,要学会适应,尽可能利用单位现有的条件去开展工作,而不能够一味地埋怨。“就怕一直埋怨着,时间就这么过去了,但是自己却什么都没做出来。”

  他认为,可以利用现有的条件先做出一部分,争取一些科研经费后或利用其他的平台,或者自己创造条件去做余下的工作。第三,要把自己放到国际平台上,时刻保持更高的科研动机,争取做国际的领域引导者,而不是某一个单位的引领者,促使自己不断提高学术水平,而不是一味满足现状。

  对于未来的规划,喻海良表示,他将继续围绕深冷塑性成形及高性能有色金属材料制备开展研究,希望把这个领域的工作做扎实,同时也希望能够做出一些原创性的成果,引领学科发展。

  个人名片

  喻海良,博士,中南大学机电工程学院、轻合金研究院、高性能复杂制造国家重点实验室教授,博士生导师,国家千人计划青年项目学者。一直从事金属压力加工领域的研究,近年来专注于超低温塑性加工与高性能有色金属材料的制备。已发表论文120篇、科学出版社出版学术专著1部、清华大学出版编著2部;申请发明专利40项,其中已授权22项;作为负责人和研究骨干承担国家自然基金面上项目、澳大利亚联邦政府研究基金等项目20余项;任Metal.Mater.Trans.A(美国TMS学会会刊)Key Reader、Engineering(中国工程院院刊)青年通讯专家、《中国机械工程》(中国机械工程学会会刊)、Sci.Rep.等期刊编委。在《光明日报》、《中国青年报》、《中国科学报》、《今日科苑》、《中国科学基金》、《科技导报》等报刊杂志发表教育评论文章50余篇,曾多次被《Nature》、《南方周末》、《凤凰周刊》等知名传媒采访报道。

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