絕大多數(shù)金屬材料和非金屬材料的破壞都與其周圍環(huán)境的腐蝕因素有關，腐蝕遍及國民經(jīng)濟的各個領域，給社會帶來巨大的經(jīng)濟損失，已成為當今材料科學與工程領域不可忽略的課題。高溫腐蝕是石油化工、能源、動力、冶金、航空航天等領域普遍存在的問題，幾乎所有的金屬和合金都會發(fā)生高溫氧化和腐蝕，嚴重地阻礙了行業(yè)的發(fā)展。因此，研究材料在高溫服役環(huán)境下腐蝕科學與防護技術，有著重要的科學意義和應用價值。我國科技工作者們在高溫腐蝕領域進行了較為深入的研究，取得顯著成果。東北大學王福會教授就是其中之一。

王福會，東北大學教授，中國腐蝕與防護學會理事長，中國科協(xié)先進材料學會聯(lián)合體首屆主席團副主席，國家杰出青年基金獲得者。他長期專注于高溫腐蝕與防護的科研工作，并取得了豐碩的成果。

下面請隨記者走進王教授的科研世界。

王福會教授

記者：在您的科研生涯中，您取得了很多科研成果，請給我們回憶一下您的科研歷程，并談談您對科研的看法？

王教授：1983年，我從哈爾濱船舶工程學院（現(xiàn)“哈爾濱工程大學”）金屬材料及熱處理專業(yè)畢業(yè)，考取了夢寐以求的中國科學院金屬研究所，師從相圖領域著名科學家莊育智先生和吳昌衡老師進行Pr-Co-P三院系相圖與相結構研究 。兩年半的碩士期間很好地完成里老師交給我的科研課題，碩士工作在Less-Common Metals上發(fā)表2篇論文，在金屬學報上發(fā)表1篇論文，碩士工作公開發(fā)表論文數(shù)量在金屬所83級研究生中可能是最多的。

1986年3月1日，我碩士畢業(yè)分配到剛成立不久的中國科學院金屬腐蝕與防護研究所。我覺得我是極其幸運的，我剛開始工作就遇見了最好的老師樓翰一，他學風嚴謹，為人正派，又趕上樓老師拿到一個40萬元的國防課題，同時課題組從日本引進一臺磁控濺射儀由我負責，我就在這臺設備上開始了我的科研工作。當時樓老師讓我用磁控濺射，在高溫合金K38G上制備CoCrAlY涂層。當時我查了很多資料，認為高溫涂層加稀土Y是為了提高氧化膜的黏附性，從而提高抗氧化性能，不加稀土抗氧化性能不好。我在做CoCrAlY的同時，做了一個不含稀土Y的靶材，想比較一下在濺射涂層中稀土Y的作用。沒想到結果讓我大吃一驚，加稀土Y的涂層沒有不加的好（只從氧化動力學上看）。開始我以為實驗做錯了，后來重復了好幾次，發(fā)現(xiàn)沒有錯。再后來又懷疑不加稀土的那塊靶材是否也含有稀土？因為它是在冶煉完加稀土的之后冶煉并澆鑄的，爐子里殘存了少量稀土Y進入了這個靶里？反復折騰一兩年也沒找出原因，但始終也不敢報道這件事情。后來我想了個辦法，把含稀土Y和不含的靶材各取幾塊樣品進行氧化比較一下，結果與文獻報道相一致，不加稀土Y的氧化膜很容易剝落，而加稀土Y的樣品氧化膜黏附性很好。結果顯示，不加稀土Y的靶材里確實沒有稀土，因此涂層里也不會有稀土。后來研究發(fā)現(xiàn)，原因是濺射涂層晶粒尺寸比合金小幾個數(shù)量級的結果。這一結果在1993年日本東京召開的第五屆國際先進材料大會上進行了報道，題目是“高溫合金能不能自己防護自己？答案是能，通過微晶化”，因此項工作我獲得國際材料聯(lián)合會頒發(fā)的“青年科學家與工程師”獎。因為濺射涂層晶粒尺寸大多在20-80納米，所以起初我起名叫“微晶涂層”，因為那時納米晶一般在50納米一下。后來在盧柯研究員的建議下，統(tǒng)統(tǒng)改稱“納米晶涂層”，這一改名很重要，國際上關注這一涂層的人也越來越多，我們團隊在國際上也開始有了點影響。

后來，我在搪瓷坩堝里做K30G合金與涂層的熱腐蝕實驗室，偶然發(fā)現(xiàn)沒有涂層的合金抗熱腐蝕特別好，仔細分析發(fā)現(xiàn)合金表面沉積上一層透明的搪瓷。從那時起就開始研究搪瓷對材料高溫腐蝕的影響，先后有20多個學生參與研究，至今這項研究還是我們團隊的主研方向。特別是我們發(fā)展的金屬復合搪瓷涂層還獲得了美國專利，這一技術將在很多領域獲得應用。

我對科研的看法是：要認真踏實地做科研，不要忽略細節(jié)，更要關注與原來預期不一樣的結果。我完全同意中科院金屬所原所長盧柯院士的看法：我們要做“真科研”，要做“真科學家”！

記者：您主要從事高溫腐蝕與防護方面的研究工作。請結合您和您團隊的科研工作，重點談談這一研究工作在國家建設中的意義？

王教授：我主研方向是高溫腐蝕與防護。我們團隊是在國際上最早開展抗氧化納米涂層研究工作的。在我們開展這項工作之前，高溫合金防護涂層全部都是通過提高表面鋁含量，形成氧化鋁膜，實現(xiàn)抗氧化的。而我們研究發(fā)現(xiàn)，高溫合金表面通過納米化就可以實現(xiàn)“自防護”。與傳統(tǒng)涂層相比的最大優(yōu)點是，這種涂層不存在脆性和互擴散問題，是一種全新的防護涂層。同時，我們也是國際上最早開展海洋環(huán)境高溫腐蝕研究的團隊。研究背景主要針對艦艇發(fā)動機熱端部件（葉片，排煙管等），核潛艇一回路材料等。我們發(fā)現(xiàn)海洋高溫環(huán)境材料的腐蝕與傳統(tǒng)的高溫腐蝕及水溶液腐蝕完全不一樣的規(guī)律。如Fe-Cr合金，隨Cr含量升高，腐蝕速率增大，這與上述兩種環(huán)境的腐蝕規(guī)律完全相反。由于這項重要的基礎研究結果，為發(fā)展這一環(huán)境用的高溫涂層奠定了理論基礎。我們發(fā)展了系列抗海洋環(huán)境的高溫涂層，并在國防重點型號上獲得了應用。如渦輪葉片用NiCoCrAlY涂層：我們通過添加適量Hf降低涂層氧化速率，通過添加適量Si提高抗海洋環(huán)境熱腐蝕，這一涂層兼顧了抗氧化和熱腐蝕；渦輪葉片用Hf改性Pt-Al涂層：在電鍍Pt過程中復合適量Hf可以使涂層氧化速率大幅度降低，通過控制涂層的結構（成分與相組成），降低涂層的脆性；發(fā)動機密封片、調(diào)節(jié)片等用的金屬搪瓷復合涂層：通過添加氧化鋁解決了搪瓷涂層的軟化問題，通過添加金屬解決了搪瓷與金屬之間的相容性問題，這一涂層具有良好的抗海洋環(huán)境高溫腐蝕，同時具有優(yōu)異的抗熱振性；發(fā)動機壓氣機葉片用梯度多層TiAlN涂層：用Hf和Si改善涂層的抗氧化性能和耐磨性，通過梯度多層結構降低涂層應力，制備了抗海洋環(huán)境腐蝕和耐磨的涂層。上述涂層都是與團隊成員朱圣龍、辛麗、王文、王成、陳明輝、鮑澤斌、王世臣一起完成；海洋高溫腐蝕基礎研究主要由李瑛和劉莉完成。應該說，我們團隊發(fā)展的高溫涂層為我們國家的國防建設做了一定貢獻。

除了高溫涂層外，我們團隊還在鋁、鎂合金表面處理，包括化學轉化膜、微弧氧化方面做了大量工作。其中張濤與于寶興研制的化學轉化膜用于華為鋁、鎂合金的3C產(chǎn)品上；張偉開發(fā)的鋁合金微弧氧化技術用于兵器208所的步槍等產(chǎn)品上。同時我們團隊還參加了725所吳建華作為首席科學家負責的國防973項目“XX長效防腐防污涂層研究”，其中防腐涂層部分由李瑛和我負責。在這期間，我們提出填料與樹脂、樹脂與金屬表面，這兩個主要界面實現(xiàn)“化學鍵合”的想法，并通過樹脂接枝和機械化學力實現(xiàn)了化學鍵合。這兩個界面實現(xiàn)化學鍵合后，涂料的各種性能都得到了提升。其中用機械化學力方法實現(xiàn)化學鍵合技術由邵亞薇負責，已經(jīng)在成都天合科技發(fā)展公司獲得應用；樹脂接枝實現(xiàn)化學鍵合技術由吳航負責，目前正在武漢雙虎涂料進行轉化。

記者：您是中國腐蝕與防護學會的第九屆、第十屆理事長，作為學會的主要領導人之一，請您談談如何做好學會的工作、帶領學會走向更輝煌的明天？

王教授：我認為學會就是本領域科教工作者之家，作為學會領導要讓每個人都要有家的感覺，讓每個人都要體會到家的溫暖。中國腐蝕與防護學會第九、十屆理事會繼承了前幾屆理事會的光榮傳統(tǒng)，在全國腐蝕界同仁的大力支持下，特別是在李曉剛教授和杜翠薇教授兩任秘書長的共同努力下，更有凝聚力。我覺得學會要做好如下工作：

（1）辦好兩年一屆的全國腐蝕大會

承辦全國腐蝕大會是本學會最重要的工作之一，學會要下大力氣做好組織工作，特別要做好學術交流工作，讓大家有所收獲，爭取讓絕大多數(shù)與會者感到滿意。

（2）抓好科普教育工作

科普教育工作也是學會的重要任務?？破战逃浅Ｖ匾?，要讓全民都認識到腐蝕的危害，讓全民學會用一些簡單的方法減輕腐蝕危害是非常必要的。

（3）做好防腐工程師的培訓工作

防腐工程師培訓要認真做好，要找有真才實學和豐富經(jīng)驗的老師授課，讓被培訓人員學到真東西，讓他們到工作崗位上能真正地解決實際問題。

（4）做好科技獎和冠名獎的評審工作

學會科技獎和冠名獎的評審工作也是腐蝕界的大事，要把那些真正優(yōu)秀的科研成果評出來，并推薦出去，讓科研成果真正為國民經(jīng)濟和國防建設作貢獻；要把那些成果突出、德高望重的老科學家和學風嚴謹、成績優(yōu)異的青年學者評選出來，要讓評選出的老科學家成為大家學習的榜樣，讓青年學者成為未來的國家棟梁，評選結果要經(jīng)得起檢驗。

記者：請您談談高溫腐蝕與防護領域未來的發(fā)展趨勢？

王教授：我認為高溫腐蝕與防護主要應該關注以下幾個領域：（1）航空航天發(fā)動機及燃氣輪機熱端部件，主要是核心部件葉片。航空航天熱端部件主要關注高溫，特別是隔熱問題，要求涂層抗隔熱效果好、抗剝落；燃氣輪機葉片關注抗熱腐蝕，特別是要求長壽命。（2）超超臨界電站過熱器、再熱器用材料的腐蝕問題。超超臨界電站的運行參數(shù)越來越高，目前溫度達到600度，壓力26MPa左右。未來的發(fā)展目標溫度650-700度，壓力達到30MPa，這對材料的抗高溫腐蝕提出了更高要求，目前應用得奧氏體不銹鋼很難滿足要求。管外要求材料抗燃氣熱腐蝕，內(nèi)部抗高溫高壓水蒸汽腐蝕。所以發(fā)展新材料，或者是用于現(xiàn)有不銹鋼的表面涂層技術來解決這一環(huán)境的高溫腐蝕問題非常急需。（3）核電站中高溫高壓水蒸汽腐蝕問題。雖然這一環(huán)境腐蝕的溫度和壓力遠低于超超臨界電站腐蝕，但由于對安全性的要求更高，所以對材料的抗高溫腐蝕要求也特別高。（4）垃圾焚燒及石油化工中的高溫腐蝕也應值得關注。

記者：在您的科研生涯中，取得了諸多科研成果。但目前我國科技成果轉移轉化不暢的問題多年來并未得到解決。無論是高校與科研院所下設的科技成果轉移機構，還是第三方科技服務機構設立的技術轉化，都遇到了各種問題，整體處于探索發(fā)展階段。請談談您對這一問題的看法和建議。

王教授：我不認為這是個問題。首先我認為一個真正“有價值”的科研成果不會存在轉移轉化問題。實際上不能實現(xiàn)轉移轉化的科研成果多數(shù)是“無價值”的“所謂”成果而已，它不能給社會創(chuàng)造價值，或者說是不成熟，不完整的階段成果。到目前為止我們團隊的幾項科研成果都得到了實際應用。如多弧離子鍍NiCoCrAlYHfSi涂層在貴陽170廠渦輪葉片上、Pt-Al涂層在株洲331廠渦輪葉片上、金屬搪瓷復合涂層在沈陽410廠密封片等多個部件上、化學鍵合涂料在成都天合科技發(fā)展公司生產(chǎn)并在遼寧艦上等都獲得了實際應用。我覺得我們要做出那些能給社會創(chuàng)造價值的完整科研成果。

后記

工欲善其事，必先利其器?？萍际菑妵鳎萍紡妱t國家強。建設世界科技強國并不是一蹴而就，千秋基業(yè)，人才為先，唯有大力培養(yǎng)造就創(chuàng)新型科技人才，優(yōu)化科技創(chuàng)新布局，方能高奏世界科技強國號角。

黃沙百戰(zhàn)穿金甲，不破樓蘭終不還。無數(shù)的祖國科技工作者們正在科技創(chuàng)新的道路上不畏艱難險阻，勇于攀登高峰，為實現(xiàn)中華民族偉大復興的中國夢而不斷地奮斗！我們堅信，在他們的共同努力下，不久的將來，我們國家定會揚眉吐氣，傲立于世界科技強國之林。

人物簡介

王福會，博士，男、60年6月生。原中國科學院金屬腐蝕與防護研究所副所長，中國科學院金屬研究所金屬腐蝕與防護國家重點實驗室主任，96年度國家杰出青年基金獲得者。兼任中國腐蝕與防護學會理事長，中國科協(xié)先進材料學會聯(lián)合體首屆主席團副主席，國際雜志《npj: MATERIALS DEGRADATION》副主編、《ANTI-CORROSION METHODS & MATERIALS》、《INTERNATIONAL JOURNAL OF MATERIALS & PRODUCT TECHNOLOGY》、《TRANSACTIONS OF NON-FERROUS METALS SOCIETY OF CHINA》、《JOURNAL OF IRON AND STEEL RESEARCH INTERNATIONAL》編委、《腐蝕科學與防護技術》主編。2008年被聘為國際高溫腐蝕與防護會議顧問委員（Member of International Advisory Committee of International Symposium of High-Temperature Corrosion and Protection of Materials，國際高溫腐蝕領域最重要的系列國際會議會，每四年一次，都在法國召開），主要從事高溫腐蝕與防護研究。最早提出高溫合金通過納米化實現(xiàn)“自防護”的概念，同時開辟了固態(tài)鹽和水蒸氣綜合作用對材料中溫腐蝕的影響研究的新方向（海洋環(huán)境高溫腐蝕），揭示一些與傳統(tǒng)相悖的新現(xiàn)象，特別是在鹽和水蒸氣綜合作用下，隨Cr含量增加Fe-Cr合金的耐蝕性反而惡化，并提出了“動態(tài)水膜理論”揭示這一腐蝕規(guī)律。帶領的團隊發(fā)展的CoNiCrAlYHfSi涂層、金屬復合搪瓷涂層、耐高溫自修復涂料、化學鍵合重防腐涂料等成功應用于幾個國防重大型號工程上。他1992年獲中國科學院院長獎學金特別獎、1993年獲國際材料聯(lián)合會頒發(fā)的青年科學家與工程師獎、1994年獲中國科學院有突出貢獻的中青年專家稱號、1995年獲中國科學院首屆優(yōu)秀青年稱號、1996年入選首屆國家百千萬人才工程的第一二層次、2001年獲中國科學院青年科學家獎、2005年獲中國優(yōu)秀博士后稱號、2010年獲遼寧省自然科學一等獎、2012年獲全國優(yōu)秀科技工作者稱號。發(fā)表SCI收錄論文350多篇，授權發(fā)明專利100多項。