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大师风采

国之良士,钢之英才——记金属材料专家、中国工程院院士陈国良

陈国良(1934.03—2011.05),江苏宜兴人,原北京科技大学教授,著名材料科学家、教育家。1955年毕业于北京钢铁工业学院,留校任教;1979—1980年在美国哥伦比亚大学做访问学者;1989—1990年在田纳西大学和德国马普所担任高级研究员。历任北京科技大学教研室主任、系主任,北京科技大学新金属材料国家重点实验室主任、学术委员会主任。主要从事高温合金物理冶金、高温部件力学冶金及寿命估算、金属间化合物新型结构材料、大块金属玻璃及其他新金属材料、雾化喷射成型技术等材料置备新技术新工艺等方面的研究。1980年获得第四届国际高温合金会议唯一最佳论文奖(第一作者),2004年被科技部授予国家重点实验室计划20周年先进个人“金牛奖”,2005年作为中国大陆首位获得美国金属学会杰出成就奖(ASM Fellow)的学者,2009年获何梁何利基金奖,曾多次获得国家科技进步奖、国家发明奖和省部级科技进步奖。1999年当选为中国工程院院士。

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为学,求实创新、勇于探索;为师,重德崇才、治学严谨。他不畏艰辛,急国家之所急,组建高温合金专业;他不患得失,为校谋发展,建立新金属材料国家重点实验室;他不好名利,在美国进修时婉拒著名公司的盛情雇请,毅然归来,报效祖国;他严谨务实,独辟新方向,攀登学术峰,推举后来人,成就大事业。

他就是陈国良,他的身上凝聚着一位知识分子的崇高品质,闪耀着一名优秀材料人的灿烂光辉。

崇文力学·蔚起

1934年,陈国良出生于宜兴一个并不富裕的书香世家。父亲陈泽南曾于上海做过大学和中学教师,母亲徐幼轩的文化程度也很高。知识浓郁的家庭氛围为他的学习成长创造了优良的先天条件,然而举国抗战的大背景让他的求学经历变得曲折多舛。1937年底,日寇从太湖登陆,沿途纵火,无恶不作,宜兴沦陷,烧杀掳掠淹没了吴侬软语,火光冲天掩盖住红阳白雪,陈国良全家逃到上海艰难落脚。虽然少不更事,但烟火弥漫中亲友沉重匆忙的景象与波折辗转的经历为他的童年烙上了难以磨灭的痕迹。

5岁起,陈国良于上海务本小学读书,11岁升入上海崇实中学,随后转入南京第五中学。父亲陈泽南拒绝日寇对我国教育事业的干扰,特别是对学生的奴化教育,毅然辞掉了英文教员工作,经同乡介绍转入银行系统工作。父亲被迫转行,家庭克服重重困难供给孩子读书,这一切对陈国良产生了极深的影响。国临危亡,少年如侠,从宜兴到上海、辗转南京,苦难波折对幼小的陈国良没有构成阻碍,这些不寻常的经历培养了他锲而不舍的学习意志,以及骨子里那坚韧执著的精神,他迫切地希望自己强大起来。他深知在逆境中成长,更不能放弃学业,只有用先进的知识充实自己,才能担起千钧重担。抗日战争胜利后,父亲到无锡中央信托局工作,陈国良也随家人来到无锡,就读江南中学,一直到高中毕业。

1951年,怀揣着“科技强国”的宏愿,陈国良考入北洋大学冶金系。1952年,经全国院系调整,陈国良进入钢铁学院。学习中,他始终以勤奋严谨的态度全心投入,很快便崭露头角。当时,物理化学课程内容比较难,陈国良付出了几倍于常人的努力,有的难题辅导员尚在思考,他就已经想出解决办法并主动为大家答疑讲解。1953年9月,陈国良进入北京钢铁工业学院金相热处理专业学习。当时,系主任章守华教授推崇“严格要求、重在引导、诲人不倦、言教身教”的教学方针,陈国良深受影响,在学业上投入更多的时间和精力。大学读书期间,图书馆是陈国良最喜欢去的地方,他经常清晨而起、披星而归,如饥似渴地在书海中畅游。除了学习专业知识,陈国良还阅读辩证法经典著作,毛泽东的《矛盾论》、《实践论》都在他涉猎的范围内。陈国良认为,无论做人做事做学问,无论对人对己对名利,都必须用辩证思维去深入分析,科学研究更是如此。

“钢铁事业需要钢铁般的体魄”。紧张的专业学习之余,陈国良还十分爱好体育运动,他擅长篮球、跳高、跳远等多个项目,曾入选北京市篮球青年队,更是钢院篮球队的绝对主力。每天,当校园中大喇叭响起欢快的音乐时,他与队友纷纷走出教室,开始训练比赛,竞技热情感染全场,大操场总被观赛者们围得“里三层、外三层”。

钢铁学院的校园文化生活同样丰富多姿,钢院舞会享誉“八大学院”。作为学校的文艺骨干,每次钢院舞会自然少不了陈国良的身影。一次,舞会因故没有了音乐,陈国良随即化身热情的吉他手,主动为大家伴奏,弦音漾起,迅速点燃了激情的火焰,同学们在舞池中翩翩起舞,对这位优雅的吉他手更是盛赞有加。

1955年毕业后,凭借过硬的学业成绩和出色的表现,陈国良留校任教,在钢铁学院这片热土扎了根。

领异标新·拓迹

与人们印象中科研工作办公室单调刻板的布置截然不同,陈国良的办公室显得雅气十足。进门处挂有一副横联—“删繁就简三秋树,领异标新二月花”。“扬州八怪的名句是我读书、做学问、写文章的要求”,陈国良说,“删繁就简即抓住基础、核心,书要越读越薄,独立思考、求甚解、懂真谛;领异标新是倡导贯穿于一切活动中的求真、求精和实践的精神,要坚持自主创新。”陈国良一生都矢志不渝地践行着这一座右铭,在他看来,创新是一种自我要求和工作态度,是有人格、有水平、受人尊敬的学者应该具有的责任感,更是一种能力。这种能力来自扎实的基础和高瞻远瞩的胸怀与眼光。

20世纪60年代后期,十年动乱给我国歼击机的研发和生产带来一场莫大的劫难,歼-6发动机厂410、420生产任务连年猛增,胡干蛮干和粗制滥造的生产过程给军用飞机的使用埋下了严重的质量隐患。1969年12月,歼-6发生了二级涡轮盘空中飞出的重大事故。面对航空工业存在的严重问题,国家开始组织对飞机发动机的叶片、涡轮盘、涡轮轴等进行检查、试验和材料技术攻关。千钧之际,冶金工业部特别任命由陈国良牵头研究和生产高质量的轮盘,确保发动机的质量。陈国良深知,战斗机是我国空军备战的关键,而发动机就如同战斗机“心脏”,此项任务事关重大。接到任务后,他立即会同有关单位进行联合攻关,全面仔细地研究了生产和应用中的关键问题,创新研制独具特色的高质量轮盘和环件,代替原有的老合金涡轮盘。经过多次试车、试飞后,他研制的轮盘和环件终于获得了成功,为歼-6战斗机再次遨游蓝天插上了翅膀。

20世纪70年代中期,随着国家石油化工业的发展,用石化烟气带动涡轮发电技术逐渐兴起,而首次生产出来的烟气轮机涡轮盘刚运行不久就发生了重大爆裂事故,在那个以阶级斗争为纲的年代,此项技术不得不停顿下来。两年后,石化部门重整旗鼓,决心攻克这个关键的技术难关。重压之下,他们想到了陈国良,邀请他负责研制。研发之际,石油部慎之又慎,三个老总同时上阵,专门听取陈国良的技术可行性分析报告。面对国家急需,陈国良放下包袱,大胆闯先,立下两条军令状:一是工厂生产的涡轮须经他亲自签字才能上机使用;二是如果在使用中出现爆裂,拿他是问。研发过程中,陈国良不敢有丝毫的马虎和懈怠,他以严谨创新的精神,在第一代涡轮盘研究成果和国内外先进经验的基础上,制定了生产工艺路线、关键工艺参数和先进技术条件。他始终走在第一线,参与选择生产厂并对主要生产环节进行现场监控,同时承担了对产品质量做最终判断和确保安全使用第一周期的责任。临近交付成果前,很多权威专家都替他捏了把汗,陈国良勇挑重担,带领研究组没日没夜地进行最后的科研攻关。在他们的努力下,新一代烟机转子材料的研制终于获得了成功,这一创举使涡轮寿命从600小时提高到10万小时以上,使我国石化工业能量回收技术一举达到国际先进水平。该项目获得国家科技进步二等奖。

1979年,中美首次开展冶金领域交流,第二年陈国良就作为我国高温合金研究人员,出国参加国际高温合金会议。他的《提高铁基合金的长期组织稳定性和脆化》研究,被评为会议唯一的最佳论文奖,赢得国际上对我国冶金及高温合金的好评。

20世纪80年代中后期,发达国家开始大力发展轻比重高温高性能结构材料,陈国良再一次站到国际学术前沿,他用创新的理念和发展的眼光研究钛铝金属间化合物高温材料,以全新的思路和广泛的基础研究发展出高铌钛铝合金。经过近二十年长期不懈的努力,他的研究成果得到国际上同行专家的高度评价。1995年,第一届国际钛铝金属间化合物合金会议(美国)召开,大会主席认为,陈国良团队发展的高铌钛铝合金是发展高温高性能钛铝合金的“首例”,具有里程碑式开拓意义,带动了高温高性能钛铝合金领域的发展,此后,美、英、德、日等国家的学者相继涉足这一热点领域。由于在揭示和阐明先进高温结构材料(包括高温合金和金属间化合物)的组分、工艺以及它们对材料微结构与力学性能的影响之间相互关系方面做出的突出贡献,2005年,陈国良荣获美国金属学会颁发的杰出成就奖(ASMFellow),成为中国大陆获此殊荣的第一位学者,钛铝合金国际会议主席Y-WKim博士称:“陈国良是‘当今国际上在结构金属间化合物和功能材料领域最具深远影响力的优秀科学家之一’。”

此后,随着我国能源工业的高速发展,特别是电厂和核电站需求量的急剧增加,对电站用新材料及寿命评估新方法提出了更高的要求。据此,陈国良较早地强化了针对核电和新火电技术的“能源新材料及其寿命评估基础研究”学术方向,领导开展了能源新材料及寿命评估新方法的基础研究。为了更好地深入核电领域,他力推实验室与中广核电集团苏州热工研究院联合建设“新金属材料国家重点实验室电站金属材料寿命评估实验中心”。该中心的建立,促进了实验室研究工作的学科交叉,推进了科研工作向广度和深度发展。

近年来,陈国良致力于建立以企业为主体的产学研科研平台,把实验室的科研成果工程化和产业化。他提出与上海宝钢集团公司主办“先进钛合金和钛铝合金工程化产业化研讨会”,邀请两院院士、“863计划”新材料领域首席专家等著名专家参加,形成我国最强的先进Ti合金和Ti-Al合金等新材料、新工艺的生产基地,同时构建北京科技大学、北京航空材料研究院、宝钢集团产学研合作机制,此项工作大大推动了实验室的科研成果工程化的进展。此后,陈国良又运用金属间化合物研究的成果,成功解决了极脆的wt6.5%高硅硅钢片的加工问题,制备出0.03毫米厚的冷轧硅钢片。该成果2006年经教育部鉴定为国际领先,引起企业重视,宝钢集团已决定将此项目产业化。

陈国良主持或参加的科研项目多次获得国家和省部级科技奖励,曾共获得国家科技进步二等奖1项,三等奖1项;国家发明奖2项;部级科技进步一等奖7项,二等奖5项,三等奖7项;专利24项;发表《有序金属间化合物结构材料物理金属学基础》、《高温合金》等10本著作和译著;学术论文400多篇。

成绩犹如繁星点点,装点着陈国良生平奉行的科研创新理念,作为一名学者,他将“多读勤学”视为学者之风,将“取精求新”奉为学者之本。在敏锐的洞察力和丰厚的学术底蕴基础上,他对于机遇的把握分秒必争,因为机会不等人,他说,“虽有智慧,不如乘势;虽有镃基,不如待时,要及时顺势,要抢先一步!”

及时顺势·建业

五十多年来,陈国良孜孜不倦地追求我国科学教育事业和新材料事业的发展,以敏锐的洞察力和丰厚的学术底蕴始终站在科学发展的最前沿,组建专业,发展学科,培育实验室,为国家建设和学校发展屡建战功。

“高温合金急先锋”

1959年,中苏关系破裂,一夜之间,苏联专家全部撤出。新中国的航空航天事业才刚刚起步,就遇到了严峻的考验:工厂停工,航空航天事业陷入困境。航空航天需要高温材料,新中国需要自己高水平的材料科学家!1960年,冶金工业部紧急下达指令:北京钢铁学院马上组建高温合金专业,抽调相近专业四年级的学生学习高温合金1年,1961年必须选派毕业生投入生产建设。当时,材料系金相教研室最年轻的教师陈国良受命领衔,带着60、61年提前毕业的学生成立了高温合金教研室。没有教材,只好查资料、做讲义,在回顾苏联专家授课的基础上“现学现卖”,整理出了一大厚本以材料堆积为主要内容的讲稿。时间紧迫,陈国良减少出行,放弃休息,和刚毕业的年轻教师日日夜夜地泡在图书馆、实验室,半夜12点召开“挑灯会议”成为家常便饭。无论多么煎熬和辛苦,年轻的陈国良从未有过半句怨言,只有一句—“祖国的需要,就是我的志愿!”终于,北京钢铁学院高温合金专业克服重重困难应运创立,自1961年起直至高温合金专业合并,共为国家输送高温合金本科生及进修教师480名,如今他们已成为发展我国高温合金事业的骨干力量。

“材料系发展改革者”

北京科技大学材料学科实力雄厚,在国内外均有重要影响,这与陈国良密不可分。

20世纪80年代,陈国良担任材料系主任。他以发展、创新的眼光对待自己的科研和系里的工作。他提出并实践大学生与研究生并重的发展思路。1985年,在他的倡导和努力下,材料系将当年的研究生招生计划从30名扩大到50名,全国有67所院校的毕业生报考北京钢铁学院。陈国良以超前的目光,将材料系的科研方向由比较单一的以钢铁为主转变为包括先进金属材料及制备技术等多个方向,转型成功后,仅材料系就拿到1987年国家第一批“863计划”中的12个项目。这些改革显著扩大了学校原有的材料专业优势,并为学校在1987年的全国材料专业评比中荣获材料学科第一名奠定了坚实的基础(这次评比先有400余名专家对全国近100所大学的材料专业投票打分,后有20多名专家实地考察,并当面考查学生水平)。1990年,科技部、教育部联合授予北京科技大学材料系“全国科研先进集体”称号。

在陈国良的努力下,北京科技大学材料学科蓬勃发展,学科实力大幅提升,如今已经蜚声中外,成为学科方向齐全、综合实力雄厚、国内前茅、国际上有重要影响的人才培养、基础研究与技术创新的高水平研究基地。

“国重实验室领军人”

新金属材料国家重点实验室(以下部分简称“国重”)的建立是及时顺势的又一创举,也是陈国良投入心血最多的地方。1991年11月,顺应国家需求,陈国良承担了国重的筹建工作,他瞄准国际科技前沿和国内实际需求,注重创新技术发明,旨在建设高水平的国家级研究基地。

然而,建设过程却举步维艰,设备紧缺和人才匮乏让陈国良感到了巨大的压力。于是,他开始广纳贤才,热忱地邀请林均品等人加入到国重建设的队伍中,壮大了队伍。此后,他开始将钻研创新的劲头用在筹集经费和购置设备上,他通过世界银行贷款积极引进新型重点设备,购置了纳米力学探针设备,极大地推动了国内新材料纳米学力性的研究。面对资金不足的困难,他通过引进雾化喷射成形装置的核心部分和国内配套相结合的办法,用较少的资金建设了一台高水平装置,获得国家自然科学基金重点项目和“863项目”。在此基础上,他又搜罗了几个实验中心的设备,亲手搭建高温烧结炉等实验设备。接下来的四年中,实验室边建设、边研究、边开放,陈国良将全部精力都投入到实验室的建设中,他废寝忘食、通宵奋战。苦心人,天不负。1995年11月,北京科技大学新金属材料国家重点实验室顺利通过国家验收,开始正式运行。

陈国良担任实验室主任后,立足于金属材料科学的前沿问题和我国国民经济建设中的重大金属材料科学的应用基础问题,发展以新金属间化合物结构材料与新金属间化合物功能材料为主的新型金属材料、新一代基础材料及先进制备技术。实验室的研究工作以应用基础研究为主,强调发展新材料,注重新材料的制备工艺—组织—性能关系研究,重视科研成果的产业化,为国民经济建设发挥作用。1998年,实验室被国家教委评估为“研究工作已与国际同步,有些领域达到国际先进水平”。

2009年,陈国良病情加重,但是这丝毫没有影响到他对国重建设的关心。每当学校工作需要他的建议时,他总是认真地进行调研、思考,从不敷衍拖沓。为了让陈国良休息好,国重同事到医院探访时总是避开工作话题,而他却总能设法将谈话主题绕回到科研学术和实验室建设上来,一谈到工作就精神矍铄,兴致勃勃,直到后期病重到不能说话方才罢休。陈国良去世前,学生到医院探访时还看到他忍着全身水肿在为一本书写序,直至生命最后一刻,只要是清醒的,陈国良从未放下手中的工作。

允执其中·为师

在陈国良的办公桌上方,挂有一幅字画,松藤缠绕之下,清瘦而有力的老者背影,卓然独立,超然绝世,远观峰峦起伏、披云戴雾。附一题字:“根深叶茂长青藤,高飞远眺万重山”,这正是陈国良培养学生的独到标准和严格要求。

陈国良在科研学术上要求非常严格,不容半点差池。林均品教授坦言,不少年轻人都经历过陈国良严厉的批评和质问,因为严谨治学的陈国良最不能容忍的就是一知半解、模棱两可。他指导的2003级博士生、2005年北京科技大学首届研究生“十佳学术之星”、第二届“校长奖章”获得者刘雄军回忆当年读博士情景时说:“本以为在名师指导之下可以轻松拿到博士学位,不曾想这一读就是五年,期间老师时常念叨的是‘你不干出点东西怎么行?’并且提醒我,‘不能对自己要求太低,看得更远一些,不能把学校的达标标准套用到你现在的状态’。”

陈国良重视年轻研究人员的培养和教育。他无私地把自己多年的研究领域和课题传给年轻人,帮助他们尽快成长,体现出一名科学家高尚的情操。张济山是陈国良的得意门生,他的硕士论文获得教育部第一批评选的优秀硕士论文。后来张济山在日本获得博士学位后又回到北京科技大学,在陈国良的指导下做博士后研究。张济山留校工作后,为了帮助和扶持他尽快作出成果,陈国良将自己从1983年就开始进行的研究方向“喷射成形新技术”及国家重点实验室用四五十万美元建设起来的、当时国内一流的喷射成形设备交到他手中。在陈国良的扶持下,张济山迅速成长为国家自然科学基金喷射成形重点项目负责人。

2007年,陈国良工作时因劳累过度突发大面积心梗,幸而救治及时。然而,他心里始终惦记着学生的课程,刚从重症监护室出来,就打电话把学生叫到病房,详细询问课题的进展情况。看着老师手上还打着点滴仍旧不忘指导自己的研究工作,学生被深深打动。大病初愈,陈国良顾不上休养,每天早上8点在校医院打完点滴后,立刻回到办公室忙于指导国家重点实验室的建设和发展工作,带病坚持在科研教学第一线。不久,因过度劳累引起肺部感染,陈国良再次入院,他以超常的毅力与病魔抗争,在病床上坚持给两位博士生修改毕业论文,并每周安排两次讨论。经他精心指导,这两名博士生的毕业论文被评为北京科技大学优秀博士学位论文。

几十年来,陈国良培养硕士研究生、博士研究生、博士后五十多人,他培养出的青年学术带头人中有多人当选杰出青年基金、跨世纪优秀人才、新世纪优秀人才。在陈国良的引导和扶持下一批批高水平的研究成果和优秀的青年人才源源不断地走出北科大,走向世界。

老骥伏枥,功盖千里,同事和学生对这位带领他们一路前行的长者和大师满怀敬意,却从不畏惧,因为陈国良在工作和生活中流落出来的爱生之心、高情雅致和敦厚诙谐,深深感染着他们。

2005年,同事们为陈国良设计了一幅相框,简洁质朴,恰似他的人生写照与坚守,一幅字赫然在目:倚天照海花无数,流水高山心自知。如同他一生喜爱的板桥诗画,几枝墨竹、一束兰草、嶙峋怪石,占据一角,留白大片,意境幽远,这是一种境界,锲而不舍,终成大家。