创新基础研究
硅钢是一种重要的软磁材料,是发展电力和电讯工业的基础材料之一。硅钢因为生产困难、功能特殊、附加值高,素有“钢铁工艺品”之称。含硅量为6.5%的高硅钢,更是这些“工艺品”中制造难度极大的一种。2008年,陈国良团队经过十多年的研究,成功地开发出Fe-6.5%Si高硅钢冷轧工艺,制备出高质量和高性能的冷轧高硅钢薄带,获得了教育部的技术发明奖一等奖。
20世纪90年代中期,为了提高高硅钢的加工性能,陈国良从解决Fe-Si合金中金属间化合物的本征脆性和环境脆性入手,系统研究了Fe3Si基合金的环境脆性,发现合金中的硅元素同环境中的水汽和氧气在极低的暴露量下即可发生表面化学反应,生成[H]固溶原子向合金体内扩散,降低了Fe3Si基合金的力学性能和断裂韧性。根据环境脆性的机理,他提出在合金设计时考虑添加微量合金元素,并通过热处理工艺改善微观组织结构等五个方面的措施,逐步降低金属间化合物的环境脆性,逐步提高材料的脆韧转变温度和室温塑性。由此,发现合金元素的添加对Fe-Si合金的塑性有显著的作用,明显改变合金的韧脆转变温度。他进一步研究了Fe-Si合金中有序相的相变规律,不仅发现这些有序相的本征脆性与结构的有序度密切相关,而且发现了形变诱导无序化及有序恢复现象。Fe-Si合金中的基础研究成果直接为后来生产工艺的开发奠定了基础。在此基础上提出了开发冷轧Fe-6.5%Si高硅钢的总体思路:发明一种新的高硅钢合金成分和一种创新的连续轧制工艺,系统研究了Fe-6.5wt%Si合金的塑性和组织结构在各工艺阶段的变化。成功制备出0.03亳米厚的Fe-6.5wt%Si合金冷轧薄板,使该薄板获得了优良的综合力学性能和软磁性能,达到了国际先进水平,其生产工艺及成本则大大优于国外技术。
求实创新是陈国良做学问、搞研究的终极目标。陈国良认为,勤学多思,才会有更多的创新。他以郑板桥“删繁就简三秋树,领异标新二月花”作为做学问的座右铭。“删繁就简三秋树”是说要抓住基础、核心;“领异标新二月花”是要自主创新。他说,要切忌浮躁和短期功利行为,要强调在实践中求实,在严谨中创新。一流的大学教师,必须有严谨创新的学风,要以身作则,通过言传身教使整个校园具有严谨创新的氛围。