科研中严谨求实 教学中以身作则
文/李伟宁
人物简介
王成扬 ,天津大学化工学院教授,博士生导师。1982年获得天津大学化工系化学工程专业学士学位,1998年获得北海道大学工学博士学位。1982~1985年,任职于中国科学院山西煤炭化学研究所,1986年回到天津大学化工学院工作,一直致力于中间相理论及沥青基炭材料相关研究和教学工作,为我国化工产业发展和人才培养做出了突出贡献。
严谨求实,产研结合
“学好数理化,走遍天下都不怕”。化学工程专业出身的王成扬,是一位名副其实的天之骄子。大学毕业后,他被分配到中国科学院山西煤化所炭材料研究室沥青基碳纤维课题组工作,该课题组是当时国内最早从事这一领域研究的课题组之一。在煤化所期间,他主要参与开展了石油系通用级碳纤维的研究,包括纺丝沥青调制、熔融纺丝、不融化处理、炭化处理等具体实验和研究工作,为后来的科研工作奠定了坚实基础。
分田到户的20世纪80年代初与1949年新中国成立时已有十分不同的国情,其中最重要的不同有二:一是中国初步实现了工业化,由一个农业国转变成工业国;二是农村社会已完全不同于传统宗法社会,农民成为具有现代国家认同的现代社会的公民。
1986年7月,王成扬进入天津大学化工系煤化工研究室,开始从事中间相沥青基碳纤维研究。期间,先后完成了天津市重点科技攻关项目“中间相沥青碳纤维”小试和中试,并通过天津市级技术鉴定。近年来,他还先后开展了以煤沥青为原料的新型炭材料理论研究和相关产业技术研究,主要包括:“锂离子电池负极材料中间相碳微球的研制”(天津市重点科学基金和重点科技支撑计划项目,完成5000t/年规模工业化生产,获得2005年度天津市技术发明二等奖、第一发明人);“10t/年沥青基球形活性炭中试”;“300t/年煤系针状焦中试”(2017年通过第三方组织的技术鉴定,评为国际先进水平),创造了巨大的经济效益和社会效益。
赴台参加第六届海峡两岸新型碳材料研讨会
截至目前,王成扬教授已经主持或参加了天津市重点科技支撑计划项目“千法级超级电容器的研制”;863青年基金项目“多环芳烃超强酸催化法制备中间相沥青的研究”;国家自然科学基金项目“炭质中间相结构缺陷的形成与控制”“基于双炭电极的离子插层电池/电容器体系基础研究”;国家863计划项目“基于软炭负极材料的锂离子储能电池系统关键技术及示范”(2014AA052300)等多项国家科技项目;独立撰写55万字专著“炭质中间相理论与应用”(ISBN978-7-03-045750-9),入选“十二五”国家重点图书出版规划项目和材料科学技术著作丛书,于2015年由科学出版社出版;主持撰写45万字“沥青基炭材料”(ISBN978-7-122-32102-2),由化工出版社于2018年出版;参加撰写“十二五”高等教育国家级规划教材“现代化工导论”,获得2012年中国石油和化学工业优秀教材一等奖 。2015年获得第十一届中国炭素杰出成就奖;2016年获得中国产学研合作促进会颁发的中国产学研合作创新一等奖;2018年相关理论研究成果“面向能源转化与存储的有机和碳纳米材料研究”项目获得国家自然科学奖二等奖(排名第5)。
2006年在英国参加国际碳材料学术会议
王成扬教授在科研过程中严谨求实,突破创新,对推动我国化工产业发展起到积极作用。同时,在探究科研宝藏的路上他更加信心满满。
胸怀大局,助力国强
多年的从教经历让王成扬教授深刻感受到“不忘初心、以身作则、教书育人”的重要性。他认为培养学生的科研兴趣和分析能力是非常重要的,他要求学生有责任心和使命感,因为这不仅决定了学生能否顺利毕业,还将影响学生一生的学术进步和事业发展,甚至决定学生最终的学术成就。因此,他一向主张,在指导研究生时激发学生的学习和研究热情,导师给出课题方向和指导性建议,由学生制定具体实验和研究方案,老师提出修改建议并提供完备的实验条件。在此过程中,他发现素质高的学生能够积极查阅文献和思考问题,较快提出研究内容和具体实施方案,研究中经常与导师讨论问题,主动思考和解决科学问题,这些学生常常工作出色,甚至提前完成学业。少数研究生不能主动思考问题,而希望老师给出具体实验和研究方案,遇到问题不作分析或依靠导师解决,这样的学生常常不能顺利毕业。
据王成扬教授介绍,针状焦是一种随着炭质中间相的研究发展起来的新型炭材料,主要用于生产超高功率石墨电极和锂离子电池高端负极材料,以及生产超高功率电弧炉炼钢用石墨电极。与普通功率电弧炉相比,超高功率电弧炉吨钢电耗可以减少约50%,冶炼时间可以缩短1/3。
随着科技的飞速发展,我国针状焦研发也获得了突破性进展,实现了工业化生产。其中,中钢集团鞍山热能研究院公司、上海宝钢化工公司、山西宏特化工有限公司和黑龙江宝泰隆煤化工有限公司能生产煤系针状焦,中国石油天然气股份有限公司锦州石化分公司、山东易大化工有限公司和山东京阳科技有限公司均能生产油系针状焦。在2006~2014年间,我国针状焦年产能从60kt增长到260kt。但由于各种原因,不能实现满负荷生产,尚不能满足市场需求,还需要大量进口针状焦。2018年,我国针状焦总产量为270 kt,进口针状焦为218 kt。
与国外优质针状焦产品相比,我国针状焦产品强度较低、粉焦多、成本高,质量尚存在差距。我国针状焦产品质量也不稳定,虽然已经部分用来生产高功率和超高功率石墨电极,但还不能完全用于生产大直径超高功率石墨电极。可见,虽然成绩显著,但任务仍非常艰巨。
随着近年减排温室气体的迫切要求,电炉炼钢迫切需要降低电耗、提高效率,超高功率石墨电极的使用占比不断增加,对针状焦的需要量也越来越大。我国作为一个世界最大的钢铁生产国,每年的废钢量达到1.6×105 kt,很大一部分要重新冶炼利用。据测算,如果2025年我国电炉钢比例达到目前欧美国家水平且超过40%,石墨电极所需针状焦原料约800kt。
值得欣慰的是,王成扬教授所带课题组毕业的大部分毕业生都在从事就读时课题相关领域的工作,能够将研究生阶段所学知识和培养的能力用于继续研究和生产实践。他坚持认为,教师和研究生科研工作的目的始终是服务于国家经济发展和提高人民的生活水平;理论和实践、基础研究和应用研究不应该存在矛盾,因为高质量的工业发展离不开基础理论,而多数的理论研究也不能脱离实际应用。在他的潜移默化下,他的学生也对此深信不疑,并身体力行地回应着老师对他们的谆谆教诲。
从世界范围来看,针状焦产地目前主要集中在美国、日本和中国。美国的康菲公司是世界上最大的油系针状焦生产厂家,日本新日铁化学公司是世界上最大的煤系针状焦生产企业;美国的海波针状焦厂和日本的水岛炼油所是可以生产石油系针状焦的企业。
以身作则,教书育人
王成扬教授在做好科研工作的同时,还担负着繁重的教学工作,但他非常满足于这样充实而有意义的工作状态。他回忆说:“我16岁去甘肃农村插队,在白银有色金属公司当过产业工人,大学毕业后在中国科学院山西煤化所工作2年多,然后进入大学执教。我非常珍惜自己的工作和学习机会,尽可能将成长的体验和不同阶段所学知识用于指导和教育学生。”
2.1 一般情况 在此期间,本院NICU共收治了本院产科分娩的VLBWI 373例,住院时间超过28 d 329例。其中,男性154例(46.8%),女175例(53.2%),胎龄分布在25+5~36周,平均胎龄为(30.3±2.2)周,出生体质量分布在640~1 480 g,平均出生体质量为(1 246±164)g;有93例患儿出现BPD,发病率为28.3%,这其中轻度61例,占65.6%,中度与重度合计32例,占34.4%。BPD主要发生在超未成熟儿及超低出生体质量儿,其发生率随胎龄及体质量的增加而明显降低。见表1。
2015年获得“第十一届中国碳素杰出成就奖”
在发展和完善炭质中间相理论的过程中,王成扬教授还成功将其应用于煤焦油及沥青等深加工技术;活性炭、泡沫炭等新型炭材料的研发;中间相炭微球等锂离子电池和炭质超级电容器储能材料的研发;针状焦、中间相炭纤维等炭材料的生产技术中,对相关产业的发展都起到了很好的促进作用。
为了更好地促进学科建设,王成扬教授深入分析了天津大学化学工程与工艺学科在新的发展形势下面临的机遇与挑战。他认为,新的机遇是:生物科学、人工智能、新材料和新能源学科快速发展,在应用领域提出了旺盛的技术需求。在此背景下,化工学院在师资力量引进、人才培养、原始创新、论文发表、成果积累等方面取得了重要发展。新的挑战是:社会需要具有推动和引领作用的实用技术和成果,既需要深入的基础理论研究又要有完整的工程技术与之匹配,因此常常出现基础研究和工程实践的脱节,使得理论成果得不到较快转化。而且在学科快速发展和激励制度的影响下,很多年轻教师把主要精力放在了高水平论文发表上,在应用科学和技术方面较少涉足。
为了提升学生的综合能力,王成扬教授非常重视课题组成员与国内外同行的交流。十多年来,他几乎每年都派博士生和硕士生参加国内外学术会议。他还多次邀请日本炭素学会主席稻垣道夫教授等国际知名学者来本校交流。这些举措有效提升了学生的国际视野,让他们能够站在更高的角度从事本领域的科研工作,从而取得更高的成就。
脚踏实地,共促发展
2018年在北京参加煤化工新材料及高端化学品发展论坛
在人民大会堂参加新能源企业新产品发布会
注:上图解决了《易经》64卦序分布无数理逻辑规律的缺陷,在数理逻辑上,整个系统对称平衡,每一卦序的位置、大小具有稳定性和唯一性。
源于此,王教授希望学生能够具有刻苦学习和钻研精神,耐心开展科研,不要急于发布没有证明清楚和没有系统研究的成果,这样才能为学科发展打下更坚实的基础。
具体的检测过程及检测结果是:对电磁阀电阻进行测量,电阻为30Ω,新电磁阀电阻为26Ω,没有明显异常。电磁阀插头1#端子,试灯点亮,说明供电正常。在电磁阀插头13和2#端子之间连接试灯,GDS2作动电磁阀工作,试灯不能点亮,晃动线束,试灯依然不会点亮。使用专用诊断仪GDS2检测,读取故障码P201000(进气歧管通路控制阀控制电路电压过高)。测量2#端子对地电压3.56V,这是来自ECM的监测电压,说明线路是导通的。KEY OFF时测量对地电阻,正向15.6MΩ,反向OL,对比进气歧管调谐阀控制电路的测量,结果一致。
同时,王教授认为,想要真正促进学科发展,就需要结合科学和技术发展总的趋势,及时把握和调整学科重点研究方向。诸如当前炭材料领域(包括石墨烯在内)新的研究方向,短期内还很难广泛应用;在开展前沿技术理论研究的同时,应该尽快缩小包括碳纤维和针状焦等在内的已有炭材料技术与国外的差距,以满足当前社会发展需要。
因行星轮系具有运行噪音小的特点,能够给乘坐者提供舒适感与安全感,其较长的使用寿命也为电梯的长时间运行提供保证,此外,行星齿轮曳引机的效率远高于同样提升力的蜗轮副式曳引机,且体积仅是它的一半[2],因此,在曳引机设计中,行星齿轮减速器较其它形式的齿轮传动系统更具优势。某型号电梯的曳引机减速器使用2级行星轮系 [3],该项目选取串联的2个2K-H型行星轮系进行设计。
多年来,王成扬教授在开展前沿科学技术研究的同时,还非常重视解决传统和现有化学工业和材料领域存在的问题。经长期观察,他发现现有工业体系中,很多国外早已解决而国内长期得不到解决的问题,并非有很高的科学难度或技术难度,不能有效解决的根本原因是企业创新和技术上相对封闭,产学研内涵没有得到落实,核心机理所涉及的理论问题没有完全认识清楚。因此,他相信,唯有深刻理解和落实合作创新发展理念,才能使科学和技术真正得到发展。而他和课题组成员将沿着这一方向矢志不渝地走下去,攀登更多的科研高峰。
防治措施:在播种之前可以选择40%甲基异柳磷、35%呋喃丹、50%辛硫磷,根据种子的重量,按照1∶50进行拌种,这样可以在初期避免地下害虫啃食玉米种子。另外还以按照每亩4公斤麦麸与90%晶体敌百虫掺少量水拌成毒饵,在傍晚害虫活动期播撒在玉米苗边,进而达到除虫的目的。还可以使用50%辛硫磷乳油48%毒死蜱乳油按照每亩一公斤的配比量进行随水灌溉到田中,起到杀虫作用。
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