张新房，北京科技大学冶金与生态工程学院教授、博士生导师。2009年毕业于中国科学院金属研究所材料学专业获工学博士学位；而后6年期间，先后在日本大阪大学与英国帝国理工学院从事教学与研究工作。研究方向为物理冶金和焊接。

走进张新房的办公室，桌上摆满了各种“问题”钢板样品。在记者看来几乎没有太大差别的钢板，这位北京科技大学冶金与生态工程学院教授说起来头头是道。

他左右手各举起一块钢板，两手一合并，对记者一笑。“我做的就是这个——焊接。”

见记者还是一脸疑惑，他随即抛出“泰坦尼克号沉船，真是因为撞冰山吗？”猝不及防，爱情片切换科普频道，在张新房这里竟毫无违和。

“撞冰山只是外因，真正的内因是泰坦尼克号航行到低温深海，船体材料变脆，撞了冰山后容易断裂，加上船体不是焊接而是铆接，所以才出了问题。”张新房说，如果泰坦尼克运用了现代的材料和焊接工艺，杰克和露丝的爱情或许不会悲剧收场。

“半路出家”，为材料界制定新标准

近日，张新房团队研发的高附加值电网用耐蚀铝材已在浙江等11个地市局变电站进行试用。“这种新的电网用耐腐蚀材料的开发，将大大节省电网运行成本，提升电网运行安全性。”谈起新成果，张新房掩饰不住内心的兴奋。

然而，这个如今的冶金材料专家，当初并非师出名门，而是“半路出家”学的材料学。

“我本科学的物理，后来到中科院金属研究所才开始材料学研究。”在国外待了6年，张新房仍旧乡音未改，让人感到质朴和实在。“开始很痛苦，‘恶补’了一年，基本把材料理论学明白了。”当材料和物理学背景一交叉，他的优势逐步凸显出来。

“手机里的电路板，最早用锡铅焊接。但铅有毒，欧盟在2000年开始禁用此类材料，于是世界各国都在开发无铅焊料。”张新房博士期间就是做这个的。“一开始无从下手，最难是实验电气测试平台搭建，金属所之前没人做过。”他花了4个月搭建设备，实验结果却一鸣惊人。

金属焊料有“极性效应”现象，当电流通过器件的焊点，导致原子向阳极迁移，并在阳极界面形成厚的金属间化合物，而阴极的界面化合物则很薄，从而引发断裂失效。但在他的实验里，他发现了反常的现象——原子向阴极迁移导致阳极界面化合物薄而阴极厚的现象。他的文章在《ScriptaMaterialia》发表后引起了很大的反响。“这项成果相当于在材料学的领域内，制定了一个新标准。”他说。

“原创性的工作是特别值得关注的。这离不开我的物理学背景，只做材料的人可能不太懂。后来别人问我怎么做到的，我告诉他们方法后，他们说：‘原来这么简单！’，可就这么简单，许多人没有想到。”

产学研合作，研制新材料

博士毕业后，凭借“微电子焊接”成果，张新房申请到全球仅有200个名额的日本学术振兴会奖学金，去大阪大学做博士后。正是这段经历，让他感到搞研究必须“产学研”紧密结合。

当时，他经常跟日本合作导师跑工厂。他发现，在日本，不管是输油管道还是船舶，都要去温度极低深海，容易使钢板失去韧性而脆裂。考虑能否设计一种材料，即使在低温下，也不会出现泰坦尼克号那样的问题？

这时，他做了个大胆的决定——转读钢铁焊接专业。

“当时转专业时，很多人认为冒险，毕竟在微电子焊接方面已小有成果了，但当时觉得这个问题有实际需求就转了。后来事实证明这条路走对了。”他说。

后来，通过与神户制钢合作，他研制出来一种合金焊接材料，在零下200摄氏度以下，产品仍保持良好的冲击韧性。

“去年我与国内钢铁厂交流时，钢厂技术人员和我谈低温钢铁韧性问题，我笑着和他们说， 5年前我在日本就已经做完了。他们不太敢相信。”张新房说。

回国发展，立志实现产业化

在英国帝国理工学院期间，张新房认识了钢铁冶金界的国际大牛——Ken Mills以及电磁冶金专家秦荣山教授，开始接触钢铁冶金研究。

“现在国内高铁发展很快，但高铁中的高端轴承全是进口，这主要是国内轴承钢的洁净度不够。因轴承钢表面光滑，如果夹杂物含量高的话，高铁高速运行时，轴承滚动中受力不均，时间久了就容易在夹杂物处萌生裂纹，有安全隐患。”他说。

他在英国期间，就是研究轴承钢冶炼提纯的，能做到将钢中1微米以上的夹杂物分离出来，而目前高铁轴承钢能去除5微米以上的夹杂即可达标。这项技术也在塔塔钢铁进行中试，现场测试显示：除了有效的分离提纯外，亦可减少冶炼中水口的堵塞结瘤，极大地节省了生产成本。

回国前，张新房即将拿到英国高校的终身教职。常有人问他，英国“绿卡”唾手可得，为什么还要回国？

他坦言，虽然有时也会面临自然、科研和人文环境的融入问题，但他还是“想用从国外学来的先进经验，为国内冶金制造业做点事吧”。

记者在他办公桌上看到一份合作意向书，这是他目前的研究课题——老化核电用不锈钢的再生机理研究。他告诉记者，核电厂是庞大的工程，目前核电构件设计寿命通常为50年，他与英国团队研发的技术，可有效延长核电构件寿命80％以上，大大提高了核电材料的性能，也减少了核电站的运行成本。

“我希望研究项目能实现产业化。”他说。现在，完成教学任务之余，他就利用国内一些行业会议，主动走进企业进行学术交流，了解企业需求。


来源：科技日报