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科技创新的精英 年轻学子的典范
发表时间 2018-02-27 15:10 来源 本站原创

  ——记北京科技大学磁制冷研究领域专家张虎副教授

  近日,《中国科技新闻网报》记者有幸采访了北京科技大学年轻有为的张虎副教授。张虎教授是2004年上的研究生,硕博连读,张教授的导师就是龙毅教授。开始读研究生的时候他对科研没有概念,就是导师让做什么就做什么。当时导师安排给他的课题就是室温磁制冷材料La(Fe, Si)13的研究,从那时开始就一直从事这个方向的研究。后来去的美国的Ames实验室也是世界上研究磁制冷材料最顶尖的实验室,跟随美国工程院院士Karl A Gschneidner Jr.研究稀土功能材料的磁性和磁热效应。Karl A Gschneidner Jr.教授是领域内的大牛,被称为‘Mr. Rare Earth’(稀土先生)。回国后,张教授又去了中科院物理所沈保根院士课题组,沈院士也是国内磁性材料、尤其是磁制冷材料方面最顶尖的专家。所以,一路以来张教授都没有离开磁性功能材料的磁性和磁热效应研究。物理所博士后出站后,回到龙毅教授的课题组,张教授仍然延续了以往的研究方向,并不断开拓新的研究方向。



张虎教授

  中国科学院物理研究所磁学国家重点实验室 助力腾飞的翅膀

  张教授在2012年到北京科技大学材料学系龙毅教授课题组工作,2013年晋升副教授。2016年接受国家留学基金委资助在美国博伊西州立大学做访问学者。张教授是之所以如此的优秀,是因为张教授付出了艰辛的努力。他认为从事科研的工作中,自己在科研上“开窍”的比较晚,上研究生初期不懂什么是科研,不会做实验,不会读文献,更不会写论文。真正科研工作上开始出成绩是在博士毕业后去中科院物理所做博士后期间,他一直非常感激物理所磁学国家重点实验室,物理所的科研氛围非常好,那里的导师不仅科研工作方面非常努力,而且导师和学生的修养都很好,张教授在物理所做博士后期间,沈保根院士对他的指点让他受益匪浅,从那时起张教授算是开了窍了。在物理所良好的科研氛围下,借助高端的实验平台,张教授努力的做实验搞科研,博士后两年时间内,张教授先后发表了17篇SCI文章,其中第一作者7篇,申请了5项发明专利。此外,张教授还成功申请到了国家自然科学基金和博士后科学基金。张教授的博士后两年的工作经历很辛苦也很充实,可以说这是他科研工作重要的转折点,为他后面的科研工作奠定了坚实的基础。也正是由于他在博士后期间出色的工作,张教授回到北京科技大学一年后就顺利晋升为副教授。

  年轻有为 主持多个重要项目

  张教授虽然非常年轻,但是已经成为主要负责人主持国家自然科学基金面上项目、青年科学基金项目、北京市自然科学基金面上项目、中央高校基本科研业务项目等多项科研项目。虽然张教授从研究生开始就主要研究磁热效应,但工作后,尤其是开始带研究生以后,张教授发觉如果仅仅研究磁热效应就会研究方向太窄。所以他努力拓展自己的研究方向。除了研究传统的磁热效应外,他还首次提出了多晶材料的旋转磁热效应,同时,他还研究磁结构耦合相变材料的相变和调控。他在2016年出国期间开辟了新的研究方向,研究铁磁形状记忆合金的磁机械行为和疲劳特性。这些工作之间既有联系又各自不同,他会安排不同的研究生具体负责不同的研究项目,所涉及的项目张教授统筹规划,总体布局。

  研究领域功在当代 利在千秋

  张教授一直从事新型稀土功能材料的基础磁性及磁热效应方面的研究,这个科研领域是有重大意义的:制冷业耗能占社会总耗能的20%以上。目前普遍使用的气体压缩制冷技术的卡诺循环效率最高仅为25%左右,而且气体压缩制冷过程中使用的气体制冷剂会破坏大气臭氧层并引起温室效应。探求无污染、绿色环保的制冷材料和研发新型低能耗、高效率的制冷技术是当今世界需要迫切解决的问题。目前新型制冷剂虽然解决了破坏臭氧的问题,但仍产生大量的温室气体,对环境仍然有巨大的破坏。相比于传统制冷技术,磁制冷技术的优势包括:

  1,绿色环保:由于工质本身为固体材料以及在其循环回路中可用水来作为传热媒质,这就消除了因使用氟利昂、氨及碳氢化合物等制冷剂所带来的破坏臭氧层、有毒、易泄漏、易燃,有温室效应损害环境等缺陷。

  2,节能高效:效率非常高,理论上可实现理想的循环,获得最大可能的效率;磁制冷可达到卡诺循环效率的60~70%,而气体制冷仅能达到5~10%,所以磁制冷可大大节约能源。

  3,稳定可靠:磁制冷设备稳定可靠,由于无气体压缩机,运动部件少,运动部件转速缓慢,可大幅度降低振动与噪声,寿命长,可靠性高,便于维修。

  因此,磁制冷技术因具有绿色环保、高效节能、稳定可靠的特点,近些年来已经引起世界范围的广泛关注。具有磁热效应的材料是磁制冷技术的关键。张教授的研究就是开发出可以用于磁制冷的新型制冷材料。2015年,美国拉斯维加斯世界消费者电子展销会上,我国海尔公司展示了世界上首台磁制冷酒柜,标志着磁制冷技术开始走向商业化。目前,我国、美国、英国、德国、法国都在致力于将磁制冷技术推向实用化和商业化。

  善于学习 富有智慧 兼顾培育桃李

  张教授担任国际班班主任,并获得了优秀班导师称号,目前承担过三门国际班全英文课程,作为项目负责人主持三项与国际班全英文教学相关的教育改革和教材项目。

  很多人觉得学习外语非常难,但是张教授认为语言的学习不同于其它科目的学习,语言是个交流的工具,因此,学习语言应该和学习游泳一样,不能只是停留在书本和理论上,最重要的是实践。英语学习提高最快、最有效的方法就是多说多用,练习多了自然就提高了。张教授初到美国时,英语水平也不行,于是他就主动多和当地人交流,在交流的过程中发现自己语法和语音的错误,通过模仿来使自己的英语更加的地道。回国后,他主动承担了学院的多门全英文课程,虽然工作忙碌而又辛苦,但这使得张教授能够保持良好的英语水平。



张虎教授和学生们合影留念

  张教授在2016年再次获得国家公派留学奖学金,赴美国博伊西州立大学访学一年,与国际著名的磁性形状记忆合金专家Peter Mullner建立了良好的合作关系,张教授不但在科学研究方面非常的优秀,而且非常的善于和国内外同行交流合作。他在学术研究和社会交往方面做到了游刃有余,张教授在不断的努力进取中,逐渐成为创新型、德才兼备的年轻的导师。张教授认为,做科研不能蒙头做,要多出去交流学习,和同行探讨才能够跟上科研的发展趋势,同时也能从别人那里学习到新的科研方法和思路。张教授每次出去参加会议都会主动做报告,这不仅锻炼了他做报告的能力,最重要的是能更好的向同行展示自己的科研成果,方便与同行交流。

  张教授在国外做访问学者期间受邀参加了“能源材料与纳米技术国际会议”“2017美国材料研究学会春季会议” “第28届稀土研究会议(RERC 2017)”,并荣获2017美国材料研究学会春季会议最佳海报奖。张教授参加这些会议期间和同行进行卓有成效的国际交流,他非常珍惜学习的机会,2016-2017年在博伊西州立大学访学期间,他一方面要学习新的研究方向,另一方面,还要对国内的学生进行“遥控指挥”。张教授基本上是白天做国外的科研工作,晚上和周末做国内的工作,这一年过的非常充实。张教授出国期间白天、晚上不停的工作,但是张教授并不感觉辛苦,他把努力工作当成一种充实,热爱工作就会感觉工作是一种快乐,带着快乐心情去工作,一定能取得非常好的工作效率,我们每个人都应该像张教授一样热爱学习,全身心的投入工作!

  张教授不但在科研方面取得卓越的成就,同时兼顾培养科研人才的重要工作,张教授指导硕士、博士研究生十余名,已毕业两届硕士生均获得国家奖学金。张教授在培养研究生方面,总结了自己科研成长过程中的经验教训,并借鉴了国外导师培养学生的方式。他在培养研究生的初期,会让学生先学习一些科研方法,并给学生提供一些科研思路,让他们尝试去做,在做的过程中张教授和学生们讨论,让他们学习掌握科研方向。等学生们能够独立搞科研以后,张教授会鼓励学生自己提出科研想法和思路,而不是总是依靠导师。张教授不是那种“纸上谈兵”的导师,张教授会给学生以身作则,让学生看到自己的导师是如何努力的,在张教授的影响下,他的学生也都很努力,形成了他们实验室良好的科研学习环境,在这种环境下,学生们能够相互激励,共同努力,从而培养出好的学生。

  专家简介

  张虎,博士,副教授,北京科技大学材料科学与工程学院。多年来一直从事新型稀土功能材料的基础磁性及磁热效应的相关研究工作,具有丰富的科研和工作经验。曾在美国能源部Ames实验室跟随著名磁制冷专家、美国工程院院士Karl A. Gschneidner Jr.系统研究了La(Fe, Si)13Ce5Si4-xGex化合物的相形成、晶体结构和磁性能等物理问题。2010年-2012年,在中国科学院物理研究所跟随沈保根院士进行博士后研究,2012年到北京科技大学材料学系龙毅教授课题组工作,2013年晋升副教授。2016年受国家留学基金委资助在美国博伊西州立大学做访问学者,同Peter Müllner教授深入研究了新型铁磁形状记忆合金Ni-Mn-Ga的表面改性对磁机械性能及疲劳寿命的影响。近年来,曾参与多项国家863、973等重大项目的研究工作。目前,作为负责人主持国家自然科学基金面上项目、青年科学基金项目、北京市自然科学基金面上项目、中央高校基本科研业务项目等多项科研项目。在相关学术会议和期刊上发表论文70余篇,论文被引600余次。