【人物春秋】 毕生的追求

　　[人物档案]

　　刘业翔，有色金属冶金专家，中南大学教授、博士生导师，中国工程院化工、冶金与材料工程学部院士。他领衔主持的国家自然科学基金资助的“铝电解用锂盐阳极糊节能”荣获国家科技进步一等奖。他从事教学与科研54年来，共培养了博士生和硕士生70余名，在国内外发表论文近200篇，出版专著3部

　　铝，从汽车、飞机、楼房到家用电器、食品包装等等，都少不了它。但是，铝生性活泼，要把它从矿石中提炼出来，远比提炼铜、锌、锡等困难得多。即使采用现代先进设备，炼1吨铝也需耗电1.5万度左右。一个大型铝厂的耗电量，竟与国内一座大城市的耗电量几乎相等。铝，成了名副其实的“电老虎”。刘业翔和他的同事们长期来孜孜以求的，就是降伏这只“电老虎”。

　　多年来，人们想过许许多多的办法，但不能使这只“老虎”驯服。哪里能找到一个突破口呢?

　　就像耍魔术一般，把一种看似普通的粉末涂在铝电解槽上，奇迹出现了：不仅每产1吨铝可节电350度左右，而且可以使设备的使用寿命延长1倍左右。这种粉末，就是中南大学刘业翔院士及其学科梯队发明的一种高技术材料。

　　1989年6月10日，这一成果在安徽合肥铝厂通过了原中国有色金属总公司(现中国有色金属协会)的验收。消息传来，刘业翔心情格外激动：这一成果如果在全国推广，一年可节电3.6亿度、节省投资维护费1.2亿元以上，这是多么诱人的前景!

　　这项叫“锂盐阳极糊”的高新技术在全国16家铝厂推广，取得年节电5000万度，年创经济效益1200万元的巨大节能效果。此项成果引起国际学术界和铝业界的浓厚兴趣和高度重视，挪威科学院与工业界还资助开展进一步国际合作研究。

　　76岁高龄的刘业翔院士用毕生精力对铝的研究就进行了50多年——从1949年进校到1979年到铝工业较为发达的挪威留学，到1997年当选为院士，到如今依然率领着十几个博士、硕士生承担包括“973”在内的一系列科研课题，整整57年了，刘业翔就这样紧紧围绕一个“铝”字，钻研、奋斗、拼搏、奉献，破解铝电解节能技术的奥秘是他毕生的追求。

　　“这一辈子我就只干这么一件事。”刘院士总是这样谦逊地说。

　　心中装着祖国

　　1930年9月1日，湖北省武汉的一户刘姓人家，随着一声男婴的啼哭，一个对世界充满着好奇的新生命来到了人间。抱着自己心爱的儿子，父亲在喜悦之余，冥思苦想为自己的儿子取名为业翔，希望儿子长大成人后，在追求事业的征途上，像雄鹰一样地翱翔。

　　刘业翔没有辜负父亲的殷殷期望，23年后的7月，以优异的成绩在原中南矿冶学院(现中南大学)毕业，获得工科学士学位，同年8月留校在轻金属教研室工作。

　　旧中国根本没有“铝工业”一说，直到新中国成立后的1954年，我国在原苏联的帮助下，建起了山东和辽宁抚顺两个铝厂，这才有了“铝工业”。可那个“工业”离现代两个字实在差得太远了，耗电量大、污染严重不说，产量还低得很——当时最大的铝电解槽才4.5万安培，后来发展到6万、8万，就再也上不去了，而人家国外已经到了16万甚至20万了。

　　为什么我们自己不能做出更大的?刘业翔院士说：铝电解槽有非常强的磁性，安培越高磁性越大，当年才4.5万安培的时候他去实习，饭盒里的铁勺子、工人干活用的铁锹都跟着“槽”的磁场转，要上到16万，“磁场”问题不解决，槽中的“熔铝”跟着磁场无规律地旋转波动，不仅铝锭生产不出来，有可能还会自己氧化或烧掉。此外还有“温度场”、“流动场”等一系列问题都不知道如何解决。买国外的技术吧，人家是天价，开口就要几千万美金。

　　当时，国内炼铝基础知识和专业知识都很贫乏，书刊资料很少，他硬着头皮啃苏联教材，似懂非懂，以至下厂学习，多次顶班劳动，联系了实际，才融会贯通。那时教育部重视大学生实习，实习是工程教育中的重要内容。除认识实习外，专业学生还要进行2次生产实习和1次毕业实习。要当好指导老师，必须自己先熟悉生产。他便心甘情愿地到摄氏近千度高温的铝电解槽旁参加劳动。

　　在动乱的十年中，刘业翔被轻冶教研室的同事们称为“逍遥派”。后来，他又下放劳动，所幸去了铝厂，使他能深入生产一线。他理论联系实际，勤于思考，多想出智慧。青年时期的这一训练，使他日后自学进修，受益匪浅。

　　“十年动乱”结束后，他又回到了日夜思念的课堂。通过努力，他以优异成绩取得了我国首批选派到国外作访问学者的资格。1979年11月，刘业翔远渡重洋，来到了铝工业比较发达的挪威，在挪威工业大学化学系工业电化学研究所做访问学者。导师是知名的熔盐电化学专家，比他还小两岁，见他对铝电解很熟，对他十分尊重，研究课题由他定。刘业翔虽然年长，但仍不耻下问，虚心向导师学习。在挪威，资料丰富，信息灵通，实验研究条件优越，学术空气浓厚。多年渴望获得新知识的他，如鱼得水，投入了知识的海洋。

　　第一个研究课题，是盘旋在他脑际多年的一个问题：熔融电解质下边铝液表面上是否有层膜?在生产操作中有时能看到，英国同行曾报道冷行程可以高产，他也观察到两相界面上有薄层固体膜存在。刘业翔决定查明这一现象与高产有何关系。研究结果表明，这层薄膜确能提高电流效率，增加产量。原来，这层薄膜形成了一个屏障，减小了铝的再氧化损失。他花了8个月心血完成了研究，并于1981年在美国矿冶与石油工程师学会(AIME)年会上作了报告，当时，他是中国开放后与会的第一位学者，报告引起了国际同行的注意。他被邀请访问美国铝业公司和加拿大铝业公司。当时这些公司正在完善点式加料技术，点式加料一反常规使用的大面积加料方法，而是小批量，定点定时地加料，配合计算机控制，形成了日后创造高产节能自动控制技术中的重要环节。他的计算和实验都证实了形成这种薄层的作用，为点式加料找到了理论依据。

　　留学第二年，他着手探索第二个久悬未决的问题：碳阳极上高的超电压能不能减小?铝电解的能耗很高，为了节能，工程师们已想尽各种办法减小每1毫伏的电压降。然而国内外同行视阳极超电压为禁区，很少问津。为什么视为禁区!因为有两方面的原因，一是理论上不清晰，二是实验上很困难，难于测准。他决定闯一闯，深入地进行了理论分析。一天，他像往常一样浏览最新科技简报，一条消息吸引了他。当时西方国家用涂层金属钛作电解阳极，使制碱过程中的过电压降低了90%左右，造成制碱工业发生了一次革命。他眼前一亮：铝电解中也有过电压的问题，其耗电量占总量的10%，如果能降下来，那可是一个巨大的数字!但他也清醒地知道，铝电解中的过电压是中外权威专家认为必须消耗的，不可能降下来。去啃这块“硬骨头”不仅要冒理论风险，而且要经历大量的试验失败，要冒自己有限的时间白白消耗且名誉损失的巨大风险。面对困难，刘业翔为了祖国铝业的发展，毫不犹豫，一头扎进实验室中，开始了艰苦的探索。望着实验室夜晚不熄的灯光，挪威的教授们都感叹：“中国人真是勤奋，刘是好样的。”

　　功夫不负有心人。经过反复实验，在实验专家的协助下，终于获得成功，他发现降低阳极超电压是可能的。某些添加性在降低超电压方面的作用很显著，这为他日后回国继续研究奠定了基础。

　　无私无怨的奉献

　　1982年，刘业翔回到了中南大学。学校试验条件不行，他就自己动手制作设备。夏天的夜晚，试验室里热得像蒸笼一般，他打着赤膊，蹲在地上，一圈一圈地绕着电阻丝……试验设备齐全了，试验也在顺利进行，这时新的问题又来了。一天晚上，中南大学冶金系主任——一位老教授敲开了刘业翔的家门。老教授说：“我老了，以后系里的事要托付给你了。”刘业翔听了一愣，挠着头皮半天没有说话。此后，老教授又接连几次上门做工作。1985年，刘业翔出任中南大学冶金系主任兼冶金研究所所长。一年后，又提拔为校党委副书记、校党委书记兼校长。

　　在铝电解研究中，“电老虎”还在肆虐，而繁重的党务和行政工作又压在自己身上，怎么办?刘业翔日夜思虑，想了一个办法：培养一批学生。白天，他忙于处理学校的工作；晚上，他把自己的硕士生、博士生召集拢来，指导他们做试验。时间一天天过去，一种降伏“电老虎”的办法终于找到了：在铝电解阳极糊中掺入锂盐，能有效降低过电压，生产1吨铝可节电300-500度。

　　这项由国家自然科学基金资助的“铝电解用锂盐阳极糊节能”高新技术1986年在全国性学术会议上作了交流。1987年为连城铝厂主动引进，开始了工业性试验。刘院士和他的学科团队解决了一些工程上的问题后，这项技术进展顺利，节能效果很好。1989年通过部级鉴定，当时已有16家铝厂采用，提出了财务证明，表明年节电5000万度，成绩显著，于是决定向全国推广。1992年由于该项技术的经济效益和社会效益突出，荣获国家科技进步一等奖。

　　在取得的成绩面前，刘业翔教授没有止步，他又将目光瞄向了不能使用“铝电解用锂盐阳极糊节能”技术的铝厂。因为这一代的电催化剂不能经受预先的高温处理，因而使预焙阳极电解铝厂不能受益。这些企业是现代铝厂的主力，研究必须继续深入。刘业翔拖着因化脓性关节炎而残疾的右腿，忍着潮湿和寒冷的天气带来的苦不堪言的痛楚，坚持理论研究和实验。经过几年辛勤工作，筛选了数十种化合物，终于展露曙光，他们找到了一批尖晶石类化合物，由它们制成的电极具有高温电催化活性，这项成果受到国际同行的重视。1997年应挪威科技大学之邀，开展了为期三年的合作研究，目前已获得进展。

　　科研插上翅膀

　　初战告捷，刘业翔又向更深的领域挺进。1993年，他从校领导岗位退下来后，把全部精力投入研究中，先后获得7项国家发明专利。1997年1月，由于在铝电解节能领域的突出贡献，他被授予首届“湖南光召科技奖”，被评为1997年湖南十大科技新闻人物，荣获1997年“光华科技二等奖”，1997年12月又当选为中国工程院院士。面对如此多的荣誉，刘业翔并没有感到轻松与满足，而是向新的课题迈进。他在电化学冶金过程控制与优化领域也取得重要成果，其中“大型预焙铝电解槽智能模糊控制技术”，1997年经部级鉴定，达到了国际先进水平，该技术的采用可提高电流效率4%，仅青海铝厂采用后年增效益达8400万元。而在国内最早成功开发用于铝电解生产的硼化钛阴极涂层技术及低成本生产硼化钛的新方法，技术水平居国际领先，并被列为国家经贸委“九五”重点新技术推广项目，若全国铝厂采用，可年节电1.6亿度，增效益2亿元以上。

　　1998年,他又指导其学术团队成功地完成了创新项目“基于现场总线的全分布式铝电解智能控制系统”，该系统达到国际领先水平，为我国铝工业现代化改造提供了一项关键技术。在此基础上，作为名誉董事长，他创建了学科性公司湖南业翔科技有限公司，为科技成果的产业化探索路子。

　　他和他的创新团队还系统地研发了锂离子电池正极材料、负极材料等等。其中锂离子电池正极材料已获产业化应用，产品质量达到世界领先水平，年产值达数亿元。刘业翔从事教学与科研至今已54年，共培养了博士生和硕士生70余名，其中博士生20多名。在国内外发表论文近200篇，其中在国际性会议、国外知名刊物发表40多篇，出版专著3本，大多数论文获得著名学者与权威刊物的高度评价。刘业翔成了我国电化学冶金节能技术领域的著名专家。

　　教学科研之余，刘教授喜欢听听轻音乐，散散步，或出门郊游。如今，76岁的刘教授满头银发，精神矍铄，思维敏锐。虽然担任着中国工程院院士、中南大学学术顾问、博士生导师、教授、中国有色金属学会常务理事、轻金属学委会主任委员、湖南省人民政府参事室参事等繁多职务，但并没有影响他带领的学术梯队向新的目标进攻，铝电解冶金节能这一世界性难题正进一步得到解决。