张虎:深耕稀土磁热材料,引领绿色制冷技术变革


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[导读]  张虎,男,汉族,1982年5月生,新疆生产建设兵团人,北京科技大学材料科学与工程学院教授、博士生导师。

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人物简介



张虎,男,汉族,1982年5月生,新疆生产建设兵团人,北京科技大学材料科学与工程学院教授、博士生导师。中国稀土学会磁制冷材料专业委员会副主任。2004年从北科大材料学系本科毕业后留校硕博连读,2010年进入中科院物理所跟随沈保根院士从事博士后研究。近二十年来,他专注稀土磁热材料研究,曾参与多项国家863、973等重大项目的研究工作。主持国家级项目10余项,在Acta Materialia等顶刊发表论文80余篇,被引近2000次。申请国家发明专利19项(授权7项),国际专利2项。其开发的La(Fe,Si)13复合材料制备技术被全球35个研究组引用,成为磁制冷领域的标杆方法。


求学生涯:跨越太平洋的学术筑基

 

张虎的科研之路始于北科大材料学院的学术沃土。本科期间,在龙毅教授等前辈的熏陶下,他立志投身材料科学。2007年,原本没有出国规划的他,凭借优异成绩获得公派留学机会,赴美国能源部Ames实验室开展联合博士培养。在爱荷华州的两年间,他不仅掌握了磁热材料前沿技术,更在独立生活中锤炼出流利英语能力——这项技能后来成为他主讲全英文课程、开展国际合作的基石。"人在完全陌生的环境中能够快速成长",张虎常对学生感慨这段经历的价值。2016年,已晋升副教授的他再赴美国博伊西州立大学访学,持续拓展国际视野。

 

他学术生涯的关键转折发生在中科院物理所博士后阶段。在沈保根院士指导下,张虎完成了科研能力的蜕变:"沈老师凌晨还在为我批改论文,他教会我真正的学者既要高瞻远瞩,也要脚踏实地。"两年间他发表17篇SCI论文(一作7篇),申请5项专利,并成功获批国家自然科学基金和博士后科学基金,为后续研究奠定坚实基础。

 

科研突破:破解磁制冷产业化难题

 

面对氟利昂制冷剂的环境危害,张虎将研究聚焦稀土磁热材料这一绿色替代技术。他在低温磁制冷领域取得开创性发现:首次证实稀土铁硅化合物(RFeSi)在液氢/液氮温区具备低场、可逆大磁热效应,研发出8种适用于低温液化工程的新型材料。更颠覆学界认知的是,他通过织构取向调控技术,使多晶RNiSi材料产生超越单晶的巨各向异性磁热效应,为工程应用开辟全新路径。



针对明星材料La(Fe,Si)13的产业化瓶颈,张虎独创性提出环氧树脂粘结工艺,攻克了材料易碎、磁滞损耗大的技术难关。这项被全球引用的技术,最终推动磁制冷样机成功运行。近年他开发的La(Fe,Si)13Hy/In复合材料实现10万次磁循环零衰减,其热导率创室温磁制冷材料纪录,被Materials Views China专题报道。"千淘万漉虽辛苦,吹尽狂沙始到金",张虎用这句诗形容十五年技术攻关历程。

 

教书育人:亦师亦友的材料传承

 

"培养学生就像培育树苗,既要扶正主干,也要鼓励枝桠自由生长。"张虎的育人哲学深受龙毅教授"亦师亦友"理念影响。他坚持两周一次组会,从文献精读到PPT排版倾囊相授——已毕业的四届硕士均获国家奖学金,有学生因"导师亲授的PPT技巧"在职场上获高度认可。实验室外,他带着学生打篮球、羽毛球,利用学术会议探访当地文化。"科研是持久战,我希望学生回忆这段时光时,能说'痛并快乐着,但成长实实在在'"。



作为本科生国际班班主任,他亲自为学生撰写推荐信,关注每个学生的心理状态。有位研究生感慨:"虎哥不仅是科研导师,更是人生引路人。有次实验屡屡失败时,他带我们去长城散心,在山巅畅谈科研与人生的共通哲理。"

 

百炼成材的使命担当

 

从发现新型稀土化合物到推动磁制冷技术产业化,张虎始终践行北科大"学厚质朴,百炼成材"的院训。如今他带领团队向核聚变耐高温材料等前沿进军,继续书写中国粉体人的创新传奇。正如他常对学生说的:"当你迷茫时,做好眼前每件小事,经历终将成为照亮未来的财富。"

 

参考来源:

北京科技大学材料科学与工程学院官网、北科大材料公众号


(中国粉体网编辑整理/留白)

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