
李晓刚
姓名:李晓刚
所在系所:腐蚀控制系统工程研究所
职称:教授
通信地址:北京市学院路30号北京科技大学新材料技术研究院
邮编:100083
办公地点:腐蚀楼509
办公电话:010-62333931
邮箱:Lixiaogang99@263.net
个人简介
研究方向
科研业绩
针对国家需求,李晓刚教授长期耕耘防腐工程领域,主要学术贡献为:率先突破了腐蚀大数据理论,研发了耐蚀结构钢数智设计和装备腐蚀寿命预测芯片2项应用技术,发明了5大类耐蚀结构钢新品种,解决了国家系列重大防腐工程难题。
一、率先提出“腐蚀大数据”概念并创建了关键技术和理论,主持建成了国家腐蚀数据资源枢纽与创新平台。
腐蚀受多因素耦合作用、动态复杂,碎片数据难以获得精确腐蚀规律。他2015年率先在Nature上提出了“corrosion big data”科学概念,指出获得解析长期连续腐蚀过程及影响因素的多维大数据流,是精确阐明腐蚀机理和规律的唯一途径。发明了全球首款高通量多维采集、传输、建模一体化的腐蚀大数据芯片,获得了世界上首条腐蚀大数据流;将以上芯片集成元器件,对典型环境的腐蚀同步实时联网大数据流采集,由此构建了腐蚀联网观测技术。使用以上2项关键技术,选择全球采集点1500个,建成了世界最大、超 30 亿条数据的动态腐蚀数据库。
领导解析了上述海量材料成分-组织-微区电化学-环境和动态腐蚀多维大数据流,建立了腐蚀跨尺度数据挖掘与融合模型,创立了腐蚀数据-知识融合深度学习智算平台,构筑了结构材料腐蚀规律数智高精度解析新模式,形成了腐蚀大数据理论和应用技术的核心。他用以上新模式,①系统揭示了结构钢精炼、连铸、轧制等冶金环节工艺参数与夹杂、析出相、组织等腐蚀萌生因素的关系,获得了钢耐蚀性数智设计应用理论;②针对装备腐蚀寿命预测的世纪难题,建立了装备腐蚀寿命智算应用理论。以上研究开拓了腐蚀研究新领域,实现了腐蚀学科重要理论创新。欧洲腐蚀联盟主席Mol院士公开评述:他建立了国际首个腐蚀机器学习模型,具有开拓性, 腐蚀大数据概念与模式原创而独特。
数据资源是国际科技主战场,数据资源枢纽是国家核心竞争力。他还用新模式,主持建成了材料腐蚀野外观测站网平台和数据中心等两个国家级基地,构成了国家腐蚀数据资源枢纽,其数据生产-汇交-解析-共享等均领先于欧美。获NACE主席高度评价;Nature专栏评价为“材料科学助力中国强国建设”三大进展之一;技术推广至荷兰等 20 个国家;4 次获欧美权威协会专题评述;以腐蚀大数据为主题领导成立了总部在北京的国际腐蚀降解学会和“一带一路”腐蚀数据联盟,迅速获全球 50 位知名同行联署支持,引领其成为全球热点。
获 2019Whitney奖(设奖 70 年唯二华人)和 2024Pourbaix奖(设奖 30 年唯一华人),迄今全球仅4人同获这两项腐蚀研究类最高奖,另 3 位为欧日学者。2017 年至今任顶刊Corrosion Science首席顾问,这是国际公认腐蚀工程学科最高学术兼职。他已具备国际顶尖学术水平,开拓的腐蚀大数据理论产生了系列重大成果。
二、研发了耐蚀结构钢数智设计与精准调控技术,发明了耐蚀结构钢新品种,获得了广泛工程应用。
我国钢材耐蚀性亟待提升。他用上述耐蚀性数智设计应用理论,研发了特选微合金及工艺调控等冶金精准调控技术,发明了Cr、Cr-Mo-Cu、Cr-Ni、CrRE、Ni系5大类耐蚀钢板、管道、钢筋和锚杆等67个新品种,广泛应用于严酷海洋、盐碱土壤、高原、煤矿和工业大气等环境,腐蚀降低 70%以上。
与多家钢企合作,实现耐蚀性精确冶金调控,领导制定耐蚀性测试与评价新标准 57 项,实现 355-980MPa结构钢耐蚀性提升 2-5 倍,产量超亿吨,受到钢企、电网、交通、石油等超百家用户书面高度评价。广东交投:为狮子洋大桥锚固系统研发了耐蚀性优异的Ni系结构钢;首钢:支撑了严酷环境渤海油田耐蚀管线钢开发;鞍钢:作为特聘专家合作指导了新一代耐蚀结构钢生产。
获国家科技进步二等奖 1 项;北京、江苏、山东和行业科技进步或技术发明一等奖 6 项。干勇院士等鉴定:耐蚀性调控技术国际领先。
三、研发了装备设施腐蚀寿命预测芯片技术,解决了国家系列重大防腐工程难题。
腐蚀寿命预测是防腐工程的首要难题。他用上述装备腐蚀寿命智算应用理论,研发了装备设施腐蚀寿命预测芯片,突破了装备设施级腐蚀大数据空间集成难题,实现了 500 套在役重大装备设施实时腐蚀监测、寿命精确预测与自动预报,建立了防腐工程数智化设计与管理新范式。
依据以上成果,主持解决了国家建设系列重大防腐工程难题:严酷环境马尔代夫大桥和狮子洋大桥长寿命防腐设计、管道盐渍土壤腐蚀、通讯装备全球腐蚀、虎门大桥和澳门大桥及新能源装备腐蚀智慧运维等;主持解决了战略支援军、海军、火箭军、空军和核九院等 13 项国防战略重器的防腐难题:天宫1 号、航天二院重大型号腐蚀归零;天宫 2 号、天和核心舱材料寿命评估 ; 临海发射基地、岛礁、大型舰船、核九院型号、空军雷达和舰载机部件等腐蚀治理;大运飞机新材料、航天一院和大潜深装备选材与防腐设计等。解决这些装备痛点是国家重大利益体现。收到感谢信 10 封,航天二院:他以卓越的学术沉淀和工程经验, 支撑了型号改进工作,令型号队伍备受鼓舞;701 所:为大型舰船防腐提供了专业支持; 核九院:为某重大型号防腐提供了不可或缺的技术支撑。
获国家科技进步二等奖 1 项;湖北、教育部和行业科技进步一等奖 6 项;获选“十二、十三五”国家创新成就展。天津市鉴定:解决了电网装备腐蚀寿命精准预测世界性难题,国际领先。
四、建成了产学研用多层次腐蚀学术创新基地,显著提升了我国防腐蚀工程学科水平。
主持建成前述2项国际、2项国家级创新平台;共建了工业产品环境适应性全国重点实验室;创建了教育部腐蚀与防护国防重点实验室,广东、北京、上海和天津等9个区域数据分中心;鞍钢、首钢和南钢等 6 个联合实验室;腐蚀学会铁道、管道、电网、汽车、石化和承压设备等 12 个行业专委会。跨地域跨行业多层次创新基地极大推动了成果孵化和广泛工程应用,社会经济效益巨大;培养 97 位博士(后)和 157 位硕士。
获中国腐蚀最高工程成就奖、全国杰出工程师奖和NACE国际杰出工程奖,代表了行业、国家和国际最高工程荣誉。是国内外防腐蚀学科领域的核心领军学者之一。