艱辛探索稀土新材料與新技術

訪談整理者按稀土是寶貴的戰略資源，是高新技術產業不可缺少的原材料，廣泛應用于電子、石油化工、新能源、環保諸多領域。稀土科技是國之重器，包頭稀土研究院是我國乃至全球最大的稀土科研機構，建院60年為國家培養了大批精英人才，在稀土領域做出了巨大貢獻。本文依據該院國務院政府津貼獲得者、教授級高級工程師李碚的口述資料，回顧他的稀土人生，通過他在電熱合金、磁致伸縮材料、磁懸浮熔煉技術領域的工作，闡釋“中國稀土科技”的成就與貢獻，揭示第一代“稀土人”的艱辛奮斗歷程，他們對我國稀土事業的影響，并展望稀土行業未來的發展前景。

2023年8月15日，包鋼集團首屆白云講堂暨稀土研究院建院60周年慶祝大會在香格里拉大酒店舉行，會議回顧建院60年來稀土研究院助推我國稀土產業發展壯大的拼搏歷程，展望了我國稀土事業科學發展的廣闊前景。會議間隙，筆者訪談了李碚，回顧了他的成長經歷和稀土人生。他是我國第一代稀土人中的代表人物，他的奮斗經歷較好體現了包頭稀土研究院培養稀土精英人才和發展稀土高科技的情況。

李碚（圖1）1941年6月生于四川省北碚縣。在父親李乃暨言傳身教的影響下，刻苦讀書，立志以高精尖科技報效祖國，1965年2月畢業于北京鋼鐵學院金屬物理專業。李碚大學畢業后只身來到偏遠落后的包頭，1965年4月至2021年6月，在包頭稀土研究院從事科研工作，曾擔任包頭稀土研究院物理室主任、副總工程師，1993—2023年當選為包頭市第十屆，第十一屆人大代表。

李碚開展了18項國家級和省部級的科研課題研究，多項成果獲得自治區、冶金部的科技進步獎。發表學術論文50多篇。獲得授權的專利包括發明專利12項，實用新型專利24項，多次獲自治區、冶金部的科技成果獎和技術進步獎。在包頭稀土研究院工作期間，參加和組織開展了高純稀土金屬研制、含稀土電熱合金的相關研究、稀土及其他功能材料研究，退休后持續開展磁懸浮熔煉設備的研發，推動了國內磁懸浮熔煉事業的開發和應用。

2023年6月，習近平總書記視察內蒙古時強調：“要發揮好戰略資源優勢，加強戰略資源的保護性開發、高質化利用、規范化管理，加強能源資源的就地深加工，把戰略資源產業發展好。”習近平在內蒙古考察時強調 把握戰略定位堅持綠色發展 奮力書寫中國式現代化內蒙古新篇章（2023-06-08）https：//mgmwcn/2023-06/08/content_36618937htm10月，國務院又重磅發布了《國務院關于推動內蒙古高質量發展奮力書寫中國式現代化新篇章的意見》，提出要“加強稀土等戰略資源開發利用”，重中之重是要“將包頭建設成為全國最大的稀土新材料基地和全球領先的稀土應用基地。”國務院關于推動內蒙古高質量發展奮力書寫中國式現代化新篇章的意見-中新網（2023-10-16）https：//wwwchinanewscomcn/gn/2023/10-16/10094868shtml包頭稀土研究院積極響應和深入貫徹落實黨中央的指示精神，加快“兩個稀土基地”建設和發展，打造世界稀土之都，推進科技和體制、機制創新，尤其要加快稀土產業的自主創新體系發展。

在黨中央的高度重視和戰略引領下，包頭稀土研究院建成了全球最大的稀土科研機構，并被譽為稀土界的黃埔軍校。以李碚為代表的第一代稀土人用血汗和聰明才智使中國的稀土工業從無到有，在他們的努力下，我國作為稀土大國在崛起，并逐步走向強大。第一代稀土人，用自己的“稀土人生”詮釋了獨立自主、不畏艱險、勇于創新、科技報國的“稀土精神”。

受訪人：李碚

訪談人、整理人：霍知節

訪談時間：2023年8月17日

訪談地點：包頭市香格里拉大酒店會議廳

中圖分類號N092

文獻標識碼A

一成長與求學路

霍（以下簡稱“霍”）：您是什么時間離開稀土研究院正式退休的？

李（以下簡稱“李”）：我是在2001年6月正式退出工作的。

霍：您父親李乃暨李乃暨（1915—2005），中國導彈與航天技術的開拓者之一，著名火藥與固體推進劑技術專家，第七機械工業部第四研究院副總工程師，第六屆、第七屆全國政協委員。先生是我國著名火藥與固體推進劑技術專家，為國家做出了重大貢獻。您能介紹一下嗎？

李：我父親李乃暨1915年8月9日出生于浙江省嘉善縣，我的祖父李衡夫是清末秀才，自己曾經創辦過私塾，后任典當行業的經理，當時家里生活艱難。我祖父很有遠見，節衣縮食培養兒子讀書成才。我父親在老家讀完小學和初中，1930年考入杭州市省立高中，畢業后考入南京中央大學化工系，后又考入南京兵工專門學校該校在1937年7月7日“蘆溝橋事變”后遷往重慶，改為重慶兵工學校，設專科部和大學部。應用化學科，1938年夏天大學畢業。他先后在長沙兵工署技術司、萬縣兵工署航空兵器技術研究處、重慶兵工署技術司工作，從事彈藥專業的相關研究。

我是浙江人，1941年出生在四川北碚，這就是我為什么叫李碚。我4歲時全家遷往南京，我父親在南京兵工署研究發展司工作。一開始沒有交通工具，我們幾個小孩被挑夫帶過三峽，然后登上國民黨的軍艦到了南京。我父親從事彈藥的相關研究，參與了火藥廠、氯酸鉀廠的創建，我也在這里開始讀小學。撤退后父親單位遷至重慶，后來又搬到了唐家沱。1945年抗日戰爭勝利，我在重慶，日本人被打跑了，我們非常高興，我和我弟弟舉著旗子，就在嘉陵江邊上跑著笑著慶祝。

后來我父親只身去了臺灣。我們沒有跟他走，因為他還想回來，1948年我們就回到了浙江老家。1949年期間，父親在“臺北兵工署臺灣辦公處”做技術工作。新中國成立后，他在中共地下黨員的幫助下回到祖國大陸。回來后被調到沈陽的一個兵工廠，一直被重用，擔任技術科的科長。

霍：我查閱資料了解到，1950年初，您父親在北京中央技術管理局工作，后到沈陽52廠即現兵器總公司沈陽724廠。任工程師，繼續從事彈藥技術研究工作。抗美援朝時期，您父親應作戰之急需，成功地用國內首創的無溶劑法安全地制備了雙基藥，廣泛應用于各種炮彈和火箭彈，為抗美援朝做出了重大貢獻，還為固體發動機用的雙基藥的研制奠定了技術基礎。您父親還參與研制90反坦克火箭彈，因業績突出東北軍工局授予了特等獎。

李：應該是，1957年他調到了北京國防部第五研究院，也就是后來的第七機械工業部，開始從事導彈與航天技術研究，先后擔任推進劑研究室主任、一分院推進劑研究室主任、試驗站副站長、固體發動機研究所副所長、四分院科學技術委員會副主任、院科學技術委員會委員等重要職務。

霍：您父親曾帶領19名新畢業的大學生1956年畢業的一批大學生。白手起家，在偏僻的“東山溝”建成了實驗室，為我國固體、液體推進劑技術的發展奠定了初步基礎。還與第二機械工業部二局第三研究所建立了協作關系，進一步推動固體推進劑技術的發展。那您父親與家人一定是聚少離多了？

李：是這樣，那時候我正在遼寧實驗中學讀高中，是當地最好的中學之一。我見到他的時候很少，1965年后他在第七機械工業部時期，以及1982—1993年在航天工業部、航空航天工業部、中國航天工業總公司第七機械工業部于1982年改為航天工業部，1988年改為航空航天工業部，1993年改為中國航天工業總公司。期間，我父親歷任四院副總工程師兼研究所所長、院科技委副主任、第四研究院科學技術委員會副主任、部科學技術委員會委員等職務，直到1993年他退休。

霍：您父親40多年一直從事危險性極高的專業技術研究工作，為我國導彈與航天事業的發展，以及固體推進劑與固體發動機的研制和試驗做出了重大貢獻，他對您有什么影響？

李：父親的言傳身教對我們的影響深遠，尤其是對我的求學和科研的影響更大，老實踏實做人，勤勞本分做事。我從小喜歡學習，這是一直的追求。高中時候我在班級排名第一，成績全校第一，在沈陽上學表現很出色的。

霍：您當時是如何選擇大學和所學專業的？

李：我選擇了北京鋼鐵學院，進入了金屬物理專業，專業聽起來有點像研究生性質，學制是6年或者5年半。當時我們填寫的志愿是服從國家分配，我們希望能夠為國家做更多的高精尖工作，并沒有過多考慮個人意愿。這所學院對家庭背景沒有那么嚴格的要求，而且在鋼鐵行業聞名，我們所學是理論性質的知識，主要是學習金屬物理學。當時學校非常重視這個領域，有四位從美國回來的專家，這些專家都在金屬物理領域取得了很高的成就。上學的時候，我就總想著要解決下一個問題，總有一種探索的欲望，想通過學習和實踐來解決下一步的問題，想要探求更多的知識。我是1965年2月畢業的。

二建設稀土研究院

霍：您畢業后就來到了包頭稀土研究院，開始稀土科研工作了？

李：1965年4月，我被分配到包頭冶金研究所包頭稀土研究院前身，于1960年按照聶榮臻（時任國務院副總理）指示籌建，1963年經國務院批準掛牌成立，直屬原冶金工業部。（以下簡稱“包冶所”）搞稀土，我們還在學校讀書的時候，老師們就給我們講過，中國的稀土非常重要，讓我們深入地了解一下。

霍：您介紹一下當時包冶所的發展情況？

李：1960年10月，聶榮臻副總理視察包頭時提出：“要集中力量在包頭搞個稀土、稀有金屬研究中心，將研究試驗、生產試制、使用結合起來，搞綜合利用。”（［1］，頁20）在他的主持和推動下開始籌建包冶所，冶金部從北京地區的科研院所抽調了319名科技人員，作為骨干力量支持白云鄂博資源綜合利用研究。這些科研院所主要有鋼鐵研究院、有色金屬研究院、黑色冶金設計院、礦山研究院等單位，于是第二年年底包鋼冶金研究所就成立了。

1962年6月聶副總理指示，要集中全國力量把包冶所配置成國家級的研究所或研究院，而且要幾代稀土人研究下去，上升到了國家戰略層面。1963年4月包冶所正式成立，李光先生擔任所長。國家科委、冶金部、中國科學院馬上聯合召開了第一次“4·15會議”，進一步推進包冶所的建設發展，不到半年所里的職工就有1200多人，設有七個專業研究室，包括選礦、稀土和稀有金屬、稀土鋼、金屬物理、化學分析、情報等，還有兩個稀土試驗廠和一個機修廠。

霍：包冶所建設和發展的速度真快啊！后續情況怎樣？

李：1964年4月，鄧小平視察了白云鄂博礦強調，“白云鄂博是座寶山，我們要很好地開發利用，我們要搞鋼鐵，也要搞稀土”（［2］，頁483）。緊接著第二年召開了第二次“4·15會議”，進一步明確了包冶所作為我國稀土科研機構的重要性，也為其創造了更好的發展條件。包冶所僅用了三年時間，6萬多平的基礎建設基本完成。1965年底試驗樓完工，試驗設備及相關儀器安裝完畢，并陸續投入使用。

霍：那您來包冶所后具體做什么科研工作？

李：我到了包冶所后，開始在工廠里做最艱苦的工作。我去的是包鋼稀土一廠，冶煉稀土合金的電爐溫度高達2000多度，正值夏天，我們一群學生在電爐前加料、攪拌干活兒。剛上工第一天，我們就開始在勞動布工作服上“畫地圖”了，汗出了一圈又一圈，也都咬著牙過來了。半年后，1965年冬，所有大學生都下鄉，我們到農村與老百姓同吃同住同勞動，在農村呆了一年半。

1967年春天我回到包冶所，分配到了火法冶金室做技術員。我想進行稀土研究，剛開始沒有具體的科研項目，在火法實驗室的金屬組只是團隊的助手，主要學習了稀土的特性和熔煉技術。基本上沒有什么研究工作，沒有學到太多東西，但是這并不代表包冶所沒有科研成果。1966—1970年，所里完成了稀土濕法提取用于生產的第一個流程，實現了從稀土精礦中制得17種稀土產品，還成功研制出了稀土鋼（10MnNbRE）。

霍：那您的稀土科研是什么時候真正開啟的？

李：進入20世紀70年代后，包冶所稀土科研逐步趨于正常且發展加快，尤其是8·25會議重申了白云鄂博資源“以鐵為主，綜合利用”的開發方針，同時進行了大范圍的稀土應用巡展以擴大影響。此外，包冶所完成了第一代堿法工藝技術，用于分解包頭稀土精礦。這時候，我個人的稀土科研也開始起步了。

霍：隨著您個人科研的起步，包冶所的發展情況如何？

李：改革開放后，包頭稀土產業飛速發展，基于白云鄂博資源綜合利用的稀土科研也取得重大突破，逐步建成了國內最大的集稀土生產、科研、貿易為一體的完整產業體系。我們所里的科技成果日趨豐碩，如濕法萃取、火法冶金、稀土永磁等生產線建立，打開了稀土技術市場，走上科研服務產業化的新道路。1978年全國科技大會上我們有12個項目獲得榮譽，尤其是到1986年的八年間，方毅副總理“七下包頭”抓稀土，我們所的科研人員為主力成功拿下了稀土選礦和冶煉分離等技術難題，直接推動了我國稀土工業的發展，稀土大國崛起。

霍：就是在這期間包冶所改名為“包頭稀土研究院”的？

李：1985年改名為“冶金部包頭稀土研究院”，隸屬冶金部為主與內蒙古雙重領導。1992年6月經冶金部和內蒙古自治區政府批準研究院進入包鋼，作為其研開發機構承擔著國家和冶金部重點科研課題和行業技術管理任務，繼續服務于全國稀土行業。1999年4月正式更名為“包頭稀土研究院”，依托研究院成立了北方稀土行業生產力促進中心、建設了稀土冶金及功能材料國家工程研究中心。進入新世紀后，研究院不斷深化科技體制機制改革，加大研發投入力度，在稀土精礦連續分離綠色生產工藝、稀土鎂合金、高能效鋼鐵新材料、拋光材料、高性能稀土永磁材料、新能源儲氫材料、發光材料等領域科研成果豐碩。研究院服務于國家戰略和企業“卡脖子”技術，如為航空航天領域多項國家重點工程研制了關鍵材料和器件，用于“神舟系列飛船”“中國探月工程”“載人航天”。

2005年9月研究院整體搬遷至包頭稀土高新區，2007年10月全資進入包鋼稀土（現為北方稀土）加快產業整合重組。特別是新時代以來，依托研究院建立了一系列科研學術平臺，2015年9月建立的國家級“白云鄂博稀土資源研究與綜合利用全國重點實驗室”，2018年1月成立的“國家新材料測試評價平臺——稀土行業中心”等，建有國家稀土產品質量監督檢驗中心，形成了完備的稀土科技創新體系，積極開展前瞻性和戰略性研究，為稀土行業轉型升級和高質量發展提供強勁技術支撐，不斷研發國際領先的稀土產品和稀土新材料，實現產業化、綠色化、智能化，助推中國稀土科技高質量發展。

三稀土科研和成就

霍：請您講講您的稀土科研和成果。

李：我很樂意介紹稀土技術工作和取得的主要成果，將研究結果交待給后人，期待得到繼續發展，解決遺留問題。

我單純的想在事業上取得成功，實現自己的夢想，希望能在稀土科研事業上留下一些痕跡。1973年1月，我調到了鋼種室，研究稀土鋼材。我比較喜歡，每天都專注于自己的課題研究，努力弄清楚它所有的細節。我的第一個課題是關于電熱合金的研究，用在電爐絲上的那種金屬，如果使用普通的鐵絲馬上就會燒斷，但是這種材料在高溫下可持續使用。我開始時跟隨李培良師傅學習，他對我影響很大，他工作方面有兩大特點：一是非常努力地工作，無論做什么事情都很認真；二是親自進行所有的實驗，掌握第一手資料，我從他身上學到了這兩個重要經驗。當時我們與陜西鋼鐵研究所合作進行科研，他們生產電熱合金。跟著李師傅我真正了解了電熱合金的生產技術流程。

我們主要研究了三種電熱合金，完成了申報的項目，也因此獲得了不同級別的獎勵。但這并不是我的獨立成果，只是跟著學習和掌握了一些基礎知識，做了一些實踐工作。20世紀70年代是我開始學習的階段，真正在科研上轉為主動是在20世紀80年代后。

霍：為什么？是包研所科研的春天來了嗎？

李：是的，首先是1978—1986年，時任國務院副總理的方毅八年“七下包頭”抓稀土，他領導和主持召開了七次“全國性包頭資源綜合利用科技工作會議”。我們研究所這期間成功解決了諸多技術難題，最具代表性的有稀土選礦和冶煉分離等工藝技術，為我國稀土科技和產業發展做出了重要貢獻。其次全國科學大會的召開，全面總結和檢閱了我國稀土科研成果，包冶所的稀土永磁材料等項目得到了嘉獎。再有所里響應國家號召重視基礎研究，鋼種室成立了機理組，研究稀土在鋼中的作用機理，我開始專門從事自己擅長的研究。最后我在研究電熱合金的過程中發現了一些現象，根據這些現象進行深入地研究，試圖找出其中的原因。例如鐵鉻鋁為什么要加稀土，到底起什么作用等問題。

霍：在改革開放下，科技興國的大戰略不僅推動了稀土研究院的發展，您也迎來事業發展的春天，您概括一下研究成果。

李：我發現加稀土提高了鐵鉻鋁的抗氧化性能，延長了使用壽命。如FeCeAl電熱合金，稀土對它的作用非常突出，微量添加，作用就非常大且極其穩定，在鋼和其他金屬中尚未見到，揭示其作用機理或許對稀土在其他材料中的作用會有啟示。國外很早就有發現，我國從20世紀50年代開始使用加稀土的鐵鉻鋁。我們研究如何進一步提高鐵鉻鋁的性能，進行了更高溫度的實驗、低脆性的實驗、抗滲碳的實驗及其他實驗。先探究稀土如何提高鐵鉻鋁合金的使用壽命，稀土可以提高抗氧化性能，但如果溫度不變，抗氧化性能提高不了多少，使用壽命不會延長。

霍：您搞清楚其中的機理了嗎？

李：我先研究了它是怎么燒斷的，鐵鉻鋁為什么還要添加鋁？我的研究揭示了FeCeAl合金高溫燒損的條件——鋁耗，高溫下合金表面形成保護性的氧化膜。在使用過程中氧化膜不斷脫落、修復引起合金中鋁含量持續降低。實驗證實，合金絲將燒損的條件是其鋁含量低于1%，有實驗曲線。鋁含量低于1%又是怎么斷裂的？我解決了這個問題，完成了相關研究論文。

霍：在這個研究過程中，您還有什么新發現？

李：我先說添加稀土能提高抗氧化性，不添加稀土鋁在冷熱交替下，氧化物表面無粘黏性會脫落。添加稀土達到理想狀態，如同瓷釉不會脫落。此外，減緩合金中鋁量的流失，提高合金壽命，有曲線為證。

霍：稀土的作用如此神奇，難道這就是它點石成金的作用？

李：確實神奇，無稀土合金的氧化膜無附著力氧化速率高。含微量稀土合金的氧化膜緊密貼附不脫落。稀土完全改變了氧化膜的形貌，千真萬確，變化令人吃驚，無稀土合金的氧化膜高低起伏狀呈波浪狀。含稀土合金的氧化膜致密、平直、光滑，如同釉層緊密地輻照在合金表面。稀土加入量僅萬分之幾到千分之幾就能產生如此強烈的作用，應該有深刻的原因。我想通過稀土的研究總結出作用規律，使稀土在該領域發揮更廣泛、穩定、突出的作用［3］。

霍：您的研究留有哪些問題？

李：氧化膜從全部脫落到完全附著，是氧化膜對基體表面附著力的改變，還是氧化物力學性能的變化？如果是氧化膜附著力的改變，它是氧化物本身生長機制改變的結果，還是稀土形成了界面釘扎層？無稀土合金氧化膜形成皺褶狀的形貌的根源是什么？這與附著力差有什么關系？希望能夠更深入研究氧化膜相關問題后續能夠解決。

霍：您的研究很專業而且很深入，還有哪些方面的研究成果，重要意義是什么？

李：我研究稀土加入對鐵鉻鋁脆性的影響，解決了鐵鉻鋁材料脆性及其原因的問題，寫了很多論文。主要成果是國家自然科學基金基金項目“稀土Y克服FeCrAl合金脆性的作用機理”，在研制低脆性的FeCrAl-Y合金的過程中，發現Y含量超過01%的FeCrAl合金，不僅比低稀土含量的合金有更好的抗氧化性，而且能使該合金固有的脆性明顯消除［4］。最重要是解釋了該合金脆性的本質是475℃脆性，提示了稀土在金屬中形成合金化作用的可能性和途徑。揭示了FeCrAl合金的脆性的本質是晶粒生長脆性和和475℃脆性，為稀土在鋼和合金中產生合金化作用提出了新思路。

霍：這項研究留有哪些問題期待后續發展和解決？

李：475℃脆性是α相Fe基合金的一個普遍特性，形成475℃脆性的機制是一個重要的且無定論的學術問題。我關于FeCrAl合金脆性本質的研究結果，需要得到其他研究者的驗證和形成結論，并且向其他α相Fe基合金推廣。

霍：您是怎么轉向稀土超磁致伸縮合金研究的？

李：這是我的第三項成果“稀土超磁致伸縮合金研制”是國家“八五”“九五”重點項目，20世紀90年代，李碚為課題負責人，研制稀土超磁致伸縮合金指（TbDy）Fe2合金，該合金具有超強的磁致伸縮應變，是制作最現代的海軍聲納的核心材料。該項目是國家計委“八五”“九五”重點科技攻關項目。，1990年后申報項目要求技術上要創新，還能夠帶來經濟效益，我開始尋找這樣的項目。正好參加一次稀土會議，聽到的報告中提到美國開始研發磁致伸縮合金，我將這個消息帶回稀土研究院，領導很重視，就開始研究這個項目。

霍：進入20世紀90年代后，您單位最大的變化是什么？

李：很大，1984年以后，包冶所除了為包鋼生產服務外，開始對外進行技術轉讓，先后與20個省區近180個單位開展稀土科技合作，業務范圍很廣，可謂一舉多得，既創造了經濟效益，又促進了地方產業的發展，還培養了大批專業技術人才。1992年以后，我國開始向市場經濟轉型，我們研究院的稀土科技改革也逐步加快，承擔包鋼和國家及冶金部重點科研項目外，還完成行業技術管理任務，助力全國稀土產業的發展。

霍：您的磁致伸縮合金研究也是響應科技改革的，通常用這個材料來做什么？

李：是的，這種材料主要用于聲納，海底通訊偵查領域。電磁波是目前人類聯系和探測的主要工具，但在水下電磁波因衰減過快而無法被利用。聲訊號是在水下進行通訊、探測、偵察和遙控的主要媒介，發射和接收聲波的聲納裝置其核心元件由壓電陶瓷或磁致伸縮材料制成［5］。美國科學家最早發現這種現象，開始研究磁致伸縮合金。20世紀50年代，美國的第一篇論文就提出，接近絕對零度附近存在幾種稀土元素具有磁致伸縮性質。這種收縮特性特別強大，比一般電致伸縮材料（即壓電材料）要高幾十倍。他們將17種稀土都進行了從低溫到高溫的研究，發表了大量論文，我都閱讀了。最終美國發現鋱、鏑的鐵形成的化合物在室溫也具有磁致伸縮性質，但需要的磁場特別高，怎么能把磁場降下來。它們研發了稀土鋱和鏑與鐵形成的三元化合物，在較低磁場下就能獲得很高的磁致伸縮性能。

霍：您是怎么開展研究的，遇到了什么困難？怎么解決？

李：20世紀90年代，這是海軍715研究所根據美國新開發的大功率聲納系統所提出的研究課題。我查閱大量文獻資料，確定了該合金的成分及其制備工藝，熔煉和鑄造得到母合金棒，利用Bridgman技術形成定向凝固晶體，通過真空熱處理形成穩定的REFe2相組織，檢查磁致伸縮性能。樣品供長江水利局用于大壩選址，供715所用于制備聲納，均獲得了成功。

研究中主要困難是經費很緊張，研究設備需要我自己開發。我設計做了一臺熔煉設備非自耗電弧爐制備母合金棒。解決了熔煉問題，用高頻電源自制了一臺小型真空區熔爐制備小直徑定向凝固晶體。解決了定向凝固技術。使用石英管、擴散泵等組裝了一臺真空熱處理爐，用電磁鐵裝設了一臺磁致伸縮測量儀，還利用廢棄的高頻電源改造一臺規格較大的單晶爐制備直徑較大的定向凝固晶體。，這樣就能夠進行實驗了，實驗結果非常出色。這個項目挺受重視，先后被列為內蒙科委和冶金部軍工辦的重點項目，兩次鑒定，評語均為“國內領先，國際先進”，獲得了內蒙科技進步二等獎。

霍：稀土超磁致伸縮合金技術轉讓情況怎么樣？

李：我退休后的十年內，在武進、臺州和包頭組織建設了三家生產磁致伸縮材料的企業，我擔任總經理組織生產。磁致伸縮材料的具體實際應用，在我的論文《在稀土超磁致伸縮材料的應用》［6］中，解釋得很清楚。

霍：這項技術研發遺留問題又是什么呢？

李：一是希望用磁懸浮熔煉的冷坩堝代替石英模具，解決在定向凝固中石英模具的Si原子滲入合金的問題，降低工藝控制的難度和提高性能。二是希望開發出價格低和工藝簡化的新型稀土磁致伸縮合金，例如（TbDy）Fe2雖然性能極其優異，但價格昂貴限制了實際應用。

霍：您是在什么情況下進入到磁懸浮熔煉技術領域的？磁懸浮技術又是怎么回事？

李：自我退休后，稀土研究院發展很快不斷深化科技改革，建立了國家級“白云鄂博稀土資源研究與綜合利用全國重點實驗室”“稀土材料國際科技合作基地”等多個科研平臺，抓住國家戰略與企業“卡脖子”的高科技研發，特別是在稀土新材料領域做出了重大貢獻。我時刻關注稀土研究院的成長，還想繼續為稀土科研做一些力所能及的事情。

我是在研制磁致伸縮材料過程中，發現了磁懸浮熔煉技術這個重要領域。首先要冶煉一個母合金棒，使用了很多坩堝，都會與其發生反應，幾乎都要將坩堝吃掉了。只能換坩堝，嘗試過很多種材料，如氧化鋁鋼鍋，后來換成氧化鎂、氧化鋯、石英、白金和鎢坩堝等都行不通，我只得去查看美國的相關資料尋求解決方案。真空磁懸浮熔煉技術是在真空感應熔煉技術的基礎上，利用電磁懸浮力，使金屬熔池在坩堝中呈磁懸浮或準磁懸浮狀態，排除了熔池與坩堝的相互作用［7］。美國采用磁懸浮熔煉技術［8］，采用水冷銅坩堝，使用電子束、電子槍、等離子槍、電弧來加熱。磁懸浮熔煉第一步怎么解決電磁場對于銅坩堝的穿透？如何實現銅坩堝的隨形冷卻？都是重要的設計問題。我認識到磁懸浮熔煉技術對于發展高端材料有重要意義，國內該領域的研究落后，我開始著手研究磁懸浮熔煉爐（圖2），起初沒有條件，也沒市場需求。2020年在網上建設了磁懸浮熔煉研究所，宣傳磁懸浮熔煉技術。

霍：您又是如何使磁懸浮熔煉技術實現了產業化的？

李：核九院向研究所提出了對該設備的迫切需求，在有需求的保障下，2022年1月全家集資80萬，在深圳建設了第一家專業性的磁懸浮熔煉企業。2020年、2022年在寶雞和寧波建設了第二、三家磁懸浮熔煉企業。

霍：您研發的產品是如何更新推進的？

李：企業主要面對科研市場的需求發展業務，不斷提升科研水平形成了第二代磁懸浮熔煉技術，此前主要是仿制國外的設備，稱為第一代技術。第二代技術的發展項目，設計了不同于傳統結構的冷坩堝具有高磁懸浮能力，熔煉過程不形成凝殼。最高熔煉溫度由2000℃逐步提升至2600℃、3200℃，最高達到3600℃，實現了對元素周期表中幾乎所有的金屬和半導體元素的熔煉，包括鎢和錸，設備規格從03kg、10kg、50kg增大到10kg、20kg、50kg。2020年開發第三代磁懸浮熔煉技術，技術核心是適合企業生產和產品制備的要求，設備規格增大，已經開發的設備從100kg向200kg、500kg拓展。

配備制備高端材料的現代功能，例如離心鑄造、擠壓鑄造、連續拉錠、非金屬化合物熔煉（以上已經開發）、區熔提純、霧化制粉（正在開發）、壓力鑄造、快淬甩帶、噴射成形、定向凝固、單晶制備等技術。為設備提供改善產品質量、提高生產效率、保證安全運行的技術，設計實現模塊化和標準化，驅動技術和控制技術實現自動化、數字化、智能化。

霍：您概括一下研發產品的實際應用情況及其意義？

李：十多年來，企業共向國內外提供了120多臺磁懸浮熔煉設備，為數百家單位提供了幾百種材料的熔煉服務。涉及核武器、核能、航空、航天、艦艇、新能源、信息、醫療等各個高新技術領域，為相關單位解決了多項技術難題。在國內的技術界和產業界，對于磁懸浮熔煉技術的關注從最初的幾乎無聲無息的狀態，到現在形成了普遍關心的局面，甚至在工信部還被列為了重點項目，我們對磁懸浮熔煉事業的推動具有重要作用。

致謝感謝李碚先生接受訪談，并多次修改訪談稿，提供原始圖片及相關資料。

參考文獻

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