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愿做梧桐以栖凤 驾鹤西去留芬芳——追记我国工业电化学奠基人郭鹤桐教授

      2025-04-22       

谷雨时节,津城新绿耀眼,正是梧桐盛开的季节。4月21日凌晨,中国共产党党员,我国著名电化学家、天津大学化工学院教授,全国第三批博士生导师,我国工业电化学奠基人之一,国务院政府特殊津贴专家郭鹤桐教授在津逝世。当天,津城下了一场春雨,打湿了梧桐,却挡不住它浓郁的芬芳,大地也在春雨中得到滋养。

郭鹤桐:1930年8月27日出生于天津。1951年毕业于南开大学化工系,1952年随院系调整进入天津大学化工系工作,曾创建天津大学应用化学专业博士点并获批成为该专业首位博士生导师,曾任应用化学系主任、应用化学研究所所长。

郭鹤桐同志一生致力于我国电化学领域的教学与科研工作,是我国工科电化学专业的早期建设者,为建立和发展天津大学电化学专业倾注了毕生心血,在电化学理论、电镀及复合电镀等领域取得了具有重要学术及应用价值的科研成果。

郭鹤桐治学严谨,为人师表,桃李满天下。他热爱教育事业,潜心育人,曾设立郭鹤桐奖学金,培养了大批杰出学术人才和行业骨干。他待人谦和,淡泊名利,品德高尚,深受广大师生和同行的尊敬与爱戴。曾荣获天津市优秀教师、天津大学金钥匙荣誉奖、纪念天津大学建校120周年杰出贡献奖、中国表面工程协会“终身成就”荣誉称号等多项荣誉。

愿做梧桐以栖凤驾鹤西去留芬芳

——追记我国工业电化学奠基人郭鹤桐教授

执教天大六十余载,始兴电化学,筚路蓝缕,以启山林。饰层电镀,造化精微;著书立说,彪炳光辉。或许,上世纪50年代郭鹤桐和他的同事们创立电化学时,完全没想到,当初在化学化工领域并不被重视的“少数派”历经半个世纪的发展,如今已经成为化工领域的庞大分枝,成为世界能源发展中的重要环节。

建设全国第一个工科电化学专业

从中学时代起郭鹤桐就对化学产生了浓厚的兴趣,有志在化工方面干一番事业。1947年,郭鹤桐从河北省立天津中学毕业以后,报考了南开大学化工系。当时的南开大学化工系师资雄厚、教授云集。大学里,郭鹤桐认真努力学习,成绩优异,1951年大学毕业后,留校任教,担任《化工原理》课程的辅导教师。

在1952年的全国院系调整中,南开大学化工系并入天津大学,郭鹤桐也随之转入天津大学。起初,他担任化工系的行政秘书,并兼做教师工作,在这五年内先后分配到普通化学教研室、燃料化学工学教研室、物理化学教研室任教,讲授过《普通化学》、《无机化学》、《物理化学》等课程,并参加过其他一些辅导、实习等教学工作。

院系调整后,天津大学开始建设卫津路校区。当时还只是助教的郭鹤桐甚至一度担任了卫津路校区建设的后勤组组长。谈到这段经历,郭鹤桐说:“当时正是‘三反五反’时期,不敢抽调老教师,就把我这个刚毕业的助教给抽出来,让我去负责工地的后勤工作。当时工地成立了好多组,有设计组、工程施工组、材料组,还有个后勤组,我就算后勤组的组长,负责当时现场几十名师生的吃住生活,还包括清理现场。所以,卫津路校区建设当时真是师生完全自己干,自己设计、自己施工、自己搞材料,就招过一部分工人,就这么干起来了,干得非常快。”

随着院系调整,根据当时的工业生产需求,国家决定在天津大学设立电化学生产工艺学专业。天津大学电化学专业是全国第一个也是唯一一个应用电化学专业,1956年开始招生,1957年成立了以潘正涛教授为首的电化学工学教研室,积极筹备与专业有关的各项教学工作。潘正涛教授早年留学法国,多年从事金属腐蚀与防护领域的科技工作,是一位具有卓越学术水平、德高望重的专家。1958年秋,郭鹤桐被抽调筹建新专业,并担任教研室副主任,是当时学校最年轻的副主任之一。

回忆起电化学生产工艺学专业筹建,郭鹤桐回忆说,电化学的应用范围很广,它涉及到化工、冶金等很多专业,其课程也在很多个专业开设。

50年代正是中国全面向苏联学习的阶段。电化学生产工艺学专业从名字到课程设置,几乎都是照搬的苏联模式。在苏联的课程设置里,除了基础课以外,专业课最主要有两门课,一门课叫理论电化学;一门课叫做应用电化学。

学校为了建设这个新专业,高等教育部特意聘请苏联专家尼·巴·费道吉耶夫教授来天津大学讲学。费道吉耶夫教授是列宁格勒工艺学院电化学工学教研室主任,是苏联著名的应用电化学专家。曾以电解制钴项目的优异成就荣获斯大林奖金。从1958年9月至1959年3月,他为天大教师及兄弟单位的进修人员讲授电化学生产工艺学课程。也正是因为苏联的专家的帮助,大家对该专业的内容与范围有了明确的认识,它主要包括湿法冶金、电镀、熔融电解质电解、非制取金属的水溶液电解及化学电源等五个部分。费道吉耶夫教授在华授课期间编写的讲义,经谷林镆、徐荣达等老师集体译成中文,由郭鹤桐以教研室名义作译者序后交高等教育出版社,于1959年底正式出版。

当时,考虑到实际应用,天津大学新成立的电化学生产工艺学专业拟定了两个发展方向,一个是化学电源,另外一个是电镀。郭鹤桐通俗地解释说,电镀就是给器械穿上一层金属外衣,一来可以让原来的器械从外观上更好看,也可以增加其特定性能。在上世纪电镀是被广泛使用的技术,但鉴于电镀带来的环境污染问题,随着工业技术的进步,电镀的发展就越来越受到限制。反而是化学电源,随着电池储能产业愈加庞大,发展得也越来越繁荣。

在十年浩劫中,郭鹤桐的工作受到影响。在恢复教师工作后,郭鹤桐就开始孜孜不倦的在科研领域驰骋。1979年,他晋升为副教授,1986年晋升为教授。郭鹤桐主持的应用化学专业被国务院委员会批准为天津大学博士点,他也成为博士生导师。当时全国电化学博士点只有三个,另外两个一个是工业分析方面,另一个是石油化学方面的,所以作为工科院校电化学领域的博士点,天津大学是全国第一个。

从电化学专业的筹建到应化系的诞生,从应用化学学科的壮大到博士点的建成走过了34年的里程。34年中,郭鹤桐奋力开拓、执着追求,有成功,也有挫折,有辛酸,更有欢乐。但终于实现了他多年的梦,使应用电化学中的有关学科确立了在全国高校中的领先地位,并不断扩大了在国内外的影响。与此同时,郭鹤桐老师在教学和科研上的造就也越来越深厚,学术水平高,在全国同行中享有较高的威望。

郭鹤桐亲历亲为,结合教学科研工作,编著了多种教材和专著。1959年,他讲授《理论电化学》课时,无现成教材。便自己编写《理论电化学》讲义,以后逐年都有修改。为解释物理化学教学中遇到的疑难问题,并使学生的电化学知识得以深化,郭鹤桐编写了一本物理化学教学参考书《电化学》于1965年由高等教育出版社出版。1980年,他在原讲义基础上,又增加和补充了最近十几年中电化学学科发展中的新概念和新内容,于1984年与人合著正式出版了《理论电化学》一书,推向全国。由于该书出版后得到高校师生的好评,1987年荣获国家教委高等学校优秀教材二等奖。

勤勉科研服务工业生产

长期以来,郭鹤桐开展了基质金属与固体微粒复合电沉积的研究,并对具有耐磨、自润滑、电接触、易焊、催化、光电转换、增强有机膜与金属结合力等各种功能的复合镀层进行了比较广泛而深人的探讨;对镀层的形成工艺和机理,做了大量的研究工作,在国内处于领先地位。

他进行的具有不锈钢组成与结构的复合镀层的研究,开辟了一条制备不锈钢镀层的新途径;对化学镀镍磷合金的理论问题及其耐磨复合镀层也进行了较深入的研究。在大量实验工作基础上,他还对复合电沉积的理论问题作了不少有价值的工作。特别是发现了基质金属与固体微粒间存在着一定的轨道相互作用,打破了多年来普遍认为基质金属与微粒处于一种机械混合状态的传统观念,这是在复合电沉积理论方面的突破。在电催化与电合成的研究方向中,他注意到可在常温常压下进行的煤及油页岩的电化学氧化,与煤的各种化学加工方法相比,有不少长处,是一项有待开拓的新技术。他在这方面的工作,已经取得了重要的阶段性成果。他研究的燃料电池氧电极的催化还原过程及氨基酸的电合成反应等项目,也都具有很大的实际意义。

此外,为使煤的加工工业得到进一步发展,他又和课题组同志开展了煤与油页岩的电化学氧化研究。采用电化学氧化的方法,使煤及油页岩变成有较高使用价值的有机化工原料,是一项很有意义的研究工作。他充满信心地说:“我们国家的煤炭资源十分丰富,开发潜力很大,但如果像现在只是把煤作为燃料烧掉,是极为可惜的。煤的合理利用,特别是劣质煤的利用,可以为国家增加巨大财富。当然,目前这方面的工作还仅是刚刚起步,但从长远来看,对煤的电化学加工很值得大力开发。我们愿意做铺路石,进行探索,积累成果,以便将来它有望获得广泛应用。”

郭鹤桐也很注重科研成果的开发应用。他不断拓宽电化学方面的研究领域,结合工业生产中急需解决的问题。勇于探索,取得了具有广泛应用价值和经济效益的研究成果。过去,家用电器控制开关上的电触头都是用纯银铆钉制做的。用这种纯银制的触头虽然适用且导电性能好,但是,银的价格昂贵,又是国家统配物资,由于定量供应纯银,严重影响了生产厂家的产量。如果能用铜铆钉、镀上一层银的复合镀层来代替纯银铆钉,可以降低触头成本,提高银的利用率,增加了产能。

郭鹤桐带领科研组从1977年就开始了基质金属与固体微粒的复合电镀层的研究,并且一直在努力探索复合镀层实际应用的途径。国际上最近十几年迅速发展起来的复合电镀新技术获得实际应用的镀层品种并不多。耐磨减摩以外的各种功能复合镀层基本上未能用于生产。在他主持下,将具有电接触功能的复合镀层用于生产实际,为复合镀层作为一种新型的表层功能材料进入生产领域打开了新局面。他们采取措施,使氧化镧等微粒进人银层后,除镀层的耐磨性明显提高外,更有意义的是它们的抗电蚀能力急剧增强。用这种新型的表层功能材料代替纯银后,可节约银50%至90%,具有可观的经济效益。1983年,在“铜基银一氧化镧电接触材料”鉴定会上,这个项目受到了专家们的高度评价。大家一致认为,这项科研成果在国内首次将复合电镀新工艺用于制造新型的电接触材料,这在国外也是首创,为节约贵金属白银开辟了新的途径。此项成果转让宁波后,获得了显著的经济效益。几年来,这项成果已先后转让给南京、苏州、广州、都匀、本溪、湛江、天津等地的13个工厂。这些工厂投入生产后,每年总经济效益达1000万元以上。在此基础上,他又开展了可焊性锡基复合镀层的研究。

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郭鹤桐主持撰写的教材

一般的电子元器件常有镀锡的要求,纯锡镀层的质量显然不如锡铅合金镀层,但电镀锡铅合金时,对环境的污染比较严重。而使用郭鹤桐等人研制成功的锡基复合镀层,即可在保证镀层的优异焊接性能前提下,消除对环境的污染,大大降低成本。后来他对新型代铬镀层及非晶态铁基合金镀层的研究工作也取得了明显的效果,有着广阔的应用前景。

八十年代的郭鹤桐

多年来,郭鹤桐在《太阳能学报》《物理化学学报》美国电化学会论文集等国内外的刊物上及有关学术会议上发表论文70余篇,通过省、部级鉴定的成果有10项,获国家专利4项。其中“耐电蚀银-氧化镧电触头”和“电子元器件稳定易焊锡基复合材料”分别获1988年和1991年国家发明三等奖。“表层功能复合镀银”、“稳定易焊锡基复合材料”、“喷流滚镀机”三项成果获国家教委科技进步二等奖。此外,“家用电器级铜基银-氧化镧复合电触点”曾获浙江省宁波市科技进步二等奖和轻工业部科技进步三等奖。“复合镀锡”成果获第六届全国发明展览会银牌奖。

提携后学桃李天下

郭鹤桐在教学和科研上的造诣较为深厚、学术水平较高,在全国享有较高的威望。在科研上,他一生都在提倡和践行,科研为实践服务;在教学上,则不吝提携后学,只要是对青年有益,对推动整个产业有益的事,他都非常用心地积极推动。

郭鹤桐教授一直在为推动我国电化学在各行业中的广泛应用,提高我国应用电化学研究领域的科学技术水平而辛勤工作。他相继担任中国表面工程协会常务理事,中国表面工程协会电镀分会副理事长,中国电子学会生产技术分会委员,中国电工学会电镀涂敷专业委员会委员,中国化学会电化学专业委员会委员,中国宇航学会空间能源委员会委员,天津市电镀工程学会理事长,《电镀与精饰》双月刊编委会主任委员等。

天津市电镀工程学会成立于1979年,是全国第一个省市级的电镀学科的群众性学术团体,郭鹤桐老师一直担任理事长。学会自成立以来开展学术研究、科技咨询服务活动,在天津市科协多次被评为先进。郭鹤桐在全国的电镀协会中负责教育培训委员会工作,在电镀行业中培训技术人员,并广泛开展了科学技术的推广和普及工作,深受生产技术部门的欢迎。

郭鹤桐在长期从事应用电化学方面的教学和科研工作的同时,为了更好地做好在职职工的培训工作,为全国制定了指导性的教学大纲、教学计划。为实现教学大纲规定的培训目标,在20世纪90年代,他又进一步提出来编写一整套系统的培训教材,作为全国在职教育的教科书。该任务提出后,经过多次开会研究制定出每门教材的编写大纲和编写细目,书稿完成后又经过严格的修改和审阅。在编写过程中,郭鹤桐多次指出要理论联系实际,教材要适合职工培训进修,尽量不用或少用商业代号,多给学习者一些真实的知识,为教材编写指出了方向。经过五年的不懈努力,终于在1999年底在天津科技出版社的帮助下正式出版了《电镀化学基础》、《电化学基础》、《电镀工艺学》,为在全国进行培训工作打下了良好基础。

郭鹤桐不仅自己重视科研成果在生产中的应用,而且还积极鼓励身边的青年教师在做好教学工作的基础上,紧密结合生产实际开展科学研究。郭鹤桐层说,电化学系开展的科研课题比较多,而且大多与生产实际紧密相连。我们虽然不可能承接太大的工程项目,但是我们系的专业与各个行业都有联系,研究的范围相当广泛,因此,也是大有作为的。他表示,要通过科技开发,使系的科研成果尽快转化为生产力,促进生产的发展,在为社会的服务中,也将会促进自身的发展,为科学研究开辟更为广阔的天地。

回忆起郭鹤桐教授,山东建筑大学材料学院石金声曾在2009年写过一篇《我国电镀行业在职教育的开拓者——记我的良师益友郭鹤桐教授》文章中提到,虽然郭老师只比他年长8岁,但他一直把郭鹤桐当成自己的老师。郭老师为人忠厚正气、助人为 乐、谦虚谨慎、廉洁俭朴、活到老奉献到老、孜孜不倦、不追求名利权势,工作踏踏实实。初识郭老师是在20世纪70年代末80年代初,他在山东省的一个电镀培训班以及在校内创办电镀精饰专业时,郭老师所写的 《理论电化学基础》是他编写教材的重要参考资料。1984年中国电镀协会(后改为中国表面工程协会电镀分会)成立后, 他被推荐到中国电镀协会教育培训委员会工作,就有了机会直接与郭老师接触当时郭老师是教育委员会的主任,在郭老师的领导下教育委员会的工作很活跃,也取得了很大的成绩。郭老师带着大家了解各个地方的培训工作,并把各地的培训工作经验总结出来推向全国。为了更好地做好在职职工的培训工作,为全国制定了指导性的教学大纲、教学计划。为实现教学大纲规定的培训目标,在20世纪90年代,他又进一步提出来编写一整套系统的培训教材,作为全国在职教育的教科书。近几年来,郭老师由于身体原因行动不便,虽然参加协会的活动少了,但他依然十分关心国家表面工程行业的发展,长年伏案著书立说,经常不辞劳苦地审阅很多同志的专业书稿。协会和郭老师的关怀下完成了18期近400名学员的培训工 作,为全国电镀行业不断地输送了人才。

退休后的郭鹤桐依旧时刻关心电化学专业的发展,并在2008年设立了“郭鹤桐奖学金”,以鼓励莘莘学子能够不断在学习科研中取得新成就。

2017年9月10日,郭鹤桐教授(前排正中)参加“学为人师,行为世范”教书育人师德报告会,并为2016年度“郭鹤桐奖学金”获奖学生颁发证书

(本文为天津大学“师德立项”成果。稿件整理:刘晓艳)

编辑(刘晓艳 来瑞兮)