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纪念物理冶金学家李薰院士

发布时间:2019年03月21日 来源:中国科学院金属研究所 

  李薰(1913.11.20-1983.3.20),中科院院士、物理冶金学家。他是中科院金属所的创建者,领导该所开拓了铀冶金、铸造高温合金、难熔金属、高温物理性能测试、稀土在钢中应用等多个研究领域并取得许多重要成果,为中国第一颗原子弹、第一颗重返地面人造卫星、第一架超音速喷气飞机、第一艘核潜艇提供关键材料,作出了重要贡献。今天是其逝世三十六周年纪念日,我们特邀中国科学院金属所王崇琳老师撰写回忆文章,以此纪念先生。

  1983年3月20日凌晨,李薰先生仙逝于昆明,至今已三十六年。我们作为金属所的小辈人物,常常怀念研究所的创建者李薰先生。

  成立金属所:北京?沈阳!

  1950年10月,在英国钢都雪菲尔德大学工作的李薰先生回国,开展中科院金属所建设的相关工作。回国后,李薰先生主持成立了金属所筹备处。考虑到沈阳地处鞍钢、本钢、抚钢和大连钢厂几大钢厂中心,更有利于服务新中国钢铁建设,李薰放弃了金属所原来的选址地——首都北京,而选定了东北工业中心城市——沈阳。1953年4月10日,周恩来总理颁发李薰先生为中国科学院金属研究所所长的任命书,6月11日中国科学院正式通知李薰先生就任所长。金属所是新中国成立后中科院新建的首批研究所之一。当时,我们称李薰先生等十余名留洋学者和前辈为“高老大”,他们为金属所奠定了优良的学风。

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  时任中科院院长郭沫若写给李薰的邀请信

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  1953年4月周恩来总理签发的任命通知书

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  1951年初,准备跟李薰一起回国的学者回国前在雪菲尔德合影。前排左起:方柄、李薰、郝莱特太太、张作梅夫人;后排右1为张沛霖,右2为张作梅

  为了国家建设

  科学研究主要为国民经济和国防建设服务,同时注意基础研究,这是李薰先生一贯的办所理念和方针。建所初期,全所工作中心是为恢复和建设我国钢铁工业服务,金属所研制出了铝镁砖和高铝砖,提高了平炉的寿命;研究钢中夹杂物,改善了钢材质量;开展氧气电炉炼钢提高效率,开转炉吹氧炼钢工艺的先河。

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  金属所科研人员在鞍钢炼钢厂现场实验的情况

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  上个世纪50年代王景唐(左2)和胡壮麒在在大连钢厂进行氧气炼钢试验

  1957年李薰先生访问苏联后,将金属所的方向转向新材料的研究与开发,以适应我国核工业和航空航天发展的需要,按材料和工艺建立了核材料、高温合金、难熔金属、合金钢、金属陶瓷、炭材料、化学分析、高温物性测试和设计等十个研究室,在随后的二十年中,这些研究领域均为国家做出了重大贡献。

  核材料是李薰先生关注的一个重点领域,所内成立了两个研究室,铀化学冶金研究室和铀物理冶金研究室(10室)。张沛霖先生和李薰先生共同指导这两个研究室,解决了核弹真空冶金和弹体质量的关键问题,保证了我国第一颗原子弹U235弹芯的质量,也为由U238经反应堆变为Th239提供了关键工艺技术,保证核燃料厂提供合格的生产堆堆芯。此外选派了陈文绣、姚汉武到10室和焊接室陈晓风等承担研制气体扩散分离膜组件的工作。1964年10月16日下午3时我国第一颗原子弹爆炸,金属所为我国核爆事业做出了突出贡献。1963年金属所又调集戴受惠课题组到第10研究室开展铀化合物及成型工艺研究,以便为核燃料提供UO2动力堆,在简陋的71#实验室完成放射性粉末制备、压型和真空感应烧结等试验,还研制出我国第一台热等静压机,上海大隆机器厂用16吨高质量合金钢制成高压容器,用于锆包套和核堆芯复合。1966初这些研制动力堆资料全部送达核燃料厂。

  1967年为了建设我国第一艘核潜艇,聂荣臻元帅签署特别公函发送给金属所,将从事该项任务的科技人员成建制地调整至国防部成字137部队。李薰先生从大局出发,在1970年将第10室36位人员、以及资料和设备全部调往成都核基地,1971年又将第15室从事生产堆研究的10位人员及设备调往四川,以他们为主在青衣江傍建立了中国核动力研究设计院的材料所,为我国核潜艇的研发做出了出色的贡献。这是一段尘封的历史,在李薰的小女儿李望平女士和李薰先生的学生冼爱平研究员所撰写的《李薰传》中有概要记述,值得我们阅读。

  难熔金属及其氧化防护也是李薰先生关注的一个领域。以庄育智先生为主任的第九研究室围绕钨、钼、钽和铌合金开展了基础研究,成功地将钼材料用为制造钢管的顶头。1970年我国决定发射第一颗返回式卫星,金属所承担了钼蒙皮和铌合金天线的任务,采用李薰先生提出的双向轧制方案,很快就提高板材塑性,制备出大面积抗氧化的硅化物涂层,提供了钼蒙皮和铌天线正样,并经过地面模拟实验用于卫星,1975年11月29日卫星返回成功,金属所派人到回收现场,这是难熔金属在返回式卫星中的成功之例。

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  70年代初期李薰(中)在金属所实验室与庄育智(右一)等讨论难熔金属的熔炼问题

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  1972年8月李薰在沈阳814厂与技术人员讨论钼合金的质量问题,这是我国第一颗返回式地面人造卫星的蒙皮材料,由金属所与814厂合作完成。

  高温合金一直是金属所的一个重点领域,1957初金属所就成立了205组,李薰先生安排从美国回来的师昌绪先生任组长,胡壮麒为副组长,开始研究铁基高温合金。研究工作从零开始,包括合金的配方,主要的制备工艺,材料各种性能的测试,以及微观组织表征和机理分析等。最后成功制备了铸造的高温合金多孔叶片,并大量投产,为我国航空工业做出巨大贡献,正因为在中国材料科学与工程领域中功绩卓著,师先生获得2010年度国家最高科技奖。

  在组织全所大部分力量主攻国家重点任务的同时,李薰先生安排两个研究室从事理论探索,葛庭燧先生任金属物理即第一研究室主任,从事金属强度理论和晶体缺陷研究,葛先生提出用国际学术界公认的葛氏扭摆(Ge-Pendule)用以测定金属内耗,后来又建立宽频谱的一系列内耗先进测定仪器。郭可信先生任合金结构即第二研究室主任,众所周知,郭先生在准晶研究做出了重要贡献。

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  70年代李薰(中)与郭可信(左一)、王仪康(右一)等讨论飞机大梁的裂纹问题

  “三严”精神做工作

  李薰先生总是教导年轻研究人员,要以“三严”精神,即严肃的态度、严格的要求、严密的作风做老祖宗工作。李薰先生在英国的14年即是这一作风的典范。1937年由湖南大学矿冶工程系毕业的李薰公费留学雪菲尔德大学,师从冶金学安得鲁教授,第一年补学金属学等五门基础课程,成绩优秀,获得白朗顿奖。随后,安得鲁教授让他研究钢铁材料的加工硬化,这涉及金属塑性变形理论和晶体结构特点,揭示冷加工导致金属材料变化的本质,也关系到加工强化和再结晶,工程中意义重大,李薰用两年时间完成这一研究,1940年6月他被授予哲学博士学位。1942年他的博士论文中部分发表在《钢铁学会志》(J. Iron and SteelInstitute),包含三种不同含碳量钢材的十组膨胀和热分析曲线、X-衍射和高倍金相照片,说明在加工和时效过程中的变化,引出形变诱发相变机理。随后,李薰转向钢之氢脆研究并做出重大贡献。李薰在安得鲁教授指导下,从科学设想,经研制仪器和测定数据,再理论分析,用高温扩散法消除了氢脆,做出了一套完整和科学的工作。

  李薰先生留英14年中在安得鲁教授指导下在《钢铁学会志》发表了7篇文章,总共380页,其中自1942-1948年发表5篇关于氢脆的文章,共246页,包含78页的文章审查者提问记录和作者答复。由于李薰先生制做了定氢仪,1941年2月14日他们首先投出关于铁合金中氢之固溶度测定文,随后是关于氢脆现象和扩散除氢等文章,今日再阅读这些完整的科学记录,可以体会到李薰先生为冶金科学做出的巨大贡献。

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  李薰与定氢仪

  李薰先生的钢中氢脆研究是以“三严”作风做出老祖宗工作的典范,在建立金属所后,金属所一代一代人都在努力学习和继承这种科研作风,为“两弹一星”、航空工业、冶金矿山做出贡献。

  在1953年建所后,李薰先生组织翻译出版俄文版金属学物理书籍,定名为《金属学物理基础》。这本书成为当时金属学界重要的一本学术译作,是金相热处理专业教师的必读参考书。

  那时,刚到金属所的学生要学习位错理论、固体物理、温度测量和控制以及英语等课程,而且参加考试并张榜公布成绩,李薰先生也与大家一起参加考试。金属所还组织固体物理学习报告会,编辑出版文集供大家阅读。那时还让大家自学《误差理论和数据处理》,要求在实验报告中写清有效数字,做误差分析,以保证数据可靠。若发生抄袭甚至剽窃和造假行为会受到严肃处理。

  清风满人间

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  60年代初期李薰在办公室工作

  1950年李薰先生被授予冶金学博士后,冶金学院新任院长夸洛曾提出请他任英国皇家学会研究员,在英国这也是很高的学术地位,但李薰先生在1950年11月收到涂长望转交郭沫若院长一页纸的邀请函后,已经决定回国,便毅然谢绝了夸洛院长抛出的橄榄枝。

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  李薰楼(原西大楼)落成时南面楼景

  李薰先生在金属所主事的30年里,在我们小辈心目中,金属所是一个团结、紧张、严肃、活泼的集体。

  李薰先生形容金属所的科研队伍是有“指兔子”“打兔子”和“捡兔子”三类人,李薰先生常以“指兔人”的身份指点我们工作,修改课题报告。有时又蹲在大马路旁和一帮“打兔人”“捡兔人”下棋观棋,人们称呼他“老李头”。已任核工业总工的张沛霖先生回到沈阳,总是要拉着研究室的见习员一起照相。这样的留洋大学者,指出前方之“兔”,我们大家自然奋勇向前。

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  李薰先生蹲在路边与职工下棋

  科学院提倡出成果、出人才,李薰先生一贯关心我们年轻一代的成长。在李薰先生办所方针和培养人才大计之下,金属所人才辈出。1955年李薰和葛庭燧先生任中国科学院学部委员,1980补选中科院学部委员时,随同李薰先生回国和来所的十位留洋学者中有师昌绪、郭可信、庄育智、张沛霖、张作梅和柯俊等六人任学部委员,李薰先生主事时曾在金属所工作的有王景唐等七人分别担任中科院和工程院院士。

  1986年“原子弹和氢弹的突破和武器化(08工程)”获得国防专用国家级特等科技进步奖,“我国第一代核潜艇研究设计(09工程)”获得国家级特等科技进步奖,“尖兵一号返回地面卫星”也获得国家科技进步特等奖,中科院金属研究所均名列其中。受上级委托,金属所为参试人员,包括做辅助工作的见习员颁发了荣誉证书。
  然而,可能是因为李薰先生于1983年早逝,可能因他的子女没在沈阳,也可能办事人员的疏忽,李薰先生与这些奖励和荣誉失之交臂。尽管如此,在我们小辈心中,李薰先生的功绩和人格已经刻下一个巨大的证书。

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  金属所园区内的李薰先生塑像

  致谢:在写作过程中得到《李薰传》作者李望平和冼爱平的热心帮助,核对史实,修改文字,中国科学院金属研究所办公室为本文提供多幅珍贵历史照片,谨致谢意。

  来源:中国科学院金属研究所


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责任编辑:贾梦溪


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