中国核材料专业先驱——李恒德


  • 作者: 发表于:2016年01月01日20:46 阅读次数:11467

李恒德,男, 1921年生,河南省洛阳市人。著名的核材料材料科学专家。1942年毕业于国立西北工学院获学士学位;1947年毕业于美国卡尼基理工学院获硕士学位;1953年毕业于美国宾夕凡尼亚大学获博士学位。1955年起任清华大学教授。中国核材料和金属离子束材料改性科学技术的先驱者之一。在国际上最早阐明铍的滑移、孪生和断裂机制。回国后创建中国核材料专业                                                                                                                                                                                                                               李恒德院士出生于1921年,1948年秋,他接受美国海军研究局的课题,从事金属铍的研究。当时铍作为一个新型的原子能金属引起人们极大的重视。但是,人们对这个鲜为人知的很贵的金属的力学性能了解很少,特别是它的脆性。于是他就从试制铍单晶做起,并对几十种位向的铍单晶做理学试验,详细观察铍单晶的变形行为。他发现铍的滑移系统只有一个,大多数位向下都靠孪生变形,这样就不能提供大量的变形量。

  只有在某一合适的位向的单晶中,它可以沿着一个滑移系统进行很大的变形,表现很好的延展性;但在最不利的位向下它既不能发生滑移也不能发生孪晶,于是压缩时便爆炸式的发生粉碎。正是铍晶变形系统的局限性和变形方式对位向的高度敏感性,使得多晶铍必然很脆。这样就从形变机制上阐明了铍的脆性,而且,在高温时这一特性也不发生变化。

  1956年李恒德回国以后他创建了清华大学的核材料专业,为国家核事业培养了一大批关键的人才。1973年,他利用凝胶沉淀法最早在中国研制出二氧化铀的微球。1974年—1975年,他在西北有色金属研究院住厂近1年时间,根据当时中国外对威胁反应堆安全的锆合金包壳管材氢氧化物位向引起的脆断问题,提出并主持了中国锆合金管材的氢氧化物分布研究。

  他提出了氢化物取向主要取决于管材的织构和加工工艺,帮助研究院建立管材织构的测定方法,提出基极取向因子V的概念和计算公式通过对大量不同工艺、不同冷做程序、不同热处理制度的中间取样和最终管材的取向因子的测定和渗氢试验,终于建立了管材织构取向因子V48和氢化物取向因子F48间的关系,这个工作的意义是找到了控制薄壁锆管中氢化物分布的规律和途径,避免堆用锆管氢化物最有害的径向取向,改变为有利的周向取向,最终可以降低燃料包壳管材氢脆开裂的倾向,提高了反应堆的安全性。这在一系列工程中都得到了应用。

  自1978年之后,李恒德领导他的研究组进入了金属离子束表面改性的研究新领域,他和他的合作者们在国际上发表论文100多篇,在中国获得了多项奖励。他们系统地对离子注入对钢的磨损的复杂的影响因素做了较深层的规律性研究,发现了一系列有意义的规律,结果发表于1983年。这一研究曾吸引国际上不少专家学者的注意,图和曲线也得到了多次引用。美国海军研究所的专家在一次国际大会上做综合报告时曾特别提到这一研究“是迄今为止最全面的研究。这些结果对整体趋向的研究极为有用”。

  李恒德等对氮离子注入钛人工髋关节以提高它的使用寿命也做过具有重要意义的贡献。他们不仅用有力的实验,包括在体液中的长期磨损试验加以证明,而且也在国际上第一次在人体中植入了这种关节。美国Spire公司承认这对他们下定决心开发离子注入钛人工关节起了重要影响。事后多年,在Spire公司散发给来访客人的资料中,都包括李恒德等人论文中的有关曲线和数据。这一领域多年来构成了Spire公司最重要的一个产业。

  从1989年起,李恒德教授的注意力又瞄准天然生物矿物和仿生材料。他们对贝类珍珠层的复合层状结构进行了细致的观察和研究。还曾利用多靶的粒子束溅射方法,以及珍珠层的放生原理,研制出一系列的异质纳米多层膜,并对这些总厚度不及1μm的多层膜硬度和韧性进行了系统的研究。这些工作更具有基础性和试探性。他们正着手研究生物燃料,就是利用叶绿素进行光合反应,然后形成回路,产生光能。这是一种清洁能源,是一个研究趋势和方向。李恒德教授做了10年的核材料,20年的离子束,30多年的仿生生物材料,从物理到化学再到生物,跨学科搞研究。在这些领域里,他指导和培养了一大批的优秀人才,在中国的各个领域里做出了重要的贡献。

 


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