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登录日期:2011-04-02 【编辑录入:lrylry】 文章出处:《文汇报》2011年4月2日第7版 |
甘愿“织麻袋”的中国材料之父--师昌绪 |
作者:邢宇皓
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“并没有什么特别的感受。”在国家自然科学基金委员会的办公室里,刚刚荣获2010年度国家最高科学技术奖的师昌绪谈及获奖心情时,显得很从容。刚刚度过90岁生日的这位老人,如无特殊情况,每个工作日都会出现在基金委,“人家60岁就退休,我多‘赚’了30年!”
为回归祖国而与美国总统“叫板” “你要回中国呀?”1954年夏天,从美国波士顿到纽约的火车上,列车员仔细端详了一位亚洲面孔的年轻乘客后问道。这位年轻人就是师昌绪,冶金学博士、麻省理工学院助理研究员,一个正准备放弃在美国前途无限的事业、回到一穷二白祖国的中国人。此时,他身边的两个大皮箱里,塞满了他亲手油印、准备到纽约散发的致美国总统的公开信,要求美国政府不要阻挠中国学生返回新中国。 当时中国留学生的去留正成为美国媒体和民众关注的焦点,而师昌绪则是其中的代表人物——《波士顿环球报》在相关报道中师昌绪的大幅照片下注明:“一位麻省理工学院的中国研究助理,盼望和美国人交换回到红色中国去”。而此时,美国政府也打算以这些留学生的归国自由换回在朝鲜战场上被俘的美军飞行员。 “回国的历程简直就像一场战争!”半个多世纪后忆起当年奋力抗争的往事,师昌绪感慨道。“在麦卡锡主义猖獗的时代,只要发现你亲共,就会遭到迫害,我们那时在美国敢于给周总理写信,冒了很大风险”。 要求回国变成了一件危险的事情,不时有中国留学生因此被美国当局拘留和逮捕。而此时,师昌绪在美国刚刚起步的研究工作正一帆风顺——最初在密苏里大学矿冶学院攻读硕士,他利用各种元素真空中的蒸气压不同的原理,从炼铅的锌熔渣中分离银获得成功,当时真空冶金尚处在实验室阶段,他的开拓性研究改进了百年来用锌提取液铅中金银的方法;他在欧特丹大学完成了有关铟-锑-砷三元合金相图的博士论文,为今天化合物半导体的发展做出了贡献;在麻省理工学院做博士后研究期间,其“硅在超高强度钢中作用的研究”为300M高强度钢的发展奠定了基础,这种钢材的应用避免了飞机起落架因韧性或冲击值不够可能导致的严重事故,成为上世纪80年代之前世界上最常用的飞机起落架用钢。 但是,所有这一切,都不能阻挡一颗为国效力的心。1955年,在历经波折后师昌绪终于回到朝思暮想的祖国。
“美国人能做出来,我们怎么就做不出来?” 1964年秋天的一个深夜,一位客人匆匆敲开了师昌绪的家门。此时的师昌绪已经归国九年,是中国科学院金属所的研究员。为了新中国航空航天的需要,他已转入高温合金这个高精尖领域,并带领他的团队,取得了不俗的成果——针对当时受国际封锁,国内镍、铬缺乏的现实,他研制出我国第一个铁基高温合金,并建议将稀土用于高温合金冶炼;他提出的“微量元素控制的低偏析技术”,大大提升了我国铸造高温合金的品质,这项被世界公认的原创性工作,在数十年之后为他赢得了国际材料研究学会联合会“实用材料创新奖”……作为开路先锋,这一切,为他日后赢得了美誉。而这一次的访客——荣科,时任航空设计院副总工程师,带给他的,是又一个难题。 1964年,我国自行设计的新型飞机亟须配套发动机,按要求,发动机必须增加20%的推力,这意味着发动机的涡轮叶片工作温度要提高100度。“高温涡轮叶片是航空发动机的关键部件,叶片金属在长期工作中所能承受的最高温度决定了发动机的功率,也决定着飞机的飞行速度和高度。在20世纪60年代前,国内外几乎所有叶片均为锻造后经机械加工而成的实心叶片,但用这样的技术,仅依靠材料改进,每年发动机温度的提升只能有7到8℃。”面对这样的现实,当年荣科在研讨会上提出了—个大胆的建议——采用空心涡轮叶片。“空心铸造”,这是当时美国刚刚取得突破、对外高度保密的技术。在国际上,尚有很多科学家对其质量持怀疑态度。即便可行,对中国人来说,技术跨度也实在太大了。因此,很多与会专家都不赞同这一建议。而荣科当众立下军令状——“一年内研制成功!” “荣总和我一说,我的第一反应是‘一无所知’——没见过,甚至没听说过。但荣总说美国人已经研制成功,他在巴黎航展上见过。我想,既然美国人能做出来,我们怎么就做不出来?” 在师昌绪带领下,金属所组织了上百名科技人员的攻关队伍。一个个技术难关被相继突破——制成M17合金,比原苏联米格21的发动机所用的合金轻9%,将发动机安全系数提高了35%,采用真空精密铸造技术突破叶片铸造工艺的难题,在实验室研制出了我国第一片9孔铸造空心涡轮叶片,开发出超声波和X射线测厚技术,用于检测叶片和定位型芯……1966年,我国第一台铸造空心叶片装机试车成功。从承接任务到完成技术攻关,师昌绪真的只用了短短一年时间。而晚于中国起步的英国科学家研制这一技术,足足用了8年时间!我国成为继美国之后,世界上第二个成功使用精铸气冷涡轮叶片的国家。目前,该叶片已生产了数十万片,是我国用量最大的航空涡轮叶片。发动机从来没有因叶片失效发生过事故。而由该项技术发展出的冶炼、浇铸、型芯、检测等系列工艺和标准一直指导着我国几十年来高温合金的制备和铸造涡轮叶片的生产。
肯做“织麻袋”工作的“材料医生” “在科学研究中,有些人只重视论文,将其称为‘绣花’的工作;而科技推广,则被视为低水平劳动,是‘织麻袋’的活儿。师先生不这么看。”中国工程院院士、中国科学院金属研究所研究员胡壮麒说。 对于师昌绪来说,也曾经历观念的转变:“我在美国的7年,研究工作主要体现为论文的质量与数量,认为发表论文是衡量一个学者最主要的指标。在回国工作初期,仍以阐释自然规律为主,不考虑其实际效果。”点醒师昌绪的,是在一次学术交流会上,一位工厂领导的话——“我不管什么x和y,只有能解决生产中的问题才有实用价值。”“很快我就意识到:作为一个实用材料的研究与开发者,时时要扣住工作的实用性和目的性不放,否则是徒劳的;要千方百计把所发展出来的新材料、新工艺或新技术用于生产实践,否则前功尽弃。” 由此,在很多人不理解的目光中,师昌绪开始了被其称为“一竿子插到底”的工作。 1960年冬,在国家经济最困难的日子里,为了解决高温合金国产化的问题,师昌绪带队亲赴抚顺钢厂展开攻关。“为了工作,师先生每天清晨坐早班的闷罐车赶到抚顺钢厂,晚上坐最后一班回来,根本顾不上正在怀孕需照顾的夫人。在几年的时间里,他跑遍了国内的航空发动机生产厂家,帮助解决很多生产过程中的实际问题。”李依依院士回忆说,“当年沈阳航空发动机厂发生特大晶粒叶片报废事故,师先生就带领我们利用独创的喷丸氩气联合处理,使6000片叶片得以重生。人们都佩服地称他为‘材料医生’。” 1975年,在“文革”中备受折磨的师昌绪,刚被“解放”就毫不犹豫地领命赴贵州黎阳机械厂170厂指导空心叶片生产。到20世纪90年代师昌绪重返贵州,跟随老人的李依依院士看到,厂里的老总、老工程师,甚至已经退休的工程技术人员都赶来探望,场面感人至深。对这个不仅能“绣花”,更肯做“织麻袋”工作的“材料医生”,这是最好的奖赏。
爱管“闲事”的战略科学家 2008年5月1日,世界最长的跨海大桥在杭州湾建成。按照设计要求,这座地处强腐蚀海洋环境中的大桥,寿命将不小于100年。很少有人知道,其水下钢桩的防腐技术,就来自师昌绪20多年前筹建的中科院金属腐蚀与防护研究所。 1986年,师昌绪被任命为新成立的国家自然科学基金委员会副主任。由此,他作为一位颇具远见的战略科学家的作用开始凸显出来。对材料腐蚀数据的重视便是最典型的一例。 “师先生认为,我国常用材料不过关的原因之一是耐腐蚀性不好,缺乏长期耐腐蚀性数据作为科学依据。因此,他多年来一直呼吁国内开展材料的环境腐蚀研究。他不仅为20世纪80年代初成立的中科院金属腐蚀与防护研究所立下了汗马功劳,还几次挽救了几乎陷入困境的全国腐蚀网。”国家自然科学基金委原秘书长袁海波说。 1958年,当时的国家科委在全国成立了环境腐蚀试验网,在全国典型的24种土类中建立了29个土壤埋藏点,为制定材料和产品的有关标准与规范积累数据。但历经“文革”,这项工作在中断了将近15年之后,根据相关调查显示,原有的29个点已损失过半。 “1983年召开的全国土壤腐蚀工作会,原本拟将这批材料全部挖出、整理数据,从而结束这项工作。但在特别赶来参会的师昌绪建议下,会议决定安排长期研究工作,恢复建设腐蚀试验网站,增加补埋点,绘制全国土壤腐蚀图谱。1986年,由于国家科委不再管理具体项目,这项工作再度面临搁浅的可能。又是经师昌绪反复争取,将其纳入科学基金重大项目立项,才保证了经费和人员投入。20世纪90年代,受市场化的冲击,基础数据积累这样在短期内见不到经济效益的项目,再次遇到了经费短缺、研究队伍不稳定等严重困难。此时,还是在以师昌绪为首的老一辈科学家和有关部门的共同努力下,才确保了研究队伍得以长期坚持下来。”袁海波说。 在近年来一系列重大工程中,这项工作的重要性充分得到了印证。当师昌绪和有关专家将全国土壤网站三峡三斗坪土壤腐蚀试验站材料埋设33年的试验数据和试验结果通报给三峡总公司和长江水利委员会,并特别提醒“硅酸盐混凝土在三峡地区土壤中埋置33年后强度显著降低”时,师昌绪对基础数据积累数十年的执著得到了应有的回报。 或许觉得“战略科学家”的称呼太过正式,与师昌绪相熟的后辈都戏称他是一个“爱管闲事的老头”。近二三十年来,他管的“闲事”难以计数。 “我的确好管‘闲事’。”师昌绪笑着认同了大家的“评语”:“凡是于国有利、于民有益的事我都要管一管。而且不仅是倡导一下,还要负责到底。”
推荐人:lry 2011-04-02 执行编辑:zjy 2011.4.2 责任编辑:tmy 2011.4.5 |
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