葛庭燧,金属物理学家,1913年5月3日生于山东省蓬莱村的一个普通农民家庭。1l岁到蓬莱城里的山东省立第八中学读初中。1927年初中毕业后,到北京求学,先后就读于京师大学理预科,北平师大理预科。l930年考入清华大学物理系。 大学毕业后,于1938年考入燕京大学物理系研究院并担任该系的助教。1940年,葛庭燧完成了《用吸收光谱的方法研究萝藤杀虫剂的光化学分解》以及硕士论文《钠的吸收光谱的研究》,应西南联大吴有训、叶企孙先生的邀请赴昆明任该校物理系教员。1941年8月14日去美国留学和工作。 葛庭燧在加利福尼亚大学(伯克利)物理系攻读博士学位并兼任助教,1943年通过了博士论文答辩,随后,应邀在美国麻省理工学院光谱实验室,参加美国曼哈顿原子弹计划,进行铀及其化合物的光谱化学分析;又在该学院的辐射实验室进行远程雷达发射和接受两用天线自动开关的研究。由此获得了美国国防研究委员会颁发的两张奖状和一枚奖章,并获得一项专利。 1945年,葛庭燧参加了芝加哥大学金属研究所的筹建工作。在四年期间,他承担了由美国海军研究局资助的“金属内耗和金属的力学性质”的基础研究项目,从无到有地创制实验仪器到进行研究。他以惊人的机智和努力,在科研工作中取得了大量的开拓性和奠基性的成果,个人单独发表了18篇研究论文,发明了测量低频内耗的装置,被国际科学界誉为“葛氏扭摆”,首次发现“葛氏晶界峰”,首次提出“葛庭燧晶界模型”。他的一系列研究成果奠定了“滞弹性”这门学科的基础,成为世界上金属滞弹性内耗研究领域的创始人之一。 1949年10月1日,新中国诞生了。当年11月,他冲破重重困难,作为第一批的归国学者,由香港转道回到新中国的北京,担任清华大学物理系教授(自1949年8月1日起),随后被聘为中国科学院应用物理研究所的合聘研究员,并在清华建立了金属物理研究室,进行金属内耗研究和培养青年人员和研究生。这是在我国首次进行的内耗研究工作。 1952年全国院系调整,葛庭燧响应建设东北重工业基地的号召,前往沈阳参加中国科学院金属研究所的筹建工作,于1952年10月全家迁居沈阳。他把自己的科研课题主动与鞍钢、抚钢以及哈尔滨轻合金厂的工作联系起来,体现了理论与实际的结合。他在金属所建立了金属物理研究室,培养了大量的研究生和青年骨干。1956年他和他的研究集体以《金属中的内耗与力学性质的研究》的一系列11篇论文获得国家自然科学奖二等奖,1955年,葛庭燧当选为中国科学院数理化学部的常务委员。 从1960年开始,葛庭燧参加了由沈阳劳动模范发起的群众技术协会活动。他利用业余时间帮助各工矿企业攻克技术难关,为工人开办技术学习班,并亲自编写小册子,与工人一起到工厂解决了许多重大技术难题。1982年,中华全国总工会授予葛庭燧全国职工技术协作优秀积极分子的称号。 1980年7月,已是67岁的葛庭燧,又奉调赴安徽合肥科研基地,担任中国科学院合肥分院副院长,被任命为中国科学院固体物理研究所筹建组组长(1980),党的领导小组组长(1982年),所长(1983年),名誉所长(1986年)。在这个时期,他领导一些青年同志努力拼搏,艰苦创业,从无到有地建立实验室,培养干部,亲自讲课并开展课题研究。在三四年的时间里,不但使实验室有了一定的规模,也作出了一批开创性的研究成果。1982年以“位错内耗与范性形变机理研究”的一系列34篇研究成果,与张进修、王中光等一起获得国家自然科学奖三等奖。1985年6月,葛庭燧在美国召开的第八届国际固体内耗与超声衰减学术会议上报告了这些成果。会上不仅肯定了这些成果进入了世界同行中的领先地位,还决定第九届会议于1989年在我国召开,并推选葛庭燧为第九届会议的组织者和大会主席。1985年8月,中国科学院批准在原有的内耗实验室的基础上建立由葛庭燧担任主任的内耗与固体缺陷开放研究实验室,向国内和国外开放。1986年,这个研究集体以《晶粒间界内耗研究的新进展》的一系列论文获得中国科学院科技进步一等奖。葛庭燧1989年被选为中国金属学会荣誉会员,日本金属学会名誉会员。在1989年7月于北京召开的第九届国际固体内耗与超声衰减学术会议上,葛庭燧荣获了这一国际科学领域的最高奖励“内耗与超声衰减国际奖”(后来被命名为Zener奖),以表彰他在近半个世纪在这个领域内的理论和实验研究以及在仪器创新方面所作出的创造性杰出贡献。1993年葛庭燧及其研究集体以“点缺陷与位错交互作用所引起的非线性驰豫”和“竹节晶界内耗峰的发现及其机理的研究”研究项目分别获得中科院自然科学一等奖和二等奖。1996年葛庭燧获得首届桥口隆吉奖,奖励他在材料科学领域作出的突出成就。 葛庭燧现任中国科学院院士,固体物理研究所(合肥)名誉所长,研究员,金属研究所(沈阳)客座研究员。 葛庭燧自1940年开始研究工作以来,最重要的原始性、创造性成就有以下几个方面: 扭摆内耗仪和扭动装置的发明和创制 葛庭燧根据唯物辩证法所提示的普遍联系的原则,巧妙地把他在清华大学做物理实验时所学到的测量杆状试样弹性模量时所用的扭转振动装置的原理用到内耗测量上,发明了现在国际上广泛使用的低频扭摆内耗仪。这在内耗研究上是一个划时代的突破。同时,他还根据他在大学里做物理实验时所用的转动线圈电流计原理,发明了可以很方便地用测量内耗的同一根试样来测量在恒应力下的蠕变和恒应变下的应力弛豫。随后在国际文献中都把扭摆称为葛氏扭摆,把扭转线圈装置称为葛氏驰豫计。 晶粒间界内耗峰的发现和晶界无序原子群模型的提出 葛庭燧在1947年发现了多晶铝的晶粒间界内耗峰(作为温度的函数)。他指出,这个内耗峰只在多晶体中出现而在单晶体中不出现。葛的工作是研究在小形变作用下晶粒间界力学性质的最完整的系列实验,对于晶界具有粘滞性提出了肯定的结论。这些实验是唯一的能够把晶界本身的性质与晶界对于试样所发生的影响二者截然分开的定量工作,因而是一个重要的突破。葛庭燧最先提出晶界滑动是一种扩散过程,测出了有关的激活能,并且提出了晶粒间界的“无序原子群模型”,被称为“葛庭燧晶粒间界模型”。在关于晶粒间界的概念的发展史中,葛庭燧的模型占有重要位置,因为它是能够解释一两层原子厚度的间界怎么能够在高温下发生相对滑动的最早理论。 1976年,葛庭燧在1947年所发现的晶粒间界内耗峰被国际文献命名为葛峰。在80年代,葛庭燧和他所带领的中青年科技人员在原有成果的基础上对晶界葛峰又进行了更为深入、系统的研究,澄清了意大利和法国科学家在1976年提出的关于晶粒间界葛峰来源的争议,肯定了葛峰是由于晶粒间界的过程所引起的论断。 奠定了经典的滞弹性驰豫的理论基础 滞弹性内耗的创始人甄纳教授(C. Zener)在1948年出版了经典名著《金属的弹性和滞弹性》,提出了滞弹性的概念,其实验基础是葛庭燧在1947年及以后发表的一系列工作。葛庭燧的早期研究成果直到目前仍被大量引用,他在1947年发表的论文据部分统计被引证的不下千余次。 竹节晶界内耗峰的发现及其非线性表现的研究和开拓 1982年以来,在合肥新建的中国科学院固体物理研究所内耗实验室发现,由竹节晶粒组成的铝试样里也现出了晶粒间界内耗峰。1989年,葛庭燧等用片状试样进行试验,确切地证明了竹节晶界峰是一个与葛峰不同的新的内耗峰。 对试样进行透射电子显微镜的结果指出,在竹节晶界附近有位错亚结构出现。葛庭燧据此提出的物理模型是:在晶界进行粘滞滑动时,出现在竹节晶界附近并与之相交的位错亚结构被晶界所拖曳,从而又转过来限制了晶界的滑动,这便起了类似于细晶粒试样中的晶界交叉角所起的制约作用,从而引起内耗峰。 最近,葛庭燧等在高温淬火的高纯铝竹节晶试样中发现了一个与竹节晶界有关的内耗峰。这个内耗峰呈现正常的和反常的振幅效应,出现了振幅内耗峰。关于竹节晶界峰表现振幅效应和非线性滞弹性的发现,对于研究晶界在较高应变下的力学性能如高温蠕变和疲劳形变的影响提出了一条新的途径。 点缺陷与位错交互作用所引起的非线性驰豫 用滞弹性内耗的方法研究点缺陷(包括空位和溶质原子)与位错交互作用是葛庭燧创始的。1982年以来,葛庭燧与青年同志继续在沈阳金属所和合肥固体物理所进一步深入研究了他在1950年首先发现的非线性反常内耗现象,测出了反常内耗峰的激活能,从而肯定了所观测的反常内耗现象是非线性滞弹性的宏观表现,并且在广阔的测量温度范围内肯定和发现了七个反常内耗峰,把由于点缺陷与位错(弯结)的交互作用所引起的七个内耗峰的微观机制全部勾画了出来,成为一个自洽的并且相互支持的完整体系。 1996年,葛庭燧等对于出现在室温附近的三个反常内耗峰(被认为是由于溶质原子在位错芯区内的纵向和横向扩散所引起的)进行了理论处理,所得出的理论曲线显示出明显的反常温度内耗峰和振幅内耗峰。温度内耗峰随振幅以及振幅内耗峰随温度的移动与实验结果一致。葛庭燧根据他们关于点缺陷与位错交互作用的一系列实验结果,在1992年和1996年首次提出了“非线性滞弹性驰豫”这门新的学科领域。
|