李恒德

        李恒德,材料学家,1921年6月30日生于河南洛阳老城,14岁时离家到开封就读于当年的开封高中。1937年,他刚读完二年级,抗日战争爆发,他随校南迁,匆匆毕了业,并辗转到长沙参加全国大学的统一招生,考入北洋工学院。 是年,北洋工学院已从天津内迁,变成了西北工学院的一部分,地点在陕西城固县的一个名叫古坝的山村里。过了四年艰苦的大学生活,李恒德于1942年毕业。
        毕业后,他到重庆大渡口钢铁公司的炼钢厂工作,被分到平炉上,那是抗日战争时期内地最大的一个炼钢炉,他去时刚刚建成。二年后他转到四川南川丛林沟第二飞机制造厂的锻铸车间工作,1944年底他参加了教育部设置的“英美奖学金”留学考试,1945年被录取,1946年3月乘船赴美,开始了他的留学生涯。
        李恒德先是进入了匹兹堡的卡内基理工学院(今日卡内基麦隆大学的前身),在那里有当年美国极有声望的物理冶金教授们执教,如Mehl,arrett,Rhines,Smolokosky等。他在那里从过去偏于冶炼的领域走进了一个新兴的学科:物理冶金。在卡内基获得硕士后,他曾到Notre Dame大学随:Paul Beck教授工作了一年,最后于1948年秋又进入了费城的宾夕法尼亚大学,接受了导师R.M.Brick教授的课题,就锆和铍的晶体变形问题作了5年的研究工作,1953年获博士学位。1954年12月离美回国,分配到清华大学工作。 在清华大学,李恒德先是筹建了清华大学机械系的金属材料专业,担任第一任教研室主任。自1956年起又着手筹建工程物理系的核材料专业,长期担任这一专业的教研室主任和副系主任。1982~1986年期间任工程物理系主任。1979~1997年任清华大学材料研究所所长。1988年参与筹建清华大学材料科学及工程系。1986年兼任新成立的国家自然科学基金委员会的材料及工程科学部第一任学部主任,直到1994年。1981年后他曾担任过国家学位评审委员、国家发明评奖委员会冶金组副组长、国家自然科学奖励委员会委员、杰出青年基金委员会副主任等职。此外,他自1986年起积极参与中国材料研究学会(C—MRS)的组建工作,1991年和1995年连续两次被选为C—MRS的首任理事长,他在这一工作岗位上活跃于国际材料研究学界,于1996年当选为国际材料研究学会联合会(IUMRS)的第一副主席(1997~1998)并接任为IUMRS主席(1999~2000)。1994年李恒德被铍遴选为中国工程院的首批院士。
        1948年秋,他接受美国海军研究局的课题,从事金属铍的研究。当时铍作为一个新兴的原子能金属引起人们极大的重视,它的核性能具有重要的意义。但是人们对这个鲜为人知的很贵的金属的力学行为了解得很少,特别是它的脆性使人尤为关注。他遂从试制铍单晶作起,并对几十种位向的被单晶作力学试验,详细地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,表现出很好的延展性;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地发生粉碎。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。李恒德是我国最早从事核材料研究者之一,他回国以后于1956年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国内研制出二氧化铀的微球。1974—1975年,他在西北有色金属研究院住厂近一年时间,根据当时国外对威胁反应堆安全的锆合金包壳管材氢化物位向引起的脆断问题,提出并主持了我国锆合金管材的氢化物分布研究。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、不同冷作程序、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实验,终于建立了管材的织构取向因子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,使得在生产中能有所依据和指导,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应用。
        自1978年之后,李恒德就领导他的研究组进入了金属离子束表面改性的新领域,嗣后他和合作者们在国际上发表论文:100多篇,也在国内取得了多项奖励。他和同事及研究生们系统地对离子注入对钢的磨损的复杂的影响因素作了较深层的规律性研究,得到了一系列有意义的实验规律和结果,发表于1983年。这一研究曾吸引当时国际上不少专家学者们的注意,图和曲线也得到多次引用。美国海军研究所的专家在一次国际大会上作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作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实验加以证明,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资料中,都包括李恒德等论文中的有关曲和数据。这一领域多年来构成了spire公司最重要的一个产业。
        李恒德于1989年起,将他的注意力又瞄向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。还曾利用多靶的离子束溅射方法,根据对珍珠层的仿生原理,研制出一系列的异质纳米多层膜,并对这些总厚度不及一微米的多层膜的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。他们正根据仿生的原理利用有机物自组装的模板作控制矿物生长的研究。

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