严东生(1918年2月10日—2016年9月18日),材料科学家,我国无机材料科学技术的重要奠基人和开拓者之一,曾任中国科学院党组书记、副院长,中国科学院上海硅酸盐研究所所长、名誉所长。1980年当选为中国科学院学部委员(院士),1994年当选为中国工程院首批院士。今天是严东生逝世10周年。

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01

奠基耐火材料

新中国成立之初,我国钢铁工业亟待发展,而作为高温工业基础的耐火材料,相关研究才刚刚起步。

1950年,严东生辞去美国高校的工作回到祖国,任开滦化工研究所副所长。眼见国家建设百废待兴,他将目光锁定在耐火材料研究上。

1951年,应鞍山钢铁厂的邀请,严东生带领科研队伍奔赴东北,参与制定出我国第一套耐火材料的生产、检验和测试标准。同时,他还开展了窑炉热平衡研究,详细计算分析了高温装置中的热量分配,提出了节约能源的有效措施

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▲1951年11月,全国第一届耐火材料会议合影,第二排左五为严东生。(图片来源:《宏才大略 科学人生 严东生传》)

1954年,严东生调入中国科学院冶金陶瓷研究所。当时,包头钢铁厂是国家“一五”计划重点项目,但制造钢铁所需的白云鄂博铁矿石含氟量极高,对高炉耐火材料造成严重侵蚀,成为制约钢铁产量提升的一大难题。

严东生将这一难题分解为气态氟、炉底熔渣及腐蚀机理三个具体方向,组织数十人在研究所院子里砌起实验高炉,亲自爬上炉顶观察炉膛反应。经过在1立方米小型高炉、45立方米生产小高炉、11立方米实验高炉内进行的多次冶炼试验,他最终提出了高炉各部位选用相应耐火材料的综合方案,并就这个问题先后发表了十余篇论文,成功解决了含氟炉渣的侵蚀问题,该方案在包头钢铁厂沿用至今

在国家需求中寻找课题,以深厚的理论基础和扎实的实验数据解决难题,严东生的这一研究思路和方法,对我国耐火材料理论的发展产生了深远影响。

02

无机材料新方向

1959年,中国科学院冶金陶瓷研究所的硅酸盐无机材料领域主体独立建所,成立中国科学院硅酸盐化学与工学研究所(现中国科学院上海硅酸盐研究所)。翌年,严东生出任研究所副所长。

根据国民经济建设的需要和国际科学技术发展动态,严东生对研究所的科研方向进行了及时调整,确立人工合成晶体、功能陶瓷、高温结构材料、特种玻璃、无机涂层材料五大研究方向

在他的引领下,五大方向逐步发展,培养了一批学术带头人和技术骨干,不仅与国际发展趋势相一致,而且与我国国家战略相适应。

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▲严东生(右一)与同事讨论相平衡理论。(图片来源:中国科学院上海硅酸盐研究所)

20世纪70年代初,国家急需一种能耐受极端高温的防热材料。严东生亲自挂帅组成攻关小组,前后试验了300多个实样。原本研究所只承担材料测试工作,但严东生主动争取,让所内研究人员自研的碳纤维补强石英复合材料“搭车”参加平行试验,并约定以实样试车结果决定最终是否采用。

1976年,在经历六次试制后,碳纤维补强石英复合材料实样终于烧制成功。试车当日,实样材料先是被火流包围灼烧,又遭消防水柱骤然喷淋,但检查时只被烧蚀了一点,达到验收标准。此后碳纤维补强石英复合材料成功地应用于国家重大工程项目中。

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▲严东生(左二)与同事讨论复合材料研究(图片来源:中国科学院上海硅酸盐研究所)

03

闪烁晶体耀世界

1982年,丁肇中找到严东生:“你们能不能做闪烁晶体BGO?尺寸要很大很长。”

当时,丁肇中正在为欧洲核子研究中心(CERN)的L3探测器寻找新型锗酸铋闪烁晶体(BGO)。严东生明白,这是中国科学走向世界难得的机遇。

起初,实验组一年才能生长出10多厘米的晶体,成功率也不高。严东生率领科研团队另辟蹊径,采用改进型多坩埚下降法攻克晶体生长难关,在与多国厂商的竞争中胜出,并与CERN签订合同。

1988年,团队提前一年完成1.2万根大尺寸BGO晶体的研制和生产,赢得了国际声望。丁肇中曾说:“(谁)要BGO晶体,就到中国科学院上海硅酸盐研究所去!”

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▲1988年,严东生与丁肇中(中)、郭景坤(右)讨论锗酸铋晶体样本。(图片来源:中国科学院上海硅酸盐研究所)

此后,严东生带领团队接续攻克生长更难的钨酸铅(PWO)晶体,2008年为CERN大型强子对撞机(LHC)探测器成功交付约5000根高质量、大尺寸PWO闪烁晶体。

此时,严东生已九十高龄,但他仍挂帅攻坚,正应了他那句:“不是‘行百里者半九十’,而是‘百年之行,九十为半’。”

在七十余年的科研人生中,严东生始终将学术追求与国家命运紧紧相连。如他自己所说:“从30年代的‘科学救国’到90年代的‘科教兴国’,其间尽管有不少起伏,但觉得有一条主线,即为国民经济的发展、为国家的强盛服务,是我毕生的责任和动力。”

严东生一生研究材料,也把自己炼成了一种特殊的“材料”:经得起高温、耐得住腐蚀、守得住初心。一代人终将老去,但他们开创的事业正年轻。薪火相传、弦歌不辍,便是对老一辈科学家最好的告慰。

来源:中国科学院大学

责任编辑:范思璐

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