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庄育智


[公元1924年-1996年,中国科学院院士]
  
庄育智
  庄育智(1924年7月27日—1996年3月23日),出生于广东潮安。材料科学家、物理冶金学家。1980年当选为中国科学院学部委员(院士)。1953年加入九三学社。
  庄育智出生在一个封建大家庭里。其父庄孚初,与朋友在汕头合伙开布店,母亲是家庭妇女,勤劳贤淑。他们共育有三子一女,庄育智排行第三。庄育智五岁时入潮安县立第六小学读书,1933年转入潮安县立第一小学,毕业后考入潮安县立中学。抗日战争爆发后,又相继在香港华仁书院、昆明南菁中学、云南大学附中学习。1942年,他考上交通大学唐山工学院矿冶系,1946年6月大学毕业。大学毕业后,在天津炼钢厂当工务员。
  1947年,庄育智到英国留学,在英国利物浦大学冶金系读研究生,先后从事铅锡合金的时效硬化和锆粉末烧结金相学研究。前者主要是热处理基本理论的工作,后者是原子能用结构材料。当时英国有好几种锆粉,但各有什么特点,哪种锆粉适合于原子能的研究,还没有人进行深入的研究。庄育智想办法制成锆粉,并对锆粉进行了深入细致的金相分析检测研究,终于找到一种适合原子能生产的结构性能良好的锆粉,并写出报告给英国的原子能研究机构。他撰写了《不锈钢和耐热钢组织结构变动》和《铅单结晶之X光衍射研究》(XrayStudyofSingleCrystalofLead)两篇论文,其中《铅单结晶之X光衍射研究》发表在英国Metallurigia杂志上。他先后获得利物浦大学冶金工程专业的工学硕士和哲学博士学位。
  庄育智1951年12月拿到博士学位后谢绝导师的挽留,于1952年1月回到祖国,协助李薰创建中国科学院金属研究所,历任副研究员、研究员、难熔金属室主任和金属所副所长。从此,他四十年如一日,始终坚守在科研第一线,从事和指导科研工作,在难熔金属材料、磁性材料、相图学研究及安全科学技术等领域做出了突出的贡献,在国内外知名学术刊物上发表论文100多篇。
  在新中国成立初期,庄育智根据国民经济恢复时期的需要,深入抚顺鞍山大连的几个大钢厂,参加对钢的质量鉴定和分析工作,解决钢材质量问题。由于非金属夹杂物的存在,破坏了钢的结构的均匀性,影响了钢的机械性能;具有尖锐棱角的夹杂物将导致应力集中,使钢材易于断裂;在轧制过程某些分布于晶粒间界的夹杂物也可能引起热脆现象。因此研究夹杂物的来源,控制它的形成便成为提高钢的质量的重要环节之一。研究夹杂物一般是用金相检查来确定它的类型、大小及其分布情况,但在许多情况下,单靠金相方法并不能达到上述目的,还需要用其他方法来分离钢中夹杂物,再测定其组成和化学成分。庄育智在参考苏联学者研究结果的基础上,首先在国内建立了电解法分离钢中金属夹杂物的技术,开创了国内对钢中夹杂物和薄板夹层的研究。他通过对电解分离低碳钢非金属夹杂物进行系统试验,对已有电解分离夹杂物方法提出了改进意见。他指出,电解分离钢中非金属夹杂物时,电解液的成分及破坏碳化物方法,对分离夹杂物结果影响很大。所用化学试剂,在破坏碳化物的过程中都对夹杂物有影响,因而寻求一种只除去碳化物而不损失夹杂物的方法具有重大意义。他在试验结果中指出,对分离稳定夹杂物而言,用硫酸亚铁法进行电解,再用-法或硝酸法破坏碳化物是较为适当的;对分离不稳定夹杂物则以用亚硫酸钠法(两种溶液)较为满意。他应用上述方法,并结合金相检查对钢厂低碳钢板材进行了试验,得到了有意义的结果,为钢铁生产部门提高钢质量提供了技术依据。
  1956年3月,庄育智参加中国共产党。同年,抚顺石油三厂高压加氢装置发生重大0事故。庄育智从现场取回样品进行金相、X光和力学性能检测,仔细分析材料的0原因。经反复研究,终于查清了材料0的原因是高压加氢反应装置管道材质老化所致。在原油生产提炼过程中,高压加氢装置把氢加入原油中要经过2—3米长的不锈钢管,这种不锈钢管具有奥氏体、铁素体两种相组织,在使用时温度不能过高,如果过高,其中的铁素体相在高温中不稳定,会分解转化为很脆的δ-相。不锈钢管长期使用已经陈旧,加上使用时没有很好地控制温度,使材质中的δ-相逐渐增多,一旦压力超过负荷就会发生0事故。找到事故原因后,庄育智和他的助手李有柯对管材的试样不断地做热处理实验,终于在一次次的失败中摸索出修复原有不锈钢管材的热处理办法,0地解决了工厂面临的难题。随后,庄育智又针对0事故,结合我国石油化工工业所用的耐热不锈钢设备中普遍存在的问题,分别开展了钢中非金属夹杂物、钢中板钢夹层来源、耐热不锈钢中相变与变脆等方面的研究课题。σ-相是一种极脆且硬的金属互化物,若这种组织沿着钢的晶粒间界分布,则使钢变得更脆。当时大多数学者认为,18/8型不锈钢材在高温保温后,其室温冲击韧性的降低是由于σ-相的沉淀所引起的。庄育智应用金相法研究了18/8/3CrNiMoTi不锈钢经1300℃固溶处理后在950℃、850℃及750℃恒温分解初期金相组织的变化,并用电解分离及X射线衍射方法鉴定在不同恒温分解阶段δ-铁素体分解的产物。他观察到:由于提高了固溶处理温度,高温固定下来的铁素体极为不稳定,在分解为奥氏体的同时有TiC的沉淀出现。当δγ的转变,由于Cr、Mo等合金元素的偏聚不能进行时,才发现残留的δ-铁素体转变为σ-相。这表明在σ-相出现之前,钢的冲击韧性已显著下降,这可能与δ-铁素体分解初期TiC的沉淀有关。深入了解σ-相形成的过程,具有重要的实际意义。庄育智先后在《金属学报》和《中国科学》杂志上发表了《18/8/3/1CrNiMoTi不锈钢中δ-铁素体的恒温分解》、《含钼复相不锈钢中X相的形成》等一系列学术论文,从理论上阐明了这类钢变脆的原因,提出了合理的热处理工艺,对当时的生产起了很大的指导意义。1959年,庄育智作为特邀代表出席了全国劳模群英会。
  1958年,当金属研究所的研究方向由为钢铁工业服务转向为国防技术服务时,所领导让庄育智带领几名年轻人开辟我国冶金科学的尖端——难熔金属合金的新领域。庄育智回国后一直是研究钢的,当时已经有了一些基础,也培养出一些年轻同志,可以说是成果在望了。现在让他改行去研究难熔金属,庄育智自己也感到有些可惜。但国家的需要和科学工作者探索未知世界的责任感,使他无条件地服从组织的安排。他领导创建了难熔金属研究室,开展高温钼合金和难熔合金相图的研究。难熔金属合金也就是高熔点合金,主要用于航天技术和原子能工业。当时这在我国还是空白研究领域,是一项十分保密的研究课题,既得不到国外的有关技术资料,也找不到现成的熔炼和测试设备。庄育智带领助手,克服重重困难,自行设计和研制了难熔金属真空熔炼、加工、测试等许多实验设备,并顺利调试投入使用。他们还建立了相应的测试方法,使难熔金属实验室很快完备起来,到1964年基本上接近当时的国际先进水平。这些设备包括:15kg真空自耗电极电弧炉、25kg真空自耗电极电弧炉、小型真空非自耗电极电弧炉、真空淬火炉、真空退火炉、真空持久强度实验机、小型真空压蠕变试验机和真空高温维氏硬度计等。其中小型真空压蠕变试验机和真空高温维氏硬度计因结构和性能指标达到国际先进水平,在1964年全国工业新产品展览会上获得三等奖。
  庄育智在领导实验室基本建设的同时,还积极开展高温钼合金的难熔金属合金相图的研究,建设了相图实验室。他系统地研究了钼合金真空自耗电极电弧熔炼过程中杂质的脱除、合金的凝固和结晶规律;探讨了合金元素改善钼合金韧性的机理。他和他的学生指出:钛改善钼合金脆性的原因主要是因为增加了氧在钼合金中的固溶度,改变了晶界上氧化物的分布形态。他们还系统地测定了NbMoZr、MoTiZr、MoWZr、MoB和MoGd等系列相图。1964年在全国首次难熔金属学术会议上,庄育智和他的学生共发表了有价值的学术论文30多篇,对我国难熔金属的科研和生产起了很大的推动作用。
  在研究工作中,他们分析讨论后认为,钼在难熔金属中是比较有代表性的金属。钼的一系列工艺问题如果能够得到解决,其他难熔金属就不难解决了。经过两年多时间,他们做了大小上百炉的试验,经历了许多次失败,终于找到了制备钼合金的一套工艺,炼出了性能合格的钼合金,并及时进行总结,写出了十几篇研究报告和论文,为我国发展钼合金奠定了基础。
  1965年2月,鞍钢钢铁研究所派人找到金属研究所,希望帮助无缝钢管厂解决生产上穿管用的顶头效率低和寿命短的问题。无缝钢管是用顶头穿出来的。顶头的好坏,直接影响无缝钢管的产量和质量,过去沿用苏联牌号的合金钢顶头,每个钢顶头在6—7秒钟内,仅穿一根1米长的不锈钢管坯就报废了。由于钢顶头耐高温强度低,穿孔中顶头软化划伤钢管内壁,造成钢管内壁不光洁,必须经过一道镗磨工序,不仅工人劳动强度大,而且产品质量合格率也低。更突出的问题是钢顶头只能穿出4—5米长的不锈钢管,不能生产国家建设迫切需要规格为8—9米长的无缝钢管。通过在鞍钢进行调查研究和试探性的试验,他们决定全部用钼合金做顶头。要做全钼顶头困难很多。首先必须炼出直径不小于100毫米的大钼锭,而过去没有炼过这样大的钼锭;其次必须解决大钼锭的开坯和模锻的工艺和设备问题。经过多方积极努力,1965年6月5日,庄育智领导研制出的钼顶头在无缝钢管厂开始了试验。试验的最高纪录是,一个钼顶头穿成48根4—5米长的不锈钢管,而且还在国内第一次穿过了5根8米以上的不锈钢管,突破了苏联专家说的“鞍钢不能生产长不锈钢管”的洋框框。试验结果表明钼顶头可使成品率提高15%—20%,还可以省去镗磨工序。1965年12月最后一批生产性试验效果更好,一个钼顶头以一米长的坯计可穿制150多根不锈钢管。比钢顶头的寿命高150多倍。中国科学院和冶金工业部对该项成果进行鉴定,使之广泛用于全国耐热钢管制造部门,取得了很大的经济效益。当时《人民日报》、《辽宁日报》和《沈阳日报》都相继报道,称之为工业生产上的一项重大技术革新。此成果1965年获全国科学大会奖。1964年庄育智被评为沈阳市劳动模范、中科院先进工作者。
  -期间,庄育智克服了极左路线对科研工作造成的严重困难,开展难熔金属高温宇航结构材料的研究。1968年,庄育智在李薰所长的指导下,接受了代号“705-Ⅱ”工程任务,为我国第一颗返回地面的人造卫星——“尖兵一号”侦察卫星研制外蒙皮的材料和成形工作。人造卫星重返地面时要通过地球的稠密大气层,高速运动的人造卫星在通过大气层时,发生空气动力加热,产生很高的温度,足以使一般镍基高温合金软化、甚至熔化。由于材料极易氧化,需要加抗氧化的防护涂层才能使用,因而对卫星蒙皮材料的质量要求很高。当时庄育智已被错误地打成里通外国的特务、反动学术权威,但他排除各方面的干扰,与同志们投入精益求精的研制中。选用钼合金作为板材,要经过熔炼成锭、冲压成形、淬火、酸洗和焊接等工序。庄育智每道工序都在现场,一道道工序严格把守质量关。钼合金板材经过淬火后,表面有一层氧化皮,要有酸洗工序。钼合金板材遇浓硝酸产生强烈的刺鼻黄烟。他们共清洗了2000多块钼合金板材。每块板材在焊接前要形成一定的尺寸和弧度,如果尺寸与弧度不对,则整个蒙皮连起来就会变形。通常需要几十块板材拼成一个弧板,稍不留心就会出错。庄育智领导大家克服了冲压成形、焊接中的种种困难,终于按期完成了人造卫星钼合金蒙皮的研制。他主持研究的“遥测铌合金天线”取得成功,从而保证了1975年11月我国第一颗返回地面人造卫星的成功发射和按计划安全降落在地面上。由于贡献突出,庄育智获1977年冶金工业部工业学大庆会议表彰,沈阳市、辽宁省科学大会奖和1978年全国科学大会奖。1979年天线和蒙皮研制分别获国防科委科技成果奖三等奖和四等奖,所属总项目获1986年国家科技进步奖特等奖。铌合金耐热天线的研制成功还为我国各种新型导弹做出了重大贡献,1985年获国家科技进步奖三等奖。
  -后,金属研究所由为国防尖端服务转到研究材料科学和材料工程。庄育智又走在开拓者前列,开辟了功能材料研究领域。在他的领导下,开展了铌钛合金和A15化合物实用超导材料、稀土-过渡金属化合物永磁材料和贮氢材料、难熔金属合金耐蚀材料、热弹性马氏体效应和形状记忆合金以及夹层化合物的研究。1980年,他领导研制了钼-30钨耐锌液腐蚀合金,为葫芦岛锌厂试制成功的耐腐蚀合金扬锌泵竖轴,比原来竖罐锌蒸馏炉用的石墨竖轴寿命提高了100多倍,填补了国内空白,荣获中科院科技进步奖二等奖。他领导的稀土-过渡金属间化合物结构和磁性研究,为发展利用我国丰富的稀土资源和永磁材料提供了理论基础。1987年获国家自然科学奖四等奖、1994年获中科院自然科学奖二等奖、1995年获国家自然科学奖三等奖。铌钛合金超导线研究1988年获中科院自然科学奖二等奖。他结合发展稀土磁性材料和稀土巨磁致伸缩材料(TerfenolD合金)的合金相图和磁性能,先后研究了ErCo和DyCo二元系相关系,(Pr08Tb02)FeAl和(Dy065Tb025Pr01)FeAl赝三元系富Fe区及(Dy06Tb03Pr01)(Fe1xMnx)185系富Fe部分的相图;Er2Fe17Cx、Dy2Fe17xAl(N或H)y、RCo12xTi(x=1,2)、RCo10Mo2和RT10Si2(T=Co,Co和Ni,Fe和Ni)等稀土-过渡金属间化合物的结构与磁性。发现了具有应用前景的含Pr新型巨磁致伸缩稀土合金:(Dy,Tb,Pr)FeAl和(Dy,Tb,Pr)FeMn化合物。自1986年起,他先后承担了8个国家自然科学基金项目,在稀土金属间化合物和稀土合金相图或相关系研究、制备稀土金属间化合物功能材料新工艺方面积累了丰富的实践经验。他撰写了许多具有独到见解的论文,如“Y(Co1xMx)5化合物的结构和磁性能”、“Gd(Co1xNix)5化合物的稳定性与分解机制的研究”等。自1981年起,他先后在国际、国内刊物上发表稀土合金相图、稀土金属间化合物结构与磁性的学术论文40多篇,多次参加国际学术会议进行交流。1981年和1982年被评为辽宁省优秀党员。1982年12月获全国归侨、侨眷、侨务工作者先进分子表彰。
  由于他在稀土-过渡金属间化合物结构和磁性研究的成就,荷兰阿姆斯特丹大学物理实验室和奥地利维也纳技术大学实验物理所先后主动提出建立联合培养研究生的合作关系,双方由1983年起开始进行合作研究。已培养毕业的博士生10人、硕士生30多人,后又与中国科学院金属所、有色金属研究总院、华南理工大学等单位合作培养硕士、博士研究生20多人。
  庄育智还是中国金属学会名誉理事,中国有色金属学会理事,中国物理学会相图专业委员会主任,合金相图国际委员会成员,《中国科学》、《科学通报》编委,《稀有金属》编委会副主任,《中国有色金属学报》、《稀土学报》编委。
  1984年11月,庄育智调任中华人民共和国劳动人事部任锅炉压力容器检测中心主任兼总工程师,从事中心的实验室建设工作。
  1987年9月至1993年9月,庄育智任中华人民共和国劳动部科学技术委员会副主任。其间,先后于1990年获政府特殊津贴,1992年获中国科学院学部委员津贴。1994年1月,庄育智任中国劳动科学研究院名誉院长。
  安全科学技术是新兴的边缘学科,也是一项开拓性的工作。党的十一届三中全会以来,劳动保护、安全生产工作逐步走上法制化、科学化和标准化的轨道。随着劳动安全卫生大量的法规技术标准的颁布和安全科学技术的发展,出现了很多新概念、新名词;而从国外翻译介绍的大量专业术语,不规范,名词不一,解释各异,应用困难。因此,急需一部有权威性的综合的安全科学技术词典,为安全卫生专业科技词汇做规范性释义。1987年3月,劳动部组成以李伯勇副部长为主任委员,庄育智、傅师荣、隋鹏程担任主编的编委会,组织有关方面专家75人进行编写工作。该词典编写工作历时5年,共收词3000条,分为安全管理、工厂安全、矿山安全、劳动卫生工程和裸露压力容器安全5部分,主要解释安全科学技术专业术语,或在劳动保护工作中常用的、重要的、有代表性的词汇,并适当介绍了安全生产的法规、标准、机构以及有参考价值的国外情况。庄育智除担任主编外,还承担了压力容器安全部分的编写工作。在劳动部期间,他还参加安全生产中长期发展纲要、八五规划的讨论,压力容器国家标准英文本的审定,同时继续在科学院培养博士研究生,参加国家自然科学基金申请评审和学部委员增补的评审工作。
  1994年12月,庄育智尽管已70岁高龄了,但在要为家乡教育事业做些事情的想法促使下,他说服老伴,毅然来到华南理工大学任教授。他到华工后不久,不但提出了学科建设的战略思想,还提出了许多新的学术思想、观点和战略措施,并且身体力行去实践。在他的领导下,机电工程系筹建了磁性材料实验室,申报的金属材料及热处理博士点也获批准,进一步密切了与中国科学院及国内外的学术交流和合作,建立了交流网络,荷兰阿姆斯特丹大学的德·波尔教授也受邀来校讲学,并签订了合作科研和联合培养研究生的协议。在他的带动下,金属材料学科老师奋发努力,仅在一年多的时间里,就获得了19个国家和省部级科研项目。庄育智废寝忘食地工作着,在他的工作日程表上没有休息日。即使是春节,也在加班加点伏案工作,为申报1996年国家自然科学基金项目——新型重稀土金属间化合物功能材料的研究撰写申报书。其间还不断与国内多家高校和科学院系统的有关研究所共同商讨申报事宜。
  1996年3月7—10日,他为原来所承担的课题结题和新项目的申报工作,冒着严寒只身上北京,一干就是7天;回校后又开始主持研究生论文答辩工作,对十多位毕业研究生的论文一一过目;3月14—18日,为拓展与海外同行的联系,他又请荷兰阿姆斯特丹大学的德·波尔教授来校讲学,商定合作协议;3月19—20日,又为系学位委员会的工作奔走;3月21日晚,庄育智又要到沈阳主持研究生毕业答辩了,这已是短短一个月内的第四次出差了,临行前,他还照例早晨7点30分到办公室,与分管科研的系副主任和金属材料及热处理教研室主任一起研讨金属材料学科“211工程”建设的立项等问题,一直忙到中午12时才分手。3月23日19时40分,庄育智因劳累过度心脏病突发在北京逝世,享年71岁。
  庄育智一生为金属材料学科的发展,呕心沥血,鞠躬尽瘁,死而后已。他德高望重的学者风范、严谨治学的科学态度和无私奉献的崇高品德激励着每一位后来者。
  来源:九三学社中央宣传部
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同年(公元1924年)出生的名人:
朱光亚 (19242011) 中国科学院院士,中国工程院院士 湖北省武汉汉南区
吴耀祖 中国科学院院士 江苏省常州
艾兴 中国工程院院士·机械与运载工程学部 江西省抚州市东乡区
许学彦 (19242016) 中国科学院院士 江苏省常州武进
童志鹏 (19242017) 中国工程院院士·信息与电子工程学部 浙江省宁波慈溪

同年(公元1996年)去世的名人:
朱祖祥 (19161996) 中国科学院院士 浙江省宁波
周廷冲 (19171996) 中国科学院院士 浙江省杭州富阳
周明镇 (19181996) 中国科学院院士 上海市
严济慈 (19011996) 中国科学院院士 浙江省金华东阳
童宪章 (19181996) 中国科学院院士 江苏省扬州
李强 (19051996) 中国科学院院士 江苏省苏州常熟

下一名人:邹承鲁