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南洋院士风采录(殷之文)
发布时间:2015-08-11 13:07:09   发布人:系统管理员   信息来源:暂无   点击次数:879

我国无机功能材料学科的奠基人——殷之文(1919—2006),材料科学家。第33届校友。1942年毕业于云南大学矿冶系。1948年和1950年分别获美国密苏里大学冶金系和伊利诺大学陶瓷工程系硕士学位。中国科学院上海硅酸盐研究所研究员。长期从事无机功能材料,特别是铁电、压电陶瓷、功能晶体的研究,获得卓有成效的进展。是我国无机功能材料学科奠基人之一。曾任上海硅酸盐学会理事长、中国科学院上海硅酸盐研究所研究员、学术委员会主任、兼任上海大学材料科学和工程学院名誉院长。

“好男儿志在四方”

在江苏省苏州市以东大约25公里的地方,有一个历史悠久的江南古镇——甪直镇。1919年5月30日,殷之文就出生在该镇上的一个知识分子家庭里。父亲是一位治学严谨的教书先生;母亲贤淑善良,忠厚开朗,对殷之文日后形成豪爽、豁达的个性起到了潜移默化的作用。甪直风景秀美,古朴典雅,这里有小桥流水,以唐塑罗汉闻名的保圣寺,以及唐代诗人陆龟蒙隐居处、“斗鸭池”、“清风亭”等古迹,展现着凝重久远的风韵。此镇虽古,民风却新,上世纪二十年代初,在“五四运动”的推动下,科学救国、实业救国的浪潮已开始在这个小镇上萌动,殷之文在镇上著名的甫里小学念小学的时候(1924~1930年),镇上已自集资金办工业,特别像发电厂、电话局、轮船公司等公益事业都兴办了起来。更有不少青年人在本镇念完了小学,都希望去外地读中学、大学,也有出国学习的。这使殷之文从孩童时候起就滋生了“好男儿志在四方”的思想。

殷之文12岁时小学毕业,就随表兄戴鸣钟离开家乡到上海念中学。他们都考进了由王培孙先生主办的南洋中学。该校以校园美丽、设施先进、教学严谨、人才辈出而闻名沪上,殷之文在学校里如饥如渴地学习文化和科学知识,对每一门课程都有浓厚的兴趣。在求证几何定理时,他会对同一个命题从不同的出发点去考试,找到多种不同的证明方法。每解完一道题目,他总是问自己:“除此之外是否还有别的证明方法?”他的这种学习方法受到老师的鼓励,也逐步养成了他求新求异的个性。以后,这种思维方式竟成为他科研中的习惯。

南洋中学特别重视科技知识的培养,殷之文后来回忆说,“当时学校里科学馆已经造好,每当我看着高年级的学生在里面做实验,就觉得好奇啊,这对于我幼小的心灵,产生了重要的影响。”1937年,殷之文中学毕业,以优异的成绩考上了大同大学,此时正逢“七七事变”爆发,继而上海沦陷,学校停办,家乡沦落,别说正常的学习无法进行,甚至生命都危在旦夕,殷之文只好夹在逃难人群中四处避难。殷之文从水路绕道香港、越南,历尽千辛万苦辗转到达昆明经过千辛万苦终于在1939年到达抗战后方昆明,借读于云南大学。他进的是采矿冶金系,当时有这个系的大学很少,而云南大学矿冶系在昆明也有些名声,当老师问殷之文为什么选报这个系时,他的回答似乎很幼稚:“日本帝国主义的强大,得力于他们钢铁工业的发达,我们中国要想强盛,也得发展钢铁工业才行。” 哪里知道,这一选择为殷之文以后投身于材料科学研究起到了关键的作用。

对陶瓷发生了兴趣

大学毕业后,殷之文有机会得到了美国密苏里大学罗拉分校的研究生奖学金,攻读冶金。所以他的材料研究生涯是从金属材料开始的。在校就读期间,他听说该校另设有一个Ceramics(现在中文译为陶瓷)系。在30年代至40年代,在中国的大学里都未设这个系,他对这个系觉得很新奇,他曾在该系选听了好几门课,渐渐对它发生了兴趣,而且了解到陶瓷和冶金都属材料范畴,只是研究对象不同,陶瓷学的研究对象是无机非金属材料,而冶金学的研究对象是金属材料,在专业知识和研究内容等方面两者有着不少的相似性,所以后来,美国的各个大学里逐渐把冶金和陶瓷这两个系合并起来成立材料系,有的称材料科学与工程系。而在我国,50年代初大学里已有冶金系,但还没有陶瓷系。院系调整、后,不少化工学院都开设了硅酸盐专业,这是陶瓷系的前身。随着国际上把冶金和陶瓷合并成立材料系,或把原来的冶金系或陶瓷系扩充成为材料系的这股潮流,我国不少理工科大学在原硅酸盐专业或化工系材料专业的基础上纷纷开设材料系。时至今日,材料科学与工程系已成为我国各大理工科大学的一个重要科系。材料科学与工程也成为当前我国和国际上十分重要的科学研究前沿领域之一。

由于殷之文对Ceramics已产生了兴趣,因此,在1948年干脆从罗拉转学到较有名的依托诺大学陶瓷工程系继续攻读研究生,一直到1950年回国。1950年,殷之文从美国准备回国,他在云南大学时的老师和同学听说他准备回国,就写信同他联系,希望他到铁道研究所工作。他当时归国心切,没有多考虑就答应了。回国后先在唐山铁道路铁道研究所工作了一年,当时铁路车辆的弹簧钢在使用中经常发生断裂现象,在这一年里,殷之文从北到南跑了好多属于铁道部的各种车辆厂,同厂里的工程师和工人一起研究弹簧钢断裂的原因和如何改进弹簧钢的加工热处理问题,对这次工作虽不能完成得十分满意,但确实帮助解决了当时的主要问题。

50年如一日畅游在科学的长河中。

1951年春,殷之文被调到上海中国科学院工学实验馆工作,从事陶瓷(Ceramics)研究。这是殷之文十分向往的。初到工学实验馆时,馆内有个窑业组(硅酸盐所的前身),由赖其芳先生兼任组长,殷之文为副组长,当时连同兼职人员和工人一起只有十来人,人虽不多,大家的工作热情和工作效率却是异常的高。殷之文就从此开始了他在无机非金属材料研究领域为祖国增砖添瓦的工作。1951年春,他请求把当时在开滦煤矿工作的严东生调来上海工作。严先生是他在美国伊利诺大学的同系同学。开滦煤矿由于本单位的工作需要不同意严先生离开开滦。后来经过中科院院部的大力协助,花了三年时间终于把严先生调了过来。自1955年严先生来沪以后,他们之间合作得很好,严的领导才能也得到了很好的发挥,使无机材料学科逐步在我国成长起来,原来的窑业组经过改制为硅酸盐研究室,1959年建所,从原来小小的一个十来人的研究组,现已发展成为今天这样一个在国内外具有一定知名度、人员超过千人的规模和声誉俱显著的硅酸盐研究所。

20世纪50年代初苏联协助我国156项工程建设,其中有一项是新建西安高压电瓷厂,为我国电力建设配套。1954年苏联专家到冶金陶瓷研究所参观访问,认为该所有进行高压电瓷研究工作的条件,提出由该所协助西安高压电瓷厂研究解决用本国原料研制生产优质高压电瓷部件的配方、工艺问题。在正式下达任务后,所里决定由殷之文开展工作,并得到当时一机部同意,借南京电瓷厂为进行此项研究的工作场地。殷之文前后花了约4年时间,先对我国不同类型的黏土原料、长石、石英进行了详尽的研究、分析和鉴定。在此基础上进行瓷坯、瓷釉配方研究和工艺开发,最后到新建的西安高压电瓷厂进行实地生产试验。到1958年完成任务,获得了国家科技发明奖二等奖。紧接着,为了建设强力电台(国防110任务),1959年院部下达任务,研制大功率速调管组装用大尺寸的高强度、耐热、高频绝缘瓷环及其与金属的真空封接。殷之文负责的一个研究组主要研制瓷环配方和工艺,郭景坤先生负责的研究组负责金属化封接工艺,到1962年完成任务,获得国家科技发明奖二等奖。

同时他以锆钛酸铅镧(PLZT)透明铁电陶瓷为对象,研究弛豫型铁电体的相变和微结构变化,首次观察到了纳米尺度的极性微区。自八十年代初他开始主要从事闪烁晶体的研究,在确认锗酸铋(Bi4Ge3O12,BGO)的辐照损伤来源于晶体中的氧缺位所形成的辐照诱导色心后,他成功地开发出了一种高抗光伤能力的掺铕BGO晶体。由他领导的研究小组并为欧洲核子研究中心建造探测 器提供了万余 根大尺寸晶体。近年来他从事卤化物闪烁晶体研究,对BaF2、CeF3、PbF2、CsI(Tl)等晶体均已获得卓有成效的进展。

1993年,殷之文当选为中国科学院院士(学部委员)。

科学探索之路上的两点体会

现在,匆匆50多年过去了,这50多年来殷之文一直从事材料科学和无机功能材料的基础研究,以及材料制备、性能、应用和开发工作,为我国无机功能材料事业作出了巨大的贡献。当回忆起所走过的路,殷之文感到无比欣慰,又感慨万千,他总结了自己的经验有两点:

一、横向思维:在人们的思维方式中,多数人只掌握一种精心利用大脑的纵向思维方法,即按照传统的思维惯性和普遍公认的逻辑规律,从一个稳定的步骤导向另一个稳定的步骤,其结果只能是“把一个原有的孔钻深、扩大,却始终不会换一个位置重新钻孔。”而横向思维则是要打破陈旧的、自我延续下来的思维方式和惯性,创造出观察事物的新方法。因此,从某种意义上讲,横向思维就是创造性思维。

殷之文说,他当时在氟化物晶体的生长工艺的探索中,发觉该种晶体很容易被氧化。为了避开氧的作用,国内外晶体生长界均采用真空技术来生产氟化物晶体。但真空设备昂贵、工艺复杂、操作繁琐,增加了生产成本,降低了产品在市场上的竞争力。特别是对于像中国这样一个总体技术水平尚不高的国家,用真空法生长晶体受到的制约因素更多。真空法是否就是回避氧气的唯一方法?带着这个疑问,殷之文开始搜寻通往“罗马”的另一条道路。

他认识到,真空去氧法是纵向思维的必然结果,如果沿这条思路下去,充其量只会在真空技术上作些改进和补充,使这一技术变得更加成熟和完善,而不可能孕育出新的或更加切实可行的方法。横向思维能足够另辟跃径,就在于它摆脱了传统的、一向被大脑运用自如并封为唯一正规的思维定势,把自己置于一个全新位置,从而有机会回过头来重新评价面临的问题,在新的位置和终点之间寻找可能的逻辑通道,再用严密的逻辑和试验检查这条通道是否可行。如果这条通道切实可行,那么你就处于一个有利位置,这是用普遍的纵向思维所无法达到的状态;如果逻辑或试验否定了这条通道,你仍然可以在努力调整自己位置的过程中获得某些有参考价值的新想法。化学去氧法就是在剖析了真空去氧法(又称“物理去氧法”)这一占支配地位的方法之后,从传统思想中挣脱出来,以氧气的化学活性这一角度进行观察和分析,从而完全摆脱了纵向思维的制约,找到了解决问题的新方法。

二、学以致用:殷之文说:在我国,基础研究与应用研究(特别是开发性应用研究)相脱节,是十分普遍的。从事基础研究的只顺在研究领域出水平、出成果,搞开发的只管在低水平的项目上进行重复开发。高等院校和科研院所取得的一批又一批研究成果,多数是以论文的形式被锁在抽屉里,科技成果的转化率远远低于发达国家。多少年来,科学家、工程师们抱怨企业家不识货、近视眼,而企业家则抱怨科学家和工程师们提供的发明太玄乎。诚然,要把科技成果转化为社会生产力是一个涉及到许多方面的系统工程,如技术的成熟度、社会经济体制、市场变化和激励机制等,但就技术本身而论,矛盾的主要方面往往在科技工作者身上。不少研究成果缺乏进一步的产业化研究,仅仅局限于纸上谈兵,而像我们从抗战时期成长起来的一代科学家,深感科学技术对于综合国力的制约作用,对于“落后就要挨打”、“知识就是力量”这些至理名言有着刻骨铭心的体会。

50多年来殷之文身体力行,不把自己局限于纯理论研究的象牙塔中,而是竭尽全力将研究成果转化为国民经济和国防建设急需的项目,无论是高硅氧玻璃的研制,还是各类压电陶瓷的研制,都产生了极大的社会效益与经验效益。

50多年的科研与创新过程,殷之文还深切地感到:无论是功能陶瓷还是功能晶体的研究,在学术上都处于物理—电学—化学—光学—声学—陶瓷或晶体生长工艺学等学科的交叉领域,要求专业人员对结晶学、电磁学、光学、弹性理论和工艺技术等都有比较深刻的理解。但要每一个人精通这么多的学科,毕竟是不可能的,这就迫切要求不同专业的科技人员相互协作,密切配合。在当今科学迅猛发展、信息爆炸的时代,靠一个人关起门来冥思苦想出成果更是不大可能,只有集体的智慧和力量才能所向披靡。

 

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