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殷之文


殷之文(1919年5月30日—2006年7月18日),出生于江蘇蘇州。材料學家。1993年當選為中國科學院院士。1956年加入九三學社。

殷之文出生于江蘇省蘇州市(當時稱吳縣)所轄的一個古鎮——直鎮。此鎮雖古,民風卻新。1924—1930年間,當他還在鎮上念小學的時候,鎮上人已自集資金辦工業,特別像發電廠、電話局、輪船公司等公益事業都興辦了起來。更有不少人在本鎮念完了小學就去外地讀中學、大學,也有出國留學的,這使他從孩童時候起就滋生了“好男兒志在四方”的思想。

殷之文12歲時離開家鄉到上海住讀中學,1937年高中畢業正逢七七事變,繼而日寇侵占上海,家鄉淪陷,到處避難,他經過千辛萬苦終于在1939年到達抗戰后方昆明,借讀于云南大學。他選擇了采礦冶金系,這個系為他以后50多年把畢生精力從事材料科學研究起到了關鍵的作用。

大學畢業后,他獲得了美國密蘇里大學羅拉分校的研究生獎學金,攻讀冶金。該校另設有一個Ceramics系,我國至今沒有一個統一的譯名,姑且稱它陶瓷吧!他對這個系感覺很新奇,在該系選聽了好幾門課,漸漸對它發生了興趣,而且了解到陶瓷和冶金都屬材料科學范疇,只是研究對象不同。陶瓷學的研究對象是無機非金屬材料,而冶金學的研究對象是金屬材料,在專業知識和研究內容等方面兩者有著不少的相似性。由于對陶瓷產生了興趣,他在1948年干脆從羅拉轉學到較有名的伊利諾大學陶瓷工程系繼續攻讀研究生,一直到1950年回國。

1950年夏,殷之文從美國回到祖國,由在云南大學時的老師和同學介紹到唐山鐵道部鐵道研究所工作。當時鐵路車輛的彈簧鋼在使用中經常發生斷裂現象。他從北到南跑了許多屬于鐵道部的車輛廠,同廠里的工程師和工人一起研究彈簧鋼斷裂的原因和如何改進彈簧鋼的加工熱處理問題。經過努力,提高了彈簧鋼的質量,初步解決了經常斷裂的問題,這是他回國后做的第一件事。

殷之文在唐山鐵道研究所工作了一年,1951年春,他調到上海中國科學院工學實驗館工作,從事陶瓷研究。他初到工學實驗館時,館內有個窯業組(硅酸鹽研究所的前身),連同兼職人員和工人只有十來個人。賴其芳先生兼任組長,殷之文任副組長。從此,開始了他在無機非金屬材料領域的長期研究工作。

1951年春,他請求把當時在開灤煤礦工作的嚴東生調來上海工作。嚴東生是他在美國伊利諾大學的同系同學。開灤煤礦由于本單位的工作需要不同意嚴東生離開,后來經過中國科學院院部的大力協助,花了3年時間終于把嚴東生調了過來。自1955年嚴先生來滬以后,他們之間合作得很好,嚴東生的領導才能也得到了很好發揮,使無機材料學科逐步在我國成長起來,原來的窯業組經過改制成為硅酸鹽研究室,1959年建所,發展到今天,成為規模和聲譽均顯著的硅酸鹽研究所。

20世紀50年代初,蘇聯協助我國156項工程建設,其中一項是新建西安高壓電瓷廠,為我國電力建設配套。1954年,蘇聯專家到冶金陶瓷研究所參觀訪問,認為該所有進行高壓電瓷研究工作的條件,提出由該所協助西安高壓電瓷廠研究解決用本國原料研制生產優質高壓電瓷部件的配方、工藝問題。任務正式下達后,所里決定由殷之文開展工作,并得到當時一機部同意,借南京電瓷廠為此項研究的工作場地。殷之文前后花了約4年時間,先對我國不同類型的黏土原料、長石、石英進行了詳盡的研究、分析和鑒定。在此基礎上進行瓷坯、瓷釉配方研究和工藝開發,最后到新建的西安高壓電瓷廠進行生產試驗,到1958年完成任務,獲得國家科技發明獎二等獎。緊接著,為了建設強力電臺(國防110任務),1959年院部下達任務,研制大功率速調管組裝用大尺寸的高強度、耐熱、高頻絕緣瓷環及其與金屬的真空封接。殷之文負責的一個研究組主要研制瓷環配方和工藝,郭景坤先生負責的研究組負責金屬化封接工藝,到1962年完成任務,獲得國家科技發明獎二等獎。

20世紀60年代初,研究所的研究方向從原來的傳統硅酸鹽材料轉為空間技術、原子能技術和無線電電子學服務的高新材料,功能陶瓷也從高壓電瓷、高頻電瓷、電容器瓷等方面走向了探索、研究和開發多功能、多用途的壓電陶瓷領域。當時,國際上剛研制成功的鋯鈦酸鉛(俗稱PZT)壓電陶瓷系列具有比鈦酸鋇壓電陶瓷更為優越的性能,然而,由于這類陶瓷的制造工藝比較復雜,大尺寸或異形元器件更難于制備,因而還未能大量生產。殷之文等及時抓住這個機遇,采用氣流粉碎、等靜壓成型、致密氧化鋁坩堝密閉燒結等新工藝,逐步解決了一系列PZT陶瓷的制造工藝問題。同時針對當時迫切需求的水聲聲吶應用,與有關單位通力合作制造了數千件艦用或岸用、性能達到國際水平的不同類型的發射接收壓電陶瓷元件,制造出了我國自制的水聲聲吶系統。

到20世紀70年代,除壓電陶瓷外,對鋯鈦酸鉛鑭(PLZT)透明鐵電陶瓷和其他的弛豫型鐵電陶瓷材料的研究引起了人們的注意和興趣,這是因為弛豫型鐵電體不僅在學術上有其理論研究價值,而且在應用上具有廣闊前景。殷之文等開始了PLZT透明鐵電陶瓷的研究,對它的相變和微觀結構變化進行了詳盡研究,并首先用TEM在PLZT立方相中觀察到了納米尺度的極性微區,既為弛豫型鐵電體的微疇—宏疇相變理論提供了有力的實驗證據,也為弛豫鐵電體擴散相變的微不均理論提供了在空間尺度上為納米級的證據。與此同時,他還研究了PLZT陶瓷中的晶界結構、晶界運動和晶界效應,采用TEM技術觀察和拍攝了晶界及其附近的晶格像和晶界在熱處理過程中的運動。在應用方面,他與總參防化兵部合作成功地研制了PLZT透明鐵電陶瓷核閃光護目鏡,轉交部隊使用。

1982年末,中國科學院在國家計委的支持下批準下達在中國科學院籌建5個中間試驗基地(簡稱中試基地)。化學新材料中試基地無機部分就在硅酸鹽研究所紅星工廠的基礎上建設,并于1983年初任命殷之文為基地首任經理。此時,美國麻省理工學院丁肇中教授正為西歐核子中心(CERN)L3組電磁量能器的建設尋找一個研究單位提供他所需求的鍺酸鉍(BGO)閃爍晶體。他所需要的BGO晶體質量要求高,尺寸大而不規范,數量大(12000支),當時國際上沒有一個單位能生產這種規格的晶體。

硅酸鹽研究所接受了這項工作,殷之文與全所同志共同努力,保質保量超前完成了西歐核子中心所委托的12000支BGO晶體,創匯1200萬美元,在國際上獲得很高聲譽。中試基地建設通過可行性論證、工藝設計、土建設計、基建施工,順利地通過驗收,最終建成了受人稱贊的無機新材料中試基地,為該所的研究、開發、生產創造了良好條件。

通過生產12000支BGO大晶體的工作實踐,硅酸鹽研究所對閃爍晶體的生產技術水平走到世界前列。這些年來,閃爍晶體研究、開發和生產一直是中試基地的一項主要工作,涉及氟化鉛、氟化鈰、碘化銫和鎢酸鉛等,其中碘化銫已進行批量生產,為美國斯坦福大學及日本高能所建立探測器之用。批量生產的晶體性能優異,超出確定的指標。氟化鉛也已成為德國美因茨大學生產強Cherenkov輻射體需用的晶體。

1997年9月“無機閃爍晶體及其應用”國際會議(SCINT97)在上海舉行,由上海硅酸鹽研究所主持。這是繼1992年在法國Chamonix、1994年在美國舊金山、1995年在荷蘭代爾夫特之后的第四次有關無機閃爍晶體研究及其應用的國際盛會,由嚴東生任國際顧問委員會主席,殷之文任組織委員會主任。來自比利時、中國、捷克、愛沙尼亞、法國、德國、荷蘭、意大利、日本、拉脫維亞、俄羅斯、瑞士、烏克蘭、美國等國的百余人出席會議。這次會議開得很成功,不僅在參加者間充分進行了學術交流和討論,增加了友誼,而且使國際友人對上海硅酸鹽研究所及其中試基地有了進一步的了解,使硅酸鹽研究所在國際上的形象和地位有了進一步的提高。

主要論著

1ZWYin,XTChen,XYSong,JWFeng,Stuties on Microstructure and Microproperities of PLZT Ceramics,Ceramic International,1989,15:311~318.

2ZWYin,ZYWu,DZShen,YYXie,A New BGO Crystal with High Radiation Hardness,NuclInstruments and Methods in PhysRes.,1989,A275:273~276.

3MYZhao,ZWYin,BMXu,Grain Boundary Characteristics in PLZT,GBBLC and HighTc Superconducting Ceramics and Their Relation to Properties,Ceramic Transactions,1994,41,Grain Boundaries and Interfacial Phenomena in Electronic Ceramics pp65~77,Published by the AmCerSoc..

4ZWYin,XQFeng,GQHu,Doping Effect and Mechanism of Radiation Damage of Bismuth Germanate (Bi4Ge3O12Crystals),Ferroelectrics,1994,151:287~298.

5DZShen,GHFeng,QDeng,ZWYin,Scintillation Properties of Gd doped βPbF2 Crystals,Science in China(Series E)1998,41(1):95~100.

 

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