傅恒志的学术领域
傅恒志的一生可以说是求知创新的一生。
他在1988创办了中国唯一的凝固技术国家重点实验室。
主持国家自然科学基金重大项目、国家重要基础研究项目(973)和国防预研项目,出版《高温合金与熔炼技术》等专著4部,博士生导师30余人,硕士40余人,博士后10人。
65438年至0958年,傅恒志作为当时唯一在苏联留学的研究生,前往苏联列宁格勒工学院学习。苏联最负盛名的铸造学教授聂恒奇教授是傅恒志的导师。他曾称赞自己提出的一种熔化特殊材料的高温合金新技术的想法:“敢想前人没有想到的,敢做前人没有做的,有创新思维。好!”当时,傅恒志研制了一系列新型高温合金,其中Ni-Cr基新型高温合金应用于苏联航空发动机的叶片,填补了国际高温合金领域的空白,获得了苏联科技发明专利。
1962年,傅恒志研究生毕业,由于成绩突出,获得了副博士学位。
从苏联回来后,傅恒志多年来一直致力于材料科学的研究。他还拥有多项科教第一:西北工业大学铸造专业创始人之一,培养出中国第一位铸造工程博士,在中国首创基于控制液固界面位置的稳态和非稳态定向凝固计算机模拟和三维控制技术,在中国率先建立凝固技术国家重点实验室,在国际上首次提出液固界面非平衡溶质再分布和超细定向组织概念。这些新颖的想法引起了国内外学者的极大关注,被认为是凝固论者。
傅恒志院士投身于科学教育事业,硕果累累,成就辉煌。曾获国家科技进步奖、发明奖4项,部级、省级特等奖4项,一等奖1项。发表论文300余篇,其中数百篇被SCI《EI》、《美国化学文摘》、《国际宇航文摘》、《应用物理杂志》等国际文摘和著名刊物收录。他在科学研究方面的杰出成就使他被推荐为第五届国际大学联合会的董事会成员。1992被俄罗斯圣彼得堡国立技术大学授予荣誉博士学位,并被美国传记研究所提名,同年获得世界终身成就奖;1993成为中国第一个由世界知名科学家和教育家组成的国际大学科学院院士。1995年初,65438当选俄罗斯宇航科学院外籍院士,同年5月,以高票当选中国工程院院士。
在航空航天材料及其加工技术方面颇有造诣,主持过多项型号研制任务。他的特种合金及其金属间化合物航空发动机叶片液态无模电磁成形和超高梯度超细定向凝固技术属世界首创,为我国研制推力比10以上的航空发动机提供了科学的材料和技术基础。
傅恒志院士学识渊博,治学严谨,具有敏锐的科学思维。他始终站在材料科学发展的前沿,精辟地提炼出材料及其加工的科学问题,特别是为航空航天用高温结构材料的发展做出了巨大贡献。他宽以待人,严以律己,诲人不倦。他以科学家的勇气和魄力,推动了材料和加工学科的发展。他在1988创办了中国唯一的凝固技术国家重点实验室。
傅恒志院士长期从事铸钢、铸造高温合金、取向和单晶凝固理论与技术的教学和研究。在国际上率先提出液固界面非平衡溶质再分布的概念及其相关函数关系;对超合金和稀土永磁合金的亚快速定向凝固和超细组织、凝固组织和性能进行了开创性研究,获得了性能数倍提高的超胞/枝晶定向组织。“ZMLMC超高温梯度定向凝固方法及装置”获国家科技进步二等奖1994。同时还获得了“定向凝固超细柱状组织及其形成机理”等多项国家发明奖和省部级科技进步奖。目前已发表学术论文400余篇,包括《高温合金与熔炼技术》等专著4部,博士生导师30余人,硕士40余人,博士后10人。
铸钢、铸造高温合金、定向凝固和单晶凝固理论与技术的教学与研究工作,主持国家自然科学基金重大项目、国家重要基础研究项目(973)和国防预研项目,以大推力超高温发动机为研究背景,自主研发了耐热1000℃以上的Ti-Al金属间化合物非接触电磁成形单晶定向凝固发动机叶片制备技术。这项技术的研制成功,将使中国的航空发动机材料水平迈上一个新台阶,出现一个崭新的局面。
1961年研制出一种新型高温合金用于生产。在合金非平衡定向凝固和组织控制的研究中,提出了非平衡溶质分布的新概念。他撰写了《非平衡状态下高温合金的凝固特性》等论文。开创性地研究了非平衡凝固理论、亚快速定向组织与超细组织、高温合金和稀土永磁合金的凝固组织与性能以及电磁约束成形的定向凝固技术。领导研制的超高梯度定向凝固装置温度梯度可达1300 C/cm/cm,比当时国际最好水平高出3倍。建立了枝晶转变和亚快速定向凝固的理论框架,开辟了超细单晶和定向组织研究的新领域。在此基础上,提出了电磁成形定向凝固新技术。
1938抗战初期,全家逃亡,迁居Xi安。
65438到0947,傅恒志以优异的成绩考入西北工学院机械系。在迎接解放的那一天,这个热血青年加入了青年团,担任团支部书记。
1950年加入* * *制作党,同年毕业。
从1952到1955,考入哈尔滨工业大学攻读硕士学位。
1958年,傅恒志作为当时全国铸造学科唯一的研究生,前往苏联列宁格勒工业学院,师从苏联铸造界最负盛名的权威聂恒琪教授研究耐热合金。
当时用于航空航天尖端技术的镍基高温合金性能优异?但在国际上,这种合金以高含量的铝和钛为主要强化元素,必须真空铸造,否则容易氧化。上世纪60年代初,中国几乎没有这种真空冶炼设备。针对这种实际情况,傅恒志想:能否制造出一种不含铝和钛,不需要真空熔炼,性能与含铝和钛的镍基高温合金相当的高温合金?如果有这种高温合金,不就解决了国内对这种高温材料的迫切需求吗?这是一个前所未有的大胆想法!傅恒志小心翼翼地把这个想法告诉了他的导师聂恒奇教授,得到了导师的极大赞赏:“敢想前人没有想到的,敢做前人没有做的,有创新思维。好!”
在导师的支持下,傅恒志进行了艰难的探索。他设计了60多种合金方案,每种方案的性能测试都要在800℃下进行6000小时。为了实验,他经常废寝忘食,彻夜不眠。经过两年多的不懈努力和反复筛选,在对镍铬钼钨铌合金系列进行系统研究的基础上,最终研制出新型高温合金系列“无铝无钛镍铬基”。傅恒志在论文《镍铬基铸造高温合金的微观结构和性能研究》中写下了这些研究成果。在论文答辩和合金定型之前,他研制的新型镍铬基高温合金被用于苏联航空发动机的导向叶片。为什么苏联航空专家特别喜欢这种新合金?由于这种合金不含铝和钛,不需要真空熔炼,达到了当时世界上含铝和钛的镍基高温合金的优良性能,即不仅具有良好的力学性能,而且具有优良的铸造性能。当时被认为填补了国际高温合金研究领域的一项空白,在国际领先水平上当之无愧,受到国内外专家的高度评价。也正因为如此,他的研究成果获得了苏联科技发明专利。1962年,列宁格勒工业学院物理冶金系毕业时,获得苏联科学技术副博士学位。
开拓创新勇攀高温合金研究高峰:
1962从苏联回国后,傅恒志继续研究高温合金的成分、显微组织、铸造性能和机械性能之间的关系。高温合金广泛应用于航空、航天、船舶、发电、机床、石油化工等行业,主要用于制造航空发动机中的热端部件。为适应新型发动机发展的需要,开展了涡轮叶片定向凝固和单晶技术研究,在国内首创了定向凝固稳态和非稳态过程的计算机模拟和基于控制液固界面位置的晶体取向三维控制技术,显著改善了定向和单晶叶片的组织和性能,为我国叶片定向凝固和单晶技术的发展提供了关键技术。此后,针对目前定向凝固存在的温度梯度低、冷却速度慢、组织粗大等缺点,他提出了超高梯度定向凝固和超细组织的新思路,并成功获得了定向超细柱状组织。在镍基和钴基合金中,获得的晶体结构比HRS定向凝固细化4 ~ 10倍,高温持久性能比同类合金高12倍。他研制的超高梯度定向凝固装置,温度梯度是当今世界最高水平的3倍多。由于高梯度晶体生长和超高梯度定向凝固装置的研究达到了国际领先水平,这两项技术分别获得了航空航天部一、二等奖和国家科技进步二、三等奖。
仪器工业的发展对磁性材料提出了新的要求。传统粉末冶金方法制造的稀土永磁材料极其易碎,容易损坏,无法制造薄型或复杂的永磁体。为了解决这一问题,傅恒志教授在凝固理论、磁学理论和复合材料理论的指导下,提出了引入塑性相,用新的手段控制凝固过程的新思路。经过几年的努力,建立了第二代(Sm-Co)和第三代(NdFeB)永磁体的铸造组织、成分、凝固特性、晶向和磁性能之间的关系,发明了可加工的稀土钴永磁材料。这种材料可以被车削、变形,或者切割成厚度仅为0.2毫米的超薄磁片,从而突破了Sm-Co合金完全脆性、无法加工的禁界。而且获得的磁能在当时世界同类材料中处于领先水平。已成功应用于国产卫星隔离器,获得航空航天部科技进步一等奖和国家发明三等奖。
20世纪90年代,为了满足航空航天工业的需要,傅恒志教授领导了超细应时纤维加工机理和结晶的研究。开发的高纯超细应时纤维被国家高新技术新材料鉴定组认定为:“其性能达到美国同类产品水平,填补了国内空白。”如今,高纯超细应时纤维已用于航天热防护陶瓷砖,其理论成果获国家教委科技进步奖1994。
从65438到0995,傅恒志教授承担了“单晶定向叶片结构超细化与自约束成形集成技术”课题的研究。本课题的研究试图解决材料冶金技术中的两大问题:一是如何提高单晶和定向凝固设备的温度梯度;二是如何消除成形过程中液态合金的污染。傅恒志教授致力于高温合金定向凝固技术的研究,探索改善定向凝固过程中温度梯度的方法,引进了超高梯度ZMLMC定向凝固法,在实验室实现了超过1000K/cm的温度梯度,比德国Leybold公司生产的定向凝固设备高出约10倍,达到当今世界领先水平。该成果获航空航天部科技进步一等奖,国家科技进步二等奖(国防)。
卓有成效的不懈斗争:
傅恒志院士投身于科学教育事业,硕果累累,成就辉煌。获国家科技进步发明奖4项,部级特等奖、一等奖4项;发表论文300余篇,其中数百篇被国际文摘和著名刊物如《美国化学文摘》、《国际宇航文摘》、《应用物理杂志》收录。多次应邀赴国外参加国际学术会议和讲学:曾在里海大学、国家标准局、柏林工业大学、亚琛工业大学等作学术报告。他还访问了前苏联、俄罗斯和乌克兰的一些著名大学和研究机构并在那里讲课。
在圣彼得堡国立工业大学和莫斯科航空材料学院,他的“晶体定向生长与单晶高温合金”讲座受到高度评价。圣彼得堡理工大学教授、苏联功勋科学家、科学院院士哈洛·沙伊洛夫认为,傅恒志教授关于“定向凝固中溶质的再分布”的讲座是“合金相变理论的突破”。
他在科学研究方面的杰出成就使他被推荐为第五届国际大学联合会的董事会成员。1992被俄罗斯圣彼得堡国立技术大学授予荣誉博士学位,并被美国传记研究所提名,同年获得世界终身成就奖;1993成为中国第一个由世界知名科学家和教育家组成的国际大学科学院院士。1995年初当选俄罗斯宇航科学院外籍院士,5月荣幸成为中国工程院院士。现任西北工业大学学术委员会主任,陕西省航空学会理事长,中国航空学会副理事长。
桑梓深深愿意为家乡多做贡献;
76岁的傅恒志院士没有改变他的地方口音,当他见到家乡的亲戚时,他非常激动和热情。他说,我是河南人,我爱河南,我老了,我更关注我的家乡,我渴望为我的家乡做点贡献。65438年到0986年,我在苏联留学的同学何柱康是河南省省长,我的学生赵迪是河南省委副书记,我是西北工业大学校长。在他们的盛情邀请下,我和西北工业大学的几位领导从Xi来到郑州,共商如何为河南的经济发展尽一份力。在赵迪同志的陪同下,我们参观了洛阳和其他快速发展的城市,并来到洛阳理工学院,在那里我们受到了领导的热情接待,留下了良好的印象。后来,赵迪同志回西北工业大学参加校庆,又讲了为豫办实事。最后选择了洛阳理工学院。
1998牡丹花会期间,我再次前往洛阳理工学院进行深入考察,双方开始合作。河南科技大学建校以来,我被聘为* * * *的院士和兼职教授,并成立了专门的办公室。我感到责任在我肩上,并时刻牢记在心。虽然这几年每年都会去河南科技大学两次,做学术报告,指导一些工作,但总希望能做更多更好的工作。希望河南科技大学发展更快,为河南省经济社会发展做出更大贡献。
傅恒志院士受聘于河南理工大学:
2005年3月,傅恒志院士受聘于河南理工大学后,决定每年从学校给他的工资中拿出20万元,加上学校给的65438+万元和* * * 30万元作为经费来源,设立“金属材料及加工工程学科发展基金”,奖励河南理工大学师生。发展基金于2005年6月成立,迄今已有40多名师生从中受益。该基金主要用于支持材料学科建设,活跃学术氛围,促进学术交流,奖励学习成绩优异的材料科学及相关学科的硕士生和博士生,鼓励他们在学习和研究工作中取得创造性成果。
自2005年受聘为河南理工大学教授以来,建立了材料物理冶金研究所,主导了学校材料学科的建设和发展,帮助提炼和形成了凝固技术与亚稳材料、材料先进连接技术与相变理论、材料加工数值模拟等学术研究方向,取得了重要进展。