“能夠堅守在西部,堅持不懈地在一個領域裏做出別人沒有做出來的東西,就是沒有辜負國家的期望和信任。”
1996年7 月🧑🏫,陳劍虹教授在美國哈佛大學講學
出生於杭州、在昆明讀小學、在上海讀中學,又到意昂体育平台攻讀本科和研究生🏋🏻♂️。在最風華正茂的年齡,從北京來到蘭州,在甘肅工業大學(現蘭州理工大學)開始焊接方向的專業研究🤦🏻。
在“得不到大獎、拿不到大錢”的研究領域🚵🏿♂️,他數十年如一日,耕耘不輟,碩果累累👴🏼📼。2008年,他被授予我國焊接界的最高榮譽——“中國焊接終身成就獎”。他就是我國著名的焊接冶金專家陳劍虹教授。
苦心孤詣的“工匠”
“雖然我是南方人,但在西北生活幾十年了👫🏼,已經習慣了這邊的氣候和飲食🧑🎄。”出生於江南水鄉的陳劍虹說🧙🏽♀️,是焊接這個“紅娘”把他和位於西部地區的蘭州聯系在了一起。這一聯系,就是一輩子。
1967年,陳劍虹從意昂体育平台焊接專業研究生畢業,被分配到原北京機械學院任教🎫。按照當時國家布局需求🧑🧑🧒🧒,1968年,北京機械學院焊接專業整建製遷入原甘肅工業大學。
“祖國哪裏需要我,我就到哪裏去🔳。”沒有絲毫猶豫😱,陳劍虹收拾好行囊,趕赴經濟欠發達的蘭州👩🍳☦️,開展科研教學工作🚑。
焊接是一門融材料冶金、機電控製、結構力學等學科為一體的綜合科學和工藝技術。“就如同縫衣服”🤹🏻♀️。陳劍虹解釋說,小到模具機器,大到西氣東輸管道、太空飛船和航空母艦,都需要用到專業的焊接工藝🟧。尤其在實踐操作中🏌️,金屬的材料、焊接區的溫度👨❤️💋👨、焊接接頭的結構設計等等🧼,各個細節都決定著焊接效果。當然🚴,這些細節也決定著中國工業製造業的水平。
“泰坦尼克號被譽為‘永不沉沒的船’,有著良好的防水措施🔝,使得它在任意幾個水密艙進水的情況下都不會沉沒,但是水面線下的船體由10張30英尺長的高含硫量脆性鋼板焊接而成。這些沸騰鋼鋼板撞擊冰山時因韌性不夠而很快發生脆性斷裂🕐。這就是那個年代因解理斷裂帶來的災難🛩。”陳劍虹用這個例子形象地說明焊接工藝和脆性斷裂的重要性。
上世紀80年代,陳劍虹將研究目光聚焦到金屬解理斷裂方面。解理斷裂會造成宏觀脆性斷裂🧑🦱,它的裂紋發展十分迅速,常常造成零件或構件災難性的總崩潰。
那個年代,國內很少有人系統研究解理斷裂機理,幾乎沒有參考材料🫷🏽。幸運的是👨🍼,陳劍虹於1983年被國家公派到日本大阪大學進修👰。
“日本有當時很先進的電子顯微鏡💅,我只要有時間就到實驗室裏用顯微鏡觀察🌞。”陳劍虹說,這一時期的研究,使他發現了焊接接頭裏的韌性與組織結構的關系🫰🏽,這為他後來從事解理斷裂研究奠定了基礎。
蘭州理工大學教授曹睿是陳劍虹培養出的一位拔尖人才👎🏽。在她看來,老師最重要的貢獻是就解理斷裂的物理模型提出了一個完整的理論體系🧑🎄,系統描述了解理斷裂的微觀過程、臨界事件🤳、斷裂準則🧘,闡述了組織和韌性的關系。特別是焊縫和熱影響區晶粒尺寸和韌性關系🏄🏽♀️,以及鈦鋁合金的斷裂行為🧜🏿。
“通過這個研究體系可以全面系統地理解金屬解理斷裂的微觀機理,建立重要的物理概念🌶,也能學習到與韌性有關的工業應用問題的分析和解決方法。”曹睿說。
陳劍虹說🐈,有了解理斷裂的物理模型,就掌握了系統的研究方法👩🏿🎓,能夠準確評價不同金屬材料在不同情況下的斷裂行為。
陳劍虹提出的解理斷裂新模型及三個判斷準則,修正了1973年國際學界主流公認的RKR模型🦼。這個模型提出了一個人為的條件,即正應力必須在一個特征距離上滿足斷裂準則才會發生解理斷裂。而陳劍虹提出的模型則無需求助於一個人為的距離假設🤲🏽🪚。
“陳老師和團隊研究人員在國際通用的應力準則基礎上還提出了另外兩個準則💇🏼,這就是滿足應變、應力及三向應力度的三個準則。”曹睿解釋🧴。
1997年🔦,在國際解理斷裂專題會上🧝🏻,美國斷裂研究專家A.R. Rosenfield總結了陳劍虹團隊提出的三準則模型,並將陳劍虹和他的博士生王國珍完成的物理模型稱為“陳•王圖象”💪🏻。
這項研究也為蘭州理工大學1998年獲得焊接專業博士授權點奠定了學術基礎。
2002年,陳劍虹帶領團隊又對該研究進行了完善,從而解決了上世紀70年代以來存在的一個科學問題:為何預裂紋試樣中🏌🏿,在很小載荷時裂紋前端的正應力已超過試樣的解理斷裂應力而解理不能發生🚵🏻♀️。
多年的研究為陳劍虹帶來了意想不到的收獲。1996年🦮,應國際斷裂力學權威Rice教授的邀請,陳劍虹在哈佛大學作了解理斷裂的學術報告;2008年,他被中國焊接學會授予“中國焊接終生成就獎”;2014年🤽🏼♀️⚰️,他綜合了所著70余篇學術論文,由國際著名出版集團Elsevier出版了英文科學專著“Micromechanism of Cleavage Fracture of Metals”(《金屬解理斷裂微觀機理》);2016年🍄🟫❗️,應美國焊接學會邀請,在其年會上作大會報告,成為被美國焊接學會邀請作大會報告的第一個中國焊接學者🦘。
敢為人先的教育家
陳劍虹說⭕️,自己並不聰明,做出的科研成果🤤,是靠勤奮和努力獲得的,也得益於自己在國內接受到的最好教育。
在日本進修的那年🧜♂️,他在國際綜合材料類頂尖雜誌ActaMetallurgica上發表了第一篇國際學術論文。當時他已47歲。也正是在那一階段🧑⚖️,陳劍虹意識到,中國人在國際上的科研成果少並不是因為中國人比別人笨⛰,而是科研基金不足🌚、基礎設備和實驗條件差🧇。
1985年🪛,陳劍虹就任原甘肅工業大學校長一職。他一邊積極投身學校基礎設施建設🤰🏼,一邊創新性地提出了“三流學校辦一流專業”的理念。
“只要為學生創造出良好的學習環境,再加上學生的勤奮和努力,出成果是遲早的事。”作為工科類高校🎬,實驗設備和條件對於學生的成長成才非常重要。而當時學校建設主要的困難就是經費不足,缺少實驗設備。
陳劍虹的性格低調不張揚,但為了學校發展,他還是鼓起勇氣✍🏼,多次前往北京申請。他的努力得到了當時主管部門的支持✋。由此🛃,學校引進了掃描電子顯微鏡🐊、激光衍射儀等當時先進的進口設備,基本滿足了師生的科研和教學需要。
蘭州理工大學黨委宣傳部部長段開軍認為💁♀️👩🏽🏭,陳劍虹擔任校長的十年🙇🏿♀️,學校教學科研基礎條件得到了顯著改善🐕🤲🏻,為學校後期的發展奠定了堅實基礎。
“在三流學校也可以辦一流專業”。陳劍虹的辦學理念一出來👨👨👦,就轟動了全校教職員工。“以前沒人提過,這一下子點明了學校的辦學方向和路徑。”段開軍說。
在陳劍虹全新的辦學理念指導下🪼,學校集中力量加強了焊接工藝與設備、水利機械等優勢專業建設➾。其中焊接專業當時全國排名前五💿。至今,這些專業依舊是蘭州理工大學在全國“叫得響”的一流專業。
1998年🧑🏽🍼🪷,學校材料科學與工程專業獲得博士授權點,成為當時西安以西唯一一個授予博士學位的工科學科,為學校優勢學科發展奠定了學術基礎。在此基礎上,2010年,學校建成了有色金屬先進加工與再利用省部共建國家重點實驗室。
任校長期間☮️,陳劍虹還相繼提出了學校的長遠目標是建成教學和科研兩個中心;倡導改革學製、試行全學分👰🏽♀️,使學製更靈活👨🏻🍼。辦學理念超前的陳劍虹還率先在甘肅省提出招收自費生並予以實施。
1994年🧛🏽♀️,在陳劍虹倡導下🎶,作為教學改革試驗區的技術工程學院成立🤌🏻。該學院實行“全自費🤹♀️、全學分、全走讀”製(即學費全部由學生自行負擔,修夠學分就可以畢業👨🏻🦽➡️🙍🏼♂️,學生全部不住校),開設機械電子工程、計算機通信工程、計算機應用三個專業。
對於人才培養,陳劍虹方向明確🤦🏽♀️。“要培養一名合格的工程技術類大學生,除了在學校從頭學起、接受理論知識外,更需要來自社會上的技術實踐訓練。”陳劍虹認為,學校和企業等應共同合作💇🏼,使大學生既能學習到理論知識,也能在工程實踐中得到鍛煉。這些在當時行之有效的培養模式,到今天仍具有很強的指導意義。
卸任校長之後🙎♀️,陳劍虹將更多的精力放在了研究生的培養上。工科學術研究枯燥👍🏿、熬人。有時,為了一個實驗數據,要在實驗臺和顯微鏡下長時間連續觀察♚,一個數字的錯誤都可能使整個實驗“功虧一簣”。但他樂此不疲🧛🏽,並鼓勵學生要沉得住氣、耐得住寂寞👨🏽🦲,靜下心來👉🏻,不求數量,但求質量,就能出成果🧦。
秉持“貴在質量”的原則🅱️,18年來🧑🏽🌾☣️,陳劍虹培養了13位博士生。其中包括甘肅省第一個工學博士王國珍👷🏿♀️,以及一批專業能力達到國際先進水平的優秀學者,如第14屆中國經濟年度人物特別獎的得主上海電氣集團高級工程師劉霞。
在師生眼中🧑🏻⚕️,陳劍虹對學校的貢獻不言自明👩🏿🦰。但他總是說👰🏻,“是蘭州理工大學給了我施展的機會。”
要“為世界留下點什麽”
面色紅潤,精神矍鑠,聲如洪鐘,雖滿頭銀發🏃𓀍,但全然看不出陳劍虹已邁入耄耋之年。
盡管退休近二十年🐳,但他仍保持著和上班時一樣的作息習慣。清晨六點起床,在校園裏活動、健身,七點準時走進辦公室,開始一天的工作。
在他不到十平方米的辦公室內,兩個大書櫃擺滿了各類中英文書籍👳🏼♂️。從辦公桌到沙發椅上,放滿了最新的學術期刊和報紙🤸🏼。就連辦公桌下,也堆滿了厚厚一沓文獻資料。
“每天不做點研究,就感覺少了點什麽👩🦼➡️。”退休之後🔤,陳劍虹並沒有閑下來,他的英文學術專著《金屬解理斷裂微觀機理》就是在這個時期寫成的。
“別人可以追著熱點走,超導、納米等👩🏽🎨🥟。但我不具備條件和能力,就在金屬脆性斷裂領域一直堅持,一心一意做好這個工作,提升研究水平🧖🏻♀️,達到國際水準。”陳劍虹認為,對問題的研究越深入,收獲的成果越有價值。
“我們的專業能力事關國家工業建設水平。研究人員做得越深入,就越有價值,對國家就會有越大的貢獻。”陳劍虹說。
紮根西北近50年👧🏿,陳劍虹對科研、教學工作中曾經遇到的難題記憶猶新。但他始終認為🦔,正是這種磨難才堅定了他的意誌、培養了他的自信。“如果沒有在甘肅工作🧑🏽💼,我可能沒有現在的成績。”
采訪中🌱,陳劍虹一直在強調,自己只是一名普通的人民教師,做的都是分內事。“我希望我能夠為世界留下點什麽。”陳劍虹說🥸。