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骄傲丨陈剑虹教授登上《瞭望》新闻周刊

作者:张文静  来源:瞭望 浏览次数: 发布时间:2017-07-03

陈剑虹:矢志不渝的坚守


“能够坚守在西部,坚持不懈地在一个领域里做出别人没有做出来的东西,就是没有辜负国家的期望和信任。”


1996 年7 月,陈剑虹教授在美国哈佛大学讲学


  出生于杭州、在昆明读小学、在上海读中学,又到清华大学攻读本科和研究生。在最风华正茂的年龄,从北京来到兰州,在甘肃工业大学(现兰州理工大学)开始焊接方向的专业研究。
  
  在“得不到大奖、拿不到大钱”的研究领域,他数十年如一日,耕耘不辍,硕果累累。2008年,他被授予我国焊接界的最高荣誉——“中国焊接终身成就奖”。他就是我国著名的焊接冶金专家陈剑虹教授。
  
苦心孤诣的“工匠”
  
  “虽然我是南方人,但在西北生活几十年了,已经习惯了这边的气候和饮食。”出生于江南水乡的陈剑虹说,是焊接这个“红娘”把他和位于西部地区的兰州联系在了一起。这一联系,就是一辈子。
  
  1967年,陈剑虹从清华大学焊接专业研究生毕业,被分配到原北京机械学院任教。按照当时国家布局需求,1968年,北京机械学院焊接专业整建制迁入原甘肃工业大学。
  
  “祖国哪里需要我,我就到哪里去。”没有丝毫犹豫,陈剑虹收拾好行囊,赶赴经济欠发达的兰州,开展科研教学工作。
  
  焊接是一门融材料冶金、机电控制、结构力学等学科为一体的综合科学和工艺技术。“就如同缝衣服”。陈剑虹解释说,小到模具机器,大到西气东输管道、太空飞船和航空母舰,都需要用到专业的焊接工艺。尤其在实践操作中,金属的材料、焊接区的温度、焊接接头的结构设计等等,各个细节都决定着焊接效果。当然,这些细节也决定着中国工业制造业的水平。
  
  “泰坦尼克号被誉为‘永不沉没的船’,有着良好的防水措施,使得它在任意几个水密舱进水的情况下都不会沉没,但是水面线下的船体由10张30英尺长的高含硫量脆性钢板焊接而成。这些沸腾钢钢板撞击冰山时因韧性不够而很快发生脆性断裂。这就是那个年代因解理断裂带来的灾难。”陈剑虹用这个例子形象地说明焊接工艺和脆性断裂的重要性。
  
  上世纪80年代,陈剑虹将研究目光聚焦到金属解理断裂方面。解理断裂会造成宏观脆性断裂,它的裂纹发展十分迅速,常常造成零件或构件灾难性的总崩溃。
  
  那个年代,国内很少有人系统研究解理断裂机理,几乎没有参考材料。幸运的是,陈剑虹于1983年被国家公派到日本大阪大学进修。
  
  “日本有当时很先进的电子显微镜,我只要有时间就到实验室里用显微镜观察。”陈剑虹说,这一时期的研究,使他发现了焊接接头里的韧性与组织结构的关系,这为他后来从事解理断裂研究奠定了基础。
  
  兰州理工大学教授曹睿是陈剑虹培养出的一位拔尖人才。在她看来,老师最重要的贡献是就解理断裂的物理模型提出了一个完整的理论体系,系统描述了解理断裂的微观过程、临界事件、断裂准则,阐述了组织和韧性的关系。特别是焊缝和热影响区晶粒尺寸和韧性关系,以及钛铝合金的断裂行为。
  
  “通过这个研究体系可以全面系统地理解金属解理断裂的微观机理,建立重要的物理概念,也能学习到与韧性有关的工业应用问题的分析和解决方法。”曹睿说。
  
  陈剑虹说,有了解理断裂的物理模型,就掌握了系统的研究方法,能够准确评价不同金属材料在不同情况下的断裂行为。
  
  陈剑虹提出的解理断裂新模型及三个判断准则,修正了1973年国际学界主流公认的RKR模型。这个模型提出了一个人为的条件,即正应力必须在一个特征距离上满足断裂准则才会发生解理断裂。而陈剑虹提出的模型则无需求助于一个人为的距离假设。
  
  “陈老师和团队研究人员在国际通用的应力准则基础上还提出了另外两个准则,这就是满足应变、应力及三向应力度的三个准则。”曹睿解释。
  
  1997年,在国际解理断裂专题会上,美国断裂研究专家A. R. Rosenfield总结了陈剑虹团队提出的三准则模型,并将陈剑虹和他的博士生王国珍完成的物理模型称为“陈·王图象”。
  
  这项研究也为兰州理工大学1998年获得焊接专业博士授权点奠定了学术基础。
  
  2002年,陈剑虹带领团队又对该研究进行了完善,从而解决了上世纪70年代以来存在的一个科学问题:为何预裂纹试样中,在很小载荷时裂纹前端的正应力已超过试样的解理断裂应力而解理不能发生。
  
  多年的研究为陈剑虹带来了意想不到的收获。1996年,应国际断裂力学权威Rice教授的邀请,陈剑虹在哈佛大学作了解理断裂的学术报告;2008年,他被中国焊接学会授予“中国焊接终生成就奖”;2014年,他综合了所著70余篇学术论文,由国际著名出版集团Elsevier出版了英文科学专著“Micromechanism of Cleavage Fracture of Metals”(《金属解理断裂微观机理》);2016年,应美国焊接学会邀请,在其年会上作大会报告,成为被美国焊接学会邀请作大会报告的第一个中国焊接学者。
  
敢为人先的教育家
  
  陈剑虹说,自己并不聪明,做出的科研成果,是靠勤奋和努力获得的,也得益于自己在国内接受到的最好教育。
  
  在日本进修的那年,他在国际综合材料类顶尖杂志ActaMetallurgica上发表了第一篇国际学术论文。当时他已47岁。也正是在那一阶段,陈剑虹意识到,中国人在国际上的科研成果少并不是因为中国人比别人笨,而是科研基金不足、基础设备和实验条件差。
  
  1985年,陈剑虹就任原甘肃工业大学校长一职。他一边积极投身学校基础设施建设,一边创新性地提出了“三流学校办一流专业”的理念。
  
  “只要为学生创造出良好的学习环境,再加上学生的勤奋和努力,出成果是迟早的事。”作为工科类高校,实验设备和条件对于学生的成长成才非常重要。而当时学校建设主要的困难就是经费不足,缺少实验设备。
  
  陈剑虹的性格低调不张扬,但为了学校发展,他还是鼓起勇气,多次前往北京申请。他的努力得到了当时主管部门的支持。由此,学校引进了扫描电子显微镜、激光衍射仪等当时先进的进口设备,基本满足了师生的科研和教学需要。
  
  兰州理工大学党委宣传部部长段开军认为,陈剑虹担任校长的十年,学校教学科研基础条件得到了显著改善,为学校后期的发展奠定了坚实基础。
  
  “在三流学校也可以办一流专业”。陈剑虹的办学理念一出来,就轰动了全校教职员工。“以前没人提过,这一下子点明了学校的办学方向和路径。”段开军说。
  
  在陈剑虹全新的办学理念指导下,学校集中力量加强了焊接工艺与设备、水利机械等优势专业建设。其中焊接专业当时全国排名前五。至今,这些专业依旧是兰州理工大学在全国“叫得响”的一流专业。
  
  1998年,学校材料科学与工程专业获得博士授权点,成为当时西安以西唯一一个授予博士学位的工科学科,为学校优势学科发展奠定了学术基础。在此基础上,2010年,学校建成了有色金属先进加工与再利用省部共建国家重点实验室。
  
  任校长期间,陈剑虹还相继提出了学校的长远目标是建成教学和科研两个中心;倡导改革学制、试行全学分,使学制更灵活。办学理念超前的陈剑虹还率先在甘肃省提出招收自费生并予以实施。
  
  1994年,在陈剑虹倡导下,作为教学改革试验区的技术工程学院成立。该学院实行“全自费、全学分、全走读”制(即学费全部由学生自行负担,修够学分就可以毕业,学生全部不住校),开设机械电子工程、计算机通信工程、计算机应用三个专业。
  
  对于人才培养,陈剑虹方向明确。“要培养一名合格的工程技术类大学生,除了在学校从头学起、接受理论知识外,更需要来自社会上的技术实践训练。”陈剑虹认为,学校和企业等应共同合作,使大学生既能学习到理论知识,也能在工程实践中得到锻炼。这些在当时行之有效的培养模式,到今天仍具有很强的指导意义。
  
  卸任校长之后,陈剑虹将更多的精力放在了研究生的培养上。工科学术研究枯燥、熬人。有时,为了一个实验数据,要在实验台和显微镜下长时间连续观察,一个数字的错误都可能使整个实验“功亏一篑”。但他乐此不疲,并鼓励学生要沉得住气、耐得住寂寞,静下心来,不求数量,但求质量,就能出成果。
  
  秉持“贵在质量”的原则,18年来,陈剑虹培养了13位博士生。其中包括甘肃省第一个工学博士王国珍,以及一批专业能力达到国际先进水平的优秀学者,如第14届中国经济年度人物特别奖的得主上海电气集团高级工程师刘霞。
  
  在师生眼中,陈剑虹对学校的贡献不言自明。但他总是说,“是兰州理工大学给了我施展的机会。”
  
要“为世界留下点什么”
  
  面色红润,精神矍铄,声如洪钟,虽满头银发,但全然看不出陈剑虹已迈入耄耋之年。
  
  尽管退休近二十年,但他仍保持着和上班时一样的作息习惯。清晨六点起床,在校园里活动、健身,七点准时走进办公室,开始一天的工作。
  
  在他不到十平方米的办公室内,两个大书柜摆满了各类中英文书籍。从办公桌到沙发椅上,放满了最新的学术期刊和报纸。就连办公桌下,也堆满了厚厚一沓文献资料。
  
  “每天不做点研究,就感觉少了点什么。”退休之后,陈剑虹并没有闲下来,他的英文学术专著《金属解理断裂微观机理》就是在这个时期写成的。
  
  “别人可以追着热点走,超导、纳米等。但我不具备条件和能力,就在金属脆性断裂领域一直坚持,一心一意做好这个工作,提升研究水平,达到国际水准。”陈剑虹认为,对问题的研究越深入,收获的成果越有价值。
  
  “我们的专业能力事关国家工业建设水平。研究人员做得越深入,就越有价值,对国家就会有越大的贡献。”陈剑虹说。
  
  扎根西北近50年,陈剑虹对科研、教学工作中曾经遇到的难题记忆犹新。但他始终认为,正是这种磨难才坚定了他的意志、培养了他的自信。“如果没有在甘肃工作,我可能没有现在的成绩。”
  
  采访中,陈剑虹一直在强调,自己只是一名普通的人民教师,做的都是分内事。“我希望我能够为世界留下点什么。”陈剑虹说。

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