结晶与升华_关于彭司勋的故事

结晶与升华_关于彭司勋的故事

近20年国防科技一线的工作经历，犹如一个学者长周期的实习，沉淀出的许多经验和思考，现在可以以文字的形式进行结晶和升华，并成为重返基础研究领域可贵的实验范本。

图 8-5江泽民总书记接见核试验专业会议代表（前排左一为张兴钤，1992年12月11日）

1988年，核工业部撤销，组建中国核工业总公司，九院从核工业总公司中剥离出来，原军工局的职能随之消失。1991年，刚刚归国的张兴钤又回到了九院担任专家，承担着院里的科技指导工作。此时九院已由一个单纯研制核武器的单位，转变成集核武器、高技术、先进常规兵器、民品开发为一体的研究院。

他的一些老朋友已转向高新技术研究战场，陈能宽、于敏已带领杜祥琬、贺贤士、王世绩等精兵强将在ICF、强激光武器、高功率微波武器等方面进行着开拓性的工作。国家863计划中的部分主题已落户九院。实验部第一任主任陈能宽成为国家高技术863相关领域首席科学家。(www.guayunfan.com)1991年，中国核学会和中国核工业总公司联合推荐张兴钤参选中国科学院学部委员（院士）。推荐书“在科学技术方面的主要成就与贡献”栏内，用两页纸对他既往的基础研究和核武器研制工作进行了扼要总结：系统地研究了在蠕变过程中多晶纯铝及其二元单相合金的形变和断裂机构，尤其是晶粒间界的行为。总结如下：晶界滑移和晶粒形变的协调。由对粗晶（1毫米以上）样品的高温（260℃以上）蠕变试验，获得了在切应力的作用下晶粒可研其晶界做相对滑移的明确证据，滑移量可达几十微米。为了使应变连续，不发生断裂，晶粒必须形变以协调由晶界滑移所产生的形变，晶粒形变有以下几种协调形式：在晶粒内形成与滑移晶界连续的形变带，特别是在三晶粒交合处，在粗晶样品中这是很普遍的协调形式；另一种形式是沿滑移晶界两侧窄区域内发生局部形变和形成亚结构；第三种是，若试验温度高（260℃以上），晶界滑移常伴随晶界移动（沿该晶界的法线方向），呈周期性。显然，这是种类再结晶的回复现象，当形变协调不能实现时，所造成的局部应力可导致裂纹的产生。这种协调在纯铝中是完善的，所以晶界裂纹钚产生，在合金中，协调不完善，就产生晶界裂纹。

晶界裂纹的形成和传播。晶界裂纹多产生在位于三晶粒交合处垂直于拉伸应力的晶界上。这是由于在滑移晶界上切应力松弛而在垂直于拉伸应力的晶界上形成法应力集中的缘故。裂纹多成尖劈形，故称尖劈形裂纹。这种尖劈形裂纹形成机构是我们首先提出来的，由于这类晶界承受的是最大法应力，裂纹容易在这类垂直于拉伸应力的晶界上传播，但常中止在另一三晶粒交合处。借助于与拉伸应力成近45°的倾斜晶界的滑移，裂纹可由一个垂直于应力方向的平面传播到和它平行的邻近垂直平面，直至断裂。这种裂纹传播机构也是我们提出来的。

晶粒细化的影响。上述形变和断裂机构是由对粗晶（1毫米以上）样品高温（260℃以上）蠕变试验获得的，因粗晶易于分辨晶界和晶粒的行为。为了研究晶粒细化的影响，进行了晶粒（10微米）铝镁合金在较低温度（150℃）的蠕变试验。在试验样品中晶界滑移和裂纹大量产生，但仍保留很大的塑性并不脆断。和粗晶样品相比，在晶内形成与滑移晶界连续的形变带的现象，则少见。这说明：晶界滑移在较低温度蠕变仍很显著；对细晶材料晶界滑移是更为重要的形变方式；晶界滑移和裂纹并不总是引起脆断。这些都是前人所没有注意到的，但对了解细晶材料的力学性能是很重要的。

晶界断裂面。晶界断裂面并不平滑，且有晶粒形变的痕迹。X光照片显示冷加工的组织。这与晶界滑移必伴随沿滑移晶界两侧窄区域内发生局部形变和形成结构相一致。据此，提出断裂面形成的机理。

这些论文发表后，在以后发表的有关高温强度、断裂理论、合金的超塑性以及组织对高温合金力学性能影响的文章中常被引用。可认为这些工作是由原子尺度到宏观尺度了解多晶材料力学行为的桥梁，可为建立半定量或定量的关系式发挥作用。

在北京钢铁工业学院任教期间，根据讲稿和其他教师合作编写了《金属及合金力学性质》一书。这是一本在当时用现代知识和理论扼要阐明金属和合金力学性质书。据了解，有的学校也用为教材。

在任九院实验部主任和院副总工程师期间，在爆轰物理方面，曾参与实现聚合爆轰波的试验研究工作。为此，试验必须和理论密切结合，掌握起爆元件的设计、试验方法及爆轰波传播的规律。还要研究、确定部件和装配质量容许公差，提出并参与了模拟装置放松公差式验。参与建立了飞行试验装置及为其服务的遥测技术，无疑，这种试验在安全，经济和技术上的意义都很大。还在核测试方面，参与组织最初几次检验核装置设计性能的国家试验测试工作，为判定核爆效果提供数据和为建立可靠的核物理和核化学测试方法奠定了基础。

图 8-6张兴钤荣获“国家科学技术进步奖特等奖”（1985年）

在原九三厂任副厂长兼总工程师期间，参与开展相关部件工艺改进工作。参与建立了装置的自动或半自动的检测技术，类似技术可用于其他材料。与分解试验研究，广泛调研和论证，提出微量水分是主要腐蚀介质，决定采取尽量减少水分来源的措施以控制腐蚀。《中国科学院学部学部委员推荐书》（核工业部和核学会分别推荐），原件现存于中国科学院。

图 8-7张兴钤当选中国科学院学部委员（1991年）

在张兴钤所获得的奖项里，绝大多数不能对外公开发布，但他在我国核武器研制事业里所做的贡献却永远铭刻在历史的丰碑上。1985年，因为在氢弹的突破和武器化工作中有突出贡献，张兴钤被授予“国家科学技术进步奖特等奖”。1991年11月，他众望所归地当选为中国科学院（技术科学部）学部委员，这是对于他取得科学成就的认可，也是一个科技工作者在学界获得的至高评价。紧接着，一系列荣誉和头衔纷至沓来：中国核学会荣誉理事、国务院发展研究中心国家技术经济研究所顾问、中国核学会核材料分会理事长、国务院政府特殊津贴、中国工程物理研究院科技委科学顾问……

但他并没有在科学研究的道路上就此止步，又把全部精力投入了调研核材料科学进展的工作之中。他把在国外期间获得和调研到的最新技术资料，及时传递给九院的相关研究所，促进对科学研究的引领和加工工艺的改良。他长期关注着学科发展的动态，倾尽全力予以支持，为了帮助九院的中青年科技人员深入了解世界最新的研究动态，他积极推动一些院内自办刊物的发展，九院内部刊物中有一份《先进材料研究信息》就是由他题写的刊名，并经常给编辑部转来他调研的文献资料。这份刊物对武器级核材料的研究动态予以关注，对九院相关研究领域有着非常重要的参考价值。

图 8-8张兴钤院士给《先进材料研究信息》题写刊名（2002年）

1997年7月26日，他又一次来到了美国，又一次站在了美国大学的讲台上。几十年前，他是在麻省理工学院以个人的身份宣读自己的科研成果。而这一次，他是代表中国，在斯坦福大学国际研究中心组织的“裂变材料保护研讨会”上，发表了“中国核材料保护现状”的讲话，向世界各国的核材料专家报告了中国核材料的控制措施及实施情况，阐述了中国政府对于核裁军和核材料控制的立场与所采取的措施，引起世界舆论的广泛关注。

在等候回国的飞机场，他与同在机场候机的女儿张涵相遇，因飞机晚点，父女俩有了一个小时的相聚。这一个小时的相聚，给小涵留下了深刻的记忆，父亲也许是上了年岁，特别愿意跟女儿回顾往事，也是在这个时候，小涵才知道了在老家河北武邑的崔乡村，父亲的童年里还有那么多让他留恋的往事。在求学的道路上，尽管千辛万苦，父亲为什么能那样的执着。在离家18年的日子里，纵然书信很少，但他对家的思念却是从未断过。小涵后来回忆说：“我小时候因为缺少他的陪伴留下了很多遗憾，那一次的相聚，我好像真正理解了我父亲。从小我记得他对我说过的最多的一句话就是，女孩子也要好好读书，一定要自立。”短短的一小时，成了张兴钤与他的女儿弥足珍贵的记忆。

图 8-9张兴钤夫妇与大女儿张涵一家在北京家中合影（2009年7月）