知名人物 李林人物简介

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知名人物 李林人物简介

·李林



李林,金属物理学家、核材料学家和超导材料学家。早期从事钢铁材料研究,50年代末以后,为开拓我国核材料的堆内行为研究领域、并为我国反应堆的研制做出贡献。80年代以来从事超导材料研究,是我国高温超导薄膜研制方面的先驱者之一。

李林,1923年10月31日出生于北京。是杰出的地质学家李四光的独生女儿。父亲的言传身教,使李林从小就培养了勤奋读书、爱动脑筋、擅长动手的品德和能力。母亲许淑彬曾是北京女子师范大学附中的教师,教授英语和钢琴。她在家里既是慈母又是良师。李林从小受到良好的教育和熏陶。1934年冬至1936年夏,李四光应邀赴英国讲学,李林在伦敦上学。抗日战争爆发后,全家内迁桂林。1940年,年仅16岁的李林考取了广西大学,成为机械系唯一的女生。目睹日本侵略军飞机的肆虐妄行,她义愤填膺,要为祖国国防事业贡献力量。1944年大学毕业后,她独自来到设在成都的航空研究院,在机械结构组做助理员。在紧张繁忙的工作中,她学到许多机械、材料方面的新知识,并积累了经验。1946年7月,李林获得英国文化协会奖学金赴英留学,在伯明翰大学学习金属物理,师从金属位错理论奠基者A.H.考垂尔(Cottrell)博士,1948年初,获硕士学位。随后,到剑桥大学冶金系做实验员。由于她扎实的专业知识和娴熟的实验技巧,赢得了教授的青睐。经教授推荐,她获得了英国金属学会奖学金,在著名金属物理学家J.纳丁(Nutting)教授指导下,用透射电子显微镜研究金属材料的结构,成为我国第一位用透射电镜研究材料的科学家。1949年,李林与当时在剑桥大学攻读博士学位的邹承鲁结婚,李四光在博茨毛斯海边主持了他们的婚礼,1953年在上海生下女儿邹宗平。1951年5月,邹承鲁取得博士学位后,毅然踏上回国的征途。同年10月,李林完成了博士论文“低碳钢的时效硬化”。为排除国际反华势力的阻挠,在论文答辩的第二天,秘密乘船,经瑞典和苏联回到祖国。她舍去博士学位证书,独自设计回国途径,单身上路,足见其回国的勇气和决心。直到30年后的1981年,这份证书才被她的导师纳丁教授带到北京。

回国后,李林应邀在上海的中国科学院工学实验馆(冶金所的前身)工作,成为当时任馆长的著名冶金学家周仁的得力助手。在周仁领导下先后对球墨铸铁和包头铁矿高炉冶炼过程中氟的行为进行了研究。她还参加了低合金钢中用微量硼替代合金元素Ni和Cr的研究,在金属学报上发表了三篇文章。在此期间她建立了透射电子显微镜及电子衍射实验室,为冶金所开展电镜工作奠定了基础。

1956年8月,研究性重水反应堆在北京房山开工兴建。当时任中国科学院物理研究所(中国原子能科学研究院前身)所长的钱三强约见李林:“我国要发展原子能事业,需要从事材料科学研究的专家,我们考虑调你来所。”9月,成立金属物理室(第六研究室),李林任副主任。筹建研究室和科研工作的重担主要落在李林肩上。1958年,反应堆建成。李林正式调入中国科学院原子能研究所。

第六研究室从事核材料的研究,主要承担反应堆材料及燃料组件堆内行为研究。一批批大学生来室报到,李林就是这支年轻队伍的指挥员。经过对任务的剖析,确定了六室的组织形式和工作内容。设立四个大组:燃料元件组,新材料性能试验组,基础理论组和综合组。并组织人力制订工作计划。在任务艰巨、担子沉重的情况下,她提出边筹建、边开展科研的工作方针,带领这支年轻的研究集体,在我国开拓了反应堆材料研究这个新领域。

在核武器研制带动核工业大发展的60年代,李林带领的研究集体为生产堆和核潜艇反应堆设计、建造提供了大量燃料、材料腐蚀及辐照后性能数据,解决了一个又一个技术难题。

1971年李四光病逝,李林的母亲也在病中。她一面伺侯老母亲,一面整理父亲的遗作,两年内先后整理出版了7本著作。

1973年母亲去世后,李林应彭桓武邀请来到中国科学院高能物理研究所,从事超导磁体和超导线材的研制工作。这又是一个全新的领域,她热爱这个专业。1978年,经赵忠贤提议她被调到中国科学院物理研究所参加超导材料研究,成立了第九研究室,从事高温超导体探索。李林任研究室主任,赵忠贤任副主任,发挥各自所长,合作得更好。李林带领组内同志研究了当时超导临界温度最高的A15 Nb3Ge薄膜,并提出了生成稳定性高的A15 Nb3Ge超导相的机制。1986年,研制了Sr-La-Cu-O高温超导薄膜,接着又研制成功Y-Ba-Cu-O高温超导薄膜。他们的工作在国内开展最早,达到了当时的国际水平。李林运用透射电镜、扫描电镜、扫描隧道显微镜、原子力显微镜,研究薄膜的生长机制,使我国在高温超导薄膜的制备及生长机理研究方面一直处于国际先进水平。目前正带领学生研究用高温超导体制备的约瑟夫森结的微结构,为超导量子干涉器件(SQUTD)的研制及应用奠定基础。

李林于1958年加入中国共产党。曾任全国青联副主席,全国妇联常委,现任全国政协委员。1980年被选为中国科学院数理学部学部委员。1980年以来,任中国核材料学会副理事长,电镜学会理事,材料学会理事。

李林先后从事钢铁材料研究、核材料及高临界温度超导薄膜研究,主要研究工作和成就有以下几个方面。

为我国冶金工业做出重要贡献



李林回国后接受的第一项工作是球墨铸铁研究。球墨铸铁是具有球状石墨结晶的铸铁。本世纪40年代末才被发现,50年代初我国开始试制。它具有优良的机械性能、加工性能和铸造性能;生产工艺简便,成本低廉,在机械制造业中有广泛的应用。在周仁的领导下,对球墨铸铁进行了系统研究。李林主要研究球墨铸铁的热处理与合金球墨铸铁。她始终战斗在第一线,取样和金相测试都是自己动手。经过几年努力,选择了合理的热处理制度,提高了韧性;又做了基体添加合金成份的试验,提高了强度。该成果在1956年获得中国科学院自然科学三等奖。李林及其合作者沈立衍、陈效秋获“上海市三八红旗手”称号。

根据当时我国缺乏Ni、Cr资源情况,李林还试制锰钼合金钢,并对添加微量硼的渗碳钢、结构钢进行了研究,这些钢种在1958年列入冶金部部颁标准。

李林还参加了周仁主持的“包头铁矿高炉冶炼过程中氟的行为研究”。由于铁矿含氟量高,李林研究了含氟炉渣对耐火材料的腐蚀问题,并提出石墨是较为理想的耐火材料,这使包钢得以全面开发,并成为我国特种钢的生产基地。为此,1981年获得国家自然科学三等奖。

开拓我国核材料堆内行为研究领域



1958年10月,二机部决定核潜艇动力堆研究实验任务由原子能研究所承担。1960年末,我国生产堆设计及工程建设因前苏联撤退专家、停止供应图纸设备而被迫停顿。这两种类型反应堆的建设,特别是燃料元件和堆芯结构材料只能立足于国产材料和工艺。按照任务需要,六室工作重点必须转向国产材料及燃料元件堆内使用性能验证,主要是辐照和腐蚀性能验证。

核燃料和结构材料在反应堆中随冷却剂腐蚀冲刷和中子辐照,性能发生变化。这些堆内行为是影响反应堆安全性、可靠性和经济性的关键。辐照后燃料、材料具有强放射性,必须在射线屏蔽的箱室内远距离操作。由于经费不足,不能购买专用设备,许多试验设备都只能用标准设备改装或自行研制。所以,室里的技术骨干都学会了自行设计、改装设备的基本功。他们自己动手,因陋就简,把同位素分装热室改装成材料检验热室;还设计建造了铅工作箱、堆内辐照装置、腐蚀试验用高压釜及动水冲刷回路。并在射线屏蔽的箱室内增建尺寸测量、外观观察、X射线照相、力学性能、金相分析等装置,以及X射线衍射分析、电子显微镜分析等。这些设备和设施为国产材料性能及工艺验证、辐照及腐蚀机理研究提供了大量宏观性能和微观组织分析数据。60年代末,她领导筹建我国第一个大型反应堆燃料材料检验热实验室,该实验室至今仍在为我国核电站燃料组件性能研究方面发挥作用。

包壳和工艺管是生产堆的堆芯部件,应有足够的耐蚀性和强度。在研制中,李林参与资料调研、选材论证,并指导所内攻关。通过静水、动力腐蚀试验及辐照后力学性能测试,为选材、工艺验证和使用性能评定提供科学依据,为顺利投产创造了条件。

燃料元件由专门工厂研制。李林多次到工厂现场指导,并参加铀芯一包壳结合层的攻关,用电镜分析了铝—镍—铀结合层的相组织,为元件的工艺评定提供依据。

1965年,李林领导了生产堆燃料元件辐照后检验,进行了外观观察、尺寸测量、检漏、X射线照相等。为观察具有强放射性的燃料元件金相结构,李林提出用复型方法,并亲自动手制备高分辨率复型。同时,还指导研究专用阴极真空蚀刻装置,改善蚀刻浮雕结构。用光学显微镜和电子显微镜,观察了辐照后的铀芯、铝—镍—铀结合层的金相组织。她从样品选取、回路冲刷、堆内辐照、性能测试到辐照后检验,深入现场指导工作,并亲自参加热室检验工作,负责辐照后金属的金相研究。她深入到实验的各个环节,如节割、镶嵌、磨光、抛光直至复型制备、电子显微镜观察。通过检验,得出了“我国自行研制的元件能满足大型生产堆运行要求”的结论,使国产元件得以顺利装堆。

与此同时,潜艇动力堆的研究工作也在紧张进行。压力壳是关键部件。压力壳钢在堆内长期中子辐照后,冲击韧性降低。因此,寿期内压力壳钢脆性转变温度上升值成为安全评定的关键数据。60年代中期,李林主持了国产压力壳钢的辐照脆化研究,测出了母材、热影响区及不同取向的钢样品辐照后脆性转变温度,为堆本体设计及运行提供了科学依据。

潜艇动力堆另一关键部件是燃料组件,燃料为二氧化铀芯块。芯块导热差,温度梯度大,中心温度高。同时,辐照后产生的裂变气体会引起芯块肿胀,一旦释放还会引起内压增高,使包壳承载过大。60年代中期,燃料设计单位把这项研究工作作为急迫任务下达给六室。李林主持研究了二氧化铀芯块堆内热导、中心温度、内压、裂变气体释放及辐照后芯块重结构(Bestructure)分析,提供了大量堆内行为数据,为燃料组件设计解决了燃眉之急,并开创了堆内仪表化测量技术,掌握了堆内芯块温度测量、裂变气体堆内在线测量等技术。

60年代末,李林还主持了潜艇燃料组件堆内考验后的全面性能检验研究。根据检验结果,对组件局部结构提出了改进意见,改进后的燃料组件具有足够的安全裕度。通过辐照后燃料组件的检验分析及性能研究,验证了设计和制造工艺,并得出了结论:我国自动研制的燃料组件能满足潜艇反应堆的运行要求。

她还重视人员培养,提供边干边学,互教互学,使学术活动活跃起来。除了自己经常做学术报告外,她还邀请葛庭遂来室讲课;邀请吴乾章、李恒德参与学术指导。她注重研究室管理,在研究所的领导和支持下,她结合研究室实际,认真制定本室各类人员职责、培训考核、成果管理、技术档案等各项规定,坚持执行,行之有效。

探索高临界温度超导薄膜制备规律



从70年代末开始,李林从事超导磁体和超导线材的研究,以及超导薄膜的制备和成相规律研究。用自己设计的吸气溅射仪,第一个在中国制备出临界超导转变温度最高(23K)的A15 Nb3Ge化合物薄膜,这在当时国际上也是为数不多的。接着,李林系统地研究了A15 Nb3Ge亚稳相的成相规律,并得出了新的机制,即富Ge的Nb-Ge膜中四角Nb5Ge3稳定高于Tc A15相的机制,并用透射电子显微镜证明A15相是经过马氏体相变形成的。该项成果受到国内外同行的好评,达到当时的国际先进水平。1986年,用直流磁控溅射及后热处理法获得了Tc=27K的Sr-La-Cu-O超导薄膜。1988年,制备出Tc=90K、临界电流密度Jc=1.34×106A/cm2(零磁场,77K)的Y-Ba-Cu-O超导薄膜,使我国高温超导薄膜处于国际先进水平。为此,她领导的小组获1991年中国科学院科技进步一等奖、1992年国家科技进步二等奖;她所领导的超导薄膜制备工艺及超导研究课题组被评为中国科学院“七五”重大科研任务先进工作集体。1993年她被授予“全国三八红旗手”称号。近十几年来,李林在高温超导薄膜研究的前沿阵地上,不断地提出新的想法,发展新的制膜及分析方法,如激光制膜等。

重视青年人才培养



李林有强烈的事业心和钻研精神,勇于开拓,并顾全大局,服从工作安排,按国家需要多次更换研究领域,并都做出了成绩。

李林为人正直、热情,待人坦诚,平易近人,严于律己,宽厚待人,深受大家爱戴。

工作中她注重实践,深入实验的各个环节,并亲自动手。她对下属要求严格,使用放手,充分发挥各人特长,调动每个人的积极性。她带领的研究集体一直是团结协作、工作愉快、充满生气的集体。

她热心培养青年人。要求学生遵守科研道德,有协作精神。在指导方法上,注重发挥个人特点,调动他们的科研能动性。论文题目一般是由她选定并征询学生意见,开题后,文献调研、实验方案的设计就放手让学生去做。

在科研工作中,她不断培养优秀青年人才,为青年人独立工作创造条件,鼓励他们创造新的业绩。

科学家的生活紧张而繁忙,但李林夫妇仍有广泛的业余爱好。栽培花卉、饲养小鸟、打太极拳、散步,是他们的赏心悦事。他们酷爱音乐,或许正是那悠扬的乐曲赋予科学家以灵感。这个拥有三位院士的华夏第一家,生活丰富多彩。

简 历



1923年10月31日 生于北京。

1944年 广西大学机械工程学系,获学士学位。

1948年 英国伯明翰大学冶金系,获硕士学位。

1951年 英国剑桥大学冶金和材料科学系,获博士学位。

1951~1958年 中国科学院上海冶金研究所,副教授。

1958~1960年 中国科学院原子能研究所,副教授,研究室副主任。

1960~1971年 中国科学院原子能研究所,教授,研究室主任。

1972~1978年 中国科学院高能物理研究所,教授。

1978年~ 中国科学院物理研究所,教授,研究室主任。

1980年~ 当选为中国科学院学部委员,并任中国核材料学会副理事长,电镜学会理事,材料学会理事。

主要论著



1 Lee A L(李林),Nutting J. The oxide replica of irom. 2nd International Congress of Electron Microscopy,paris,1950

2 Lee A L,Menter J W,Nutting J. Austenite in low carbon iron,proc. Phys. Soc. London,1952,65B:305

3 周仁,李林,沈立衍,陈效秋.球墨铸铁的热处理.中国科学院金属研究报告会刊,1954

4 李林,关启标.渗碳钢中加微量B的研究.金属学报,1956,1(3)

5 李林,孙少芬.放射性材料的复型技术.原子能科学技术,1964,(8)

6 Li L(李林),Zhao B R,Zhou P et al. Preparation and analysis of high Tc Nb-Ge films,J. Low Temp. Phys. 1981,107(3/4)

7 Li L,B R Zhao. The stabilization of (T)Nb5 Ge3 Ge,on A15 Nb3Ge,Advances in Cryogenic Eng. Materials. 1985,32: 1079

8 赵柏儒,高炬,李林.溅射膜中高Tc A15相的形成规律.中国科学,1986,A(6):616

9 Li L,Zhao B R et al. Superconductivity of Sr-La-Cu-O thin films,Chinese Phys.Lett. ,1987,4(5):233

10 Zhao B R,Wang H S,Li L et al. Study of Ba-Y-Cu-O thin films with zero resistance at LN2 region prepared by magnetron sputtering. Chinese Phys. Lett., 1987,4(12):529

11 Zhang Y Z,Li L,Zhao Y Y. et al. Epitaxially grown YBCO thin films on low loss LaAlO3 substrate. Modem Phys. Lett.,1990,B4(5)369

12 Zang Y Z,Li L. et al. On-axis magnetron sputtering of large area high quality YBa2 Cu3 O7 superconducting thin films,Appl. Phys. Lett.,1992,61(3):348

13 Qiu X G,Li L. et al. Heteroepitaxial multilayesr of YBa2 Cu3 O7 and PrBa2 Cu3 O7on SrTiO3 and LaAlO3 substrates by sputtering. J. Appl. Phys.,1992,72(5) : 2072

14 Tian Y J,Li L. et al. Large Area,low microwave surface resistance thin films of

YBa2 Cu3 O7 prepared by pulsed laser ablation. Physica C,1994,220: 114

15 Guo L P,Tian Y J,Li L. et al. Microstructure and properties of YBa2 Cu3 O7 thin films with BaO precipitates. Apple. Phys. Lett.,1994,65: 234

16 Tian Y J,Li L. et al. Correlation between distribution of outgrowths and microwave surface resistance for YBa2 Cu3 O7 thin films. Appl. Phys. Lett.,1994,65: 2356

17 Guo L P,Li L. et al. Microstructure of outgrowths on the surface of laser ablated YBa2 Cu3 O7 thin films. Physica C,1995,241: 30

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