李恆德 -清華大學材料科學與工程系教授

李恆德

清華大學材料科學與工程系教授
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李恆德(1921年~),河南省洛陽市人。著名的核材料、材料科學專家。中國核材料和金屬離子束材料改性科學技術的先驅者之一。

1942年畢業于國立西北工學院獲學士學位;1947年畢業于美國卡尼基理工學院獲碩士學位;1953年畢業于美國賓夕凡尼亞大學獲博士學位;1955年任清華大學教授;1994年,當選為中國工程院首批院士。

李恆德在國際上最早進行鈹單晶塑性形變研究並闡明了鈹的脆性機製和本質。對中國核反應堆用鑄管的軋製工藝和氫化物分布關系,核燃料微芯試製以及帶電粒子束輻射效應的早期和中國的核材料教育事業都作出了巨大貢獻。他是國內最早開拓離子束材料改性新領域的專家之一,在國內最早領導開展離子註入金屬材料改性研究,並首先指導研製成具有特色的離子束介面混合的模擬程式。曾獲國家級或省部委級獎勵四項,發表不同研究方向上具有代表性的論文近百篇。

  • 中文名稱
    李恆德
  • 出生地
    河南洛陽
  • 出生日期
    1921年( 辛酉年)
  • 職業
    核材料、材料科學專家
  • 畢業院校
    國立西北工學院
  • 主要成就
    中國工程院院士

人物經歷

1921年,出生于河南省洛陽市;1946年,赴美留學;1947年,美國匹茲堡卡尼基理工學院冶金系畢業(碩士)。

李恆德院士李恆德院士

1948年秋,李恆德接受美國海軍研究局的課題,從事金屬鈹的研究。當時鈹作為一個新型的原子能金屬引起人們極大的重視。但是,人們對這個鮮為人知的很貴的金屬的力學性能了解很少,特別是它的脆性。于是他就從試製鈹單晶做起,並對幾十種位向的鈹單晶做理學試驗,詳細觀察鈹單晶的變形行為。他發現鈹的滑移系統隻有一個,大多數位向下都靠孿生變形,這樣就不能提供大量的變形量。

1953年,李恆德獲賓夕法尼亞大學材料科學專業博士學位;1954年12月回國;1955年4月至1957年8月,任清華大學機械系副教授,教研室主任。

1956年,李恆德建立了清華大學的核材料專業,為國家核事業培養了一大批關鍵的人才。

1957年8月至1988年9月,任清華大學工程物理系副教授,教授,教研室主任,副系主任,系主任;1963年至1966年,中國科學院原子能研究所兼任研究員。

1973年,李恆德利用凝膠沉淀法最早在中國研製出二氧化鈾的微球。

1974年至1975年,李恆德在西北有色金屬研究院住廠近1年時間,根據當時中國外對威脅反應堆安全的鋯合金包殼管材氫氧化物位向引起的脆斷問題,提出並主持了中國鋯合金管材的氫氧化物分布研究。他提出了氫化物取向主要取決于管材的織構和加工工藝,幫助研究院建立管材織構的測定方法,提出基極取向因子V的概念和計算公式通過對大量不同工藝、不同冷做程式、不同熱處理製度的中間取樣和最終管材的取向因子的測定和滲氫試驗,終于建立了管材織構取向因子V48和氫化物取向因子F48間的關系,這個工作的意義是找到了控製薄壁鋯管中氫化物分布的規律和途徑,避免堆用鋯管氫化物最有害的徑向取向,改變為有利的周向取向,最終可以降低燃料包殼管材氫脆開裂的傾向,提高了反應堆的安全性。這在一系列工程中都得到了套用。

自1978年之後,李恆德領導他的研究組進入了金屬離子束表面改性的研究新領域,他和他的合作者們在國際上發表論文100多篇,在中國獲得了多項獎勵。他們系統地對離子註入對鋼的磨損的復雜的影響因素做了較深層的規律性研究,發現了一系列有意義的規律,結果發表于1983年。這一研究曾吸引國際上不少專家學者的註意,圖和曲線也得到了多次引用。美國海軍研究所的專家在一次國際大會上做綜合報告時曾特別提到這一研究"是迄今為止最全面的研究。這些結果對整體趨向的研究極為有用"。

1979年至1997年,兼任清華大學材料研究所所長;1986年至1994年,任國家自然科學基金委材料及工程科學部主任;1988年,任清華大學材料科學及工程系教授。

從1989年起,李恆德教授瞄準天然生物礦物和仿生材料,對貝類珍珠層的復合層狀結構進行了細致的觀察和研究。還曾利用多靶的粒子束濺射方法,以及珍珠層的放生原理,研製出一系列的異質納米多層膜,並對這些總厚度不及1μm的多層膜硬度和韌性進行了系統的研究。這些工作更具有基礎性和試探性。他們正著手研究生物燃料,就是利用葉綠素進行光合反應,然後形成回路,產生光能。這是一種清潔能源,是一個研究趨勢和方向。李恆德教授做了10年的核材料,20年的離子束,30多年的仿生生物材料,從物理到化學再到生物,跨學科搞研究。在這些領域裏,他指導和培養了一大批的優秀人才,在中國的各個領域裏做出了重要的貢獻。

1991年,當選為中國傑出青年基金委員會副主任,中國材料研究學會(C-MRS)理事長。

1994年,當選為中國工程院首批院士;1996年,當選為1999年及2000年國際材聯(IUMRS)主席。

1997年,兼任清華大學材料研究院學術委員會主任、中國材料研究學會名譽理事長,國際材聯執行委員。

人物成就

學術成果

李恆德在國際上最早進行鈹單晶塑性形變研究並闡明了鈹的脆性機製和本質。對中國核反應堆用鑄管的軋製工藝和氫化物分布關系,核燃料微芯試製以及帶電粒子束輻射效應的早期和中國的核材料教育事業都努力作出了貢獻。他是中最早開拓離子束材料改性新領域的專家之一,在中國最早領導開展離子註入金屬材料改性研究,並首先指導研製成具有特色的離子束介面混合的模擬程式。他主持參加了中國第一台離子束輔助沉積設備的研製並利用它開展了一系列單質膜和納米多層膜研究。

李恆德教授在鑽研李恆德教授在鑽研

李恆德在中國首次利用溶膠沉淀法研製出UO2燃料微球,並利用帶電粒子束研究材料的輻射損傷效應。曾深入研究堆用鋯合金包殼管中氫化物取向分布和軋製工藝及織構的關系,為在實際生產中防止鋯管脆斷提供了科學的依據和控製基礎。多次獲得國家及省部級獎勵。在離子束材料改性等方面發表學術論文200篇。專著2本。1989年以來又領導開展了天然生物材料及結構仿生研究。曾獲國家級或省部委級獎勵四項,發表不同研究方向上具有代表性的論文近百篇。

重要科技成果:

1. 磷酸鈣系生物礦物及其仿生製備,教育部科技成果,第一完成人,2002,360-02-10020168-01,馮慶玲。

2. C-N膜及其生物相容性研究,教育部科技成果,第二完成人,2002,360-02-10020167-02,馮慶玲。

3. 固體薄膜中分形生長的研究,國家科技成果,第五完成人,1995,053274.

4. 離子束材料相互作用:非晶化、準晶、分形及氮化物的形成,國家科委科技成果,第二完成人,1991,007099,柳百新。

5. 載能離子束與金屬相互作用的基礎研究,國家科委科技成果,第四完成人,1990,002785,柳百新。

發明專利成果:

1. 用于骨修復的納米晶磷酸鈣膠原基復合材料的製備方法,2002,CN1338315,崔福齋,張偉,馮慶玲,李恆德,蔡強,第四發明人。

2. 納米相鈣磷鹽/膠原/高分子骨復合多孔材料的製備方法,2001,CN1325734,崔福齋,張曙明,廖素三,馮慶玲,李恆德,第五發明人。

3. 離子註入方法改善鈷鉻薄膜的磁性,1989,CN1031440,柳百新,李健,李恆德,第三發明人。

著作論文

  • 期刊論文

A.核材料:

1. Twinning in Beryllium, H.T. Lee(李恆德), 1952, Research in Progress, JOM,Feb., 1952.

2. Deformation of Beryllium Single Crystals at 25 to 500ºC, 1956,H.T. Lee(李恆德), R.M. Brick, Trans, ASM, 48 (1956) 1103.

3. Zr-4管加工工藝和氫化物取向分布研究,《李恆德科技活動生涯》:29-68,2001,科學出版社。

4. A study of void swelling in electron radiated metals by HVEM, Zhuoyong Zhao, Jilu Fu, Jiguang Sun, Hengde Li , Proceeding 11th. Congress on Electron Microscopy, Kyoto, 1986.

5. 核技術在材料科學中的套用,1986,李恆德;離子註入和材料的表面改性,李恆德,124,科學出版社,1986。

B.離子束及材料相互作用及套用:

1. Some Experimental Studies on Metal Implantations, H.T. Li, P.S. Liu, S.C. Chang, H.C. Lu, H.H. Wang, K. Tao, J. of Nucl. Instr. Meth., 182/183, (1981) 915. 2nd IBMM Conference (1980).

2. Some Practical Aspects of N+ Implantations Various Steels Related to Wearing, Kun Yu, Hengde Li, Xiaozhong Zhang, Jiahe Tian, Nuclear Instr. and Meth. 209/210, 1063-1070 (1983).

3. Studies of Diamond-like Carbon Films Prepared by Ion Beam-Assisted Deposition. Hengde Li , He Xiaoming, Bull. Mater. Sci., 17 (1994) 7, 1415 (India).

4. 載能束對材料的表面改造作用,李恆德,新型材料與科學,科學出版社:133。

5. Modification of Tribological Characterizations of Metals after N+ Implantation, Fuzhai Cui, Hengde Li, Xiaozhong Zhang, Nucl. Instru. & Meth. 209/210 (1983) 881.

6. Reverse Sequence of Formation of Titanium Nitrides by Nitrogen Implantation, X. Zhou, H.K. Dong, H.D. Li, B.X. Liu, J. of Applied Phys., 63 (1988) 10: 4942.

7. Formation of Noble-Metal Nitrides by N+ Implantation, X. Zhou, H.D. Li, B.X. Li, Nucl. Instr. & Methods, B39: 583.1989.

8. Bonding Structure and Tribological Properties of DLC Films Synthesized by Dual-Ion-Beam Sputtering, Xiaoming He, Wenzhi Li, Hengde Li, Vacuum, 45 (1994) 9: 977.

9. Hardness Measurement of Thin Films: Separation from Composite Hardness, J.L. He, W.Z. Li, H.D. Li, Appl. Phy. Lett., 69 (1996) 1402.

10. Nano-indentation study on the mechanical of properties of nanosca on the TiC/Mo Multilayers deposited by ion beam assisted deposition technique , Jing Wang, Wenzhi Li, Hengde Li, Surface and Coating Technology,128-129 (2000) 161-165.

C. 生物材料及仿生研究:

1. The Microstructures of the Biomineralized Bivalvia Shells, L.J. Huang, H.D. Li, MRS Symp. Proc., 174 (1990) 101.

2. Observation of the Phase Transition in the Growth of a Biomineralized Calcium Carbonate, L.J. Huang, H.D. Li , Biochemical and Biophys. Res. Communications, 176 (1991) 654.

3. Microstructural Investigation of the Early External Callus after Diaphyseal Fractures of Human Long-bones, H.B. Wen, F.Z. Cui, Q.L. Feng, X.D. Zhu, H.D. Li, Journal of Structural Biology, 114 (1995) 2: 115.

4. Observation of Damage Morphologies in Nacre During Deformation and Fracture, R.Z. Wang, H.B. Wen, F.Z. Cui, H.B. Zhang, H.D. Li, Journal of Materials Science, 30 (1995) 9: 2299.

5. Nacre, pearlite and Micro-assembly of Metal Carbide/Metal Multilayers, H.D. Li, F.Z. Cui, W.Z. Li, C.L. Ma, Q.L. Feng, 生體材料(日本, in English), 14 (1996) 1: 29.

6. Comparison of Wear Resistance of Ion Implanted Surgical Ti6A14V with Other Alloys, Jianqiang Zhang, Xiaozhong Zhang, Zintang Guo, Hengde Li, MRS Symp. Proc. 55, (1986) 229.

7. The Functionalization of Titanium with EDTA to Induce Biomimetic Mineralization of Hydroxyapatite, C.B. Mao, H.D. Li, F.Z. Cui, Q.L. Feng, C.L. Ma, J. Mater. Chem., 9 (1999) 2573.

8. Oriented Growth of Phosphates on Polycrystalline Titanium in a Process Mimicking Biomineralization, C.B. Mao, F.Z. Cui, C.L. Ma, Q.L. Feng, H.T. Li, J. Crystal Growth, 206 (1999) 308.

9. Crystal Orientation Regulation in Ostrich Eggshells, Q.L. Feng, X. Zhu, H.D. Li, T.N. Kim, Journal of Crystal Growth, 233 (2001).

10. 生物與材料(第100次香山會議特邀報告),1999,李恆德,《科學前沿及未來》,第4卷,中國科學出版社,1999。

D. 納米材料及其它

1. Synthesis of Mesoporous Structured Material Based on Tin Oxide, Yude Wang, Chunlai Ma, Xiaodan Sun, Hengde Li, Microporous and Mesoporous Materials. 49 (2001) 171-178.

2. Meso-structured Tin Oxide as Sensitive Material for C2H5OH Sensor, Yude Wang, Chunlai Ma, Xiaodan Sun, Hengde Li,Talanta, 57(5),875-882, 2002.

3. Morphological Classification of Mesoporous Silicas Synthesized in a Binary Water-ether Solvent System, Qiang Cai, Yi Geng, Xiang Zhao, Hengde Li, Microporous and Mesoporous Materials.108 (2008) 1-3: 123-135.

4. Achievement of Thick Mesoporous TiO2 Crystalline Films by One-step dip-coating Approach. Wei Chen, Yi Geng, Xiaodan Sun, Qiang Cai, Hengde Li, D. Weng, Microporous and Mesoporous Materials. 111(2008) 1-3: 219.

5. Gel Electrolytes Containing Several Kinds of Particles Used in Quasi-solid-state Dye-sensitized Solar Cells, Yi Geng,Xiaodan Sun, Qiang Cai, Yantao Shi, Hengde Li, Rare Metals. 25 (2006) 6, Suppl. 1, 201.

6. Bio and Molecular Chemistry Pave New Areas for Materials Research and Education, Hengde Li, Journal of Material Education, 26 (2006) 1-2: 115-120.

7. Patterning of Nano-structured Cuprous Oxide by Surfactant-assisted Electrochemical Deposition, Jia Li, Yu Shi, Qiang Cai ,Qianyao Sun, Hengde Li, Crystal Growth & Design, 8 (2008) 8: 2652-2659.

8. Materials research in China, Lian Zhou, Hengde Li, Changxu Shi, Nature Materials, 7 (2008) 8: 603-605.

9. 生物科學給材料科學發展帶來的機遇,2002,李恆德,毛傳斌,《材料科學與工程國際前沿》,山東科學技術出版社。

10. 李恆德,中國歷史上的鋼鐵冶金技術,1951,李恆德,自然科學,17 (1951) 591。

  • 專業著作

據中國科學技術信息研究所、國家工程技術數位研究館信息:李恆德編寫的專業著作共15部,最近情況如下:

專著名

作者

出版社

出版時間

"十五"國家重點圖書 材料科學與工程手冊(上卷)

師昌緒,李恆德,周廉

化學工業出版社

2004年1月

"十五"國家重點圖書 材料科學與工程手冊(下卷)

師昌緒,李恆德,周廉

化學工業出版社

2004年1月

"十五"國家重點圖書 材料科學與工程手冊(上冊)

師昌緒,李恆德,周廉

化學工業出版社

2004年1月

"十五"國家重點圖書 材料科學與工程手冊(下冊)

師昌緒,李恆德,周廉

化學工業出版社

2004年1月

材料科學與工程手冊 上卷

師昌緒,李恆德,周廉

化學工業出版社

2004年1月

材料科學與工程手冊 下卷

師昌緒,李恆德,周廉

化學工業出版社

2004年1月

材料科學與工程手冊(上、下卷)

師昌緒,李恆德

北京:化學工業出版社

2004年

材料科學與工程國際前沿

李恆德

濟南:山東科學技術出版社

2003年

現代材料科學與工程辭典

李恆德

山東科學技術出版社

2002年8月

現代材料科學與工程辭典

李恆德

濟南:山東科學技術出版社

2002

人才培養

據中國科學技術信息研究所、國家工程技術數位研究館信息:1990年至2003年期間,李恆德培養的碩士、博士博士後共12名,最近情況如下:

論文題名

作者

指導老師

學位

自組裝新型納米結構氧化錳和氧化鈦的研究

孫曉丹

李恆德

博士

自組裝製備介孔、納米結構金屬氧化物MO<,x>(M=Sn,Ti,Zn,Ni)及其套用

王毓德

李恆德

博士

離子束濺射納米多層膜及輔助沉積DLC薄膜的研究

王靜

李恆德

博士

異質納米多層膜的結構與力學性能研究

何建立

李恆德

博士

某些材料的準分子雷射表面作用

張喜民

李恆德

博士

細線W漿料的研製和AlN/W多層共燒金屬化

梁彤翔

李恆德

博士

室溫離子束作用下金屬/碳化物的結構微組裝

劉長洪

李恆德

博士

骨痂和齲齒的生物礦化研究

溫海波

李恆德

碩士

離子束輔助沉積類金剛石碳膜研究

賀小明

李恆德

博士

離子束輔助沉積氮化物薄膜的合成及其性能

江海

李恆德

博士

獲獎記錄

科技獎項

1. 納米晶磷酸鈣膠原基骨修復材料,國家技術發明獎,二等獎,第三完成人,2008,2008-F-214-2-01-R03,崔福齋。

2. 高密度封裝的套用基礎研究,教育部科技進步獎,二等獎,第一完成人,1998,98-071,馬莒生。

3. 載能束材料科學的若幹基礎研究,教育部科技進步獎,二等獎,第三完成人,1998,98-070,柳百新。

4. 離子束輔助沉積類金剛石等硬質膜研究,教育部科技進步獎,二等獎,第三完成人,1996,97-059,賀小明。

5. 多功能離子束增強沉積實驗裝置,國家科技進步獎,三等獎,第四完成人,1992,機-3-022-04,李文治。

6. 多功能離子束增強沉積實驗裝置,國家教委科技進步獎,二等獎,第四完成人,1992,91-03604,李文治。

7. 固體薄膜中的分形生長,國家教委科技進步獎,一等獎,第五完成人,1990,90-04505,柳百新。

8. 鈦板和鈦鍍層彩色畫,北京市科技獎,三等獎,第六完成人,章開璉。

綜合獎項

2009年獲"美國材料研究學會MRS Fellow終生會員"稱號

2000年獲ISI Citation Classic Award獎

1998年獲何梁何利獎

社會任職

學術團體職務:

國家傑出青年基金委員會副主任,中國核材料學會副理事長,中國材料研究學會理事長,國際材料研究學會中國委員會主席及國際材料研究學會聯合會副主席,清華大學工程物理系主任,科學院原子能所兼職研究員,國家自然科學基金委員會材料與工程科學部主任,國務院學位委員會學科評審組委員,國家科委發明評獎委員會冶金組副組長,國家自然科學獎勵委員會委員,中國核學會常務理事,中國金屬學會材料科學學會理事長

其他職務

《材料科學進展》、《中國材料研究學報》主編

人物評價

清華大學副校長鄭燕康:李恆德院士教學嚴謹,為人師表,是清華大學材料科學與工程研究院、材料科學與工程系的奠基人,在半個世紀的時間裏,為我國的材料科學作出了巨大的貢獻。

中國科學院院士朱靜:李恆德院士是忠誠的愛國者,是我國取得重要學術成就的科學家及傑出的教育家,是出色的戰略科學家。

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