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李恒德

李恒德

李恒德（1921年农历6月30日-2019年5月28日），男，洛阳市人，中国共产党党员，核材料、材料科学专家，中国最早从事核材料研究的学者之一，中国工程院首批院士，曾任国家中华人民共和国国家自然科学基金委员会工程与材料科学部主任、中国材料研究学会理事长、国际材料研究学会联盟主席。

1942年毕业于西北工业大学获学士，加入中国共产党。1947年毕业于美国卡尼基理工学院获硕士学位；1953年毕业于美国宾夕法尼亚大学（University of Pennsylvania）获博士学位；1954年底回到中国任教于清华大学。历任金相及热处理教研室主任、核材料教研室主任、工程物理系主任、材料研究所所长。1986到1994年兼任国家自然科学基金委员会材料与工程科学部主任；1997年到2000年任国际材料研究学会联合会（IUMRS）第一副主席、主席。1994年当选为中国工程院院士。2019年5月28日逝世，享年98岁。

李恒德是中国核材料、金属离子束材料改性技术、生物仿生材料的先驱者之一，在国际上最早阐明铍的滑移、孪生和断裂机制；在中国首次利用溶胶沉淀法研制出二氧化铀燃料微球，利用带电粒子束研究材料的辐射损伤效应；深入研究堆用锆合金包壳管中氢化物取向分布和轧制工艺及织构的关系；创建中国核材料专业。主编《中国材料发展现状及迈入新世纪对策》《材料科学与工程手册》等专著7部；在国内外学术刊物上发表论文二百余篇。1998年获“何梁何利科技进步奖”。2000年被推选为国际生物材料学会会员（Fellow）。2009年当选美国材料研究学会会士（MRSFellow），是首位获此名誉称号的中国籍学者。

生平

早年经历

1921年农历6月30日，李恒德出生在洛阳市老城一个贫寒的小职员家庭里。5岁，进入洛阳城区第一小学；14岁，离家到开封市就读于河南省开封高级中学。高一时，受化学老师的影响，他立志要在毕业后报考河北工业大学学习冶金。高中二年级时，抗日战争爆发。他随校南迁，随后考入国立西北工学院，该校是由北洋工学院、焦作工学院、北平大学工学院和东北大学工学院合并组成，并迁至古坝路。17岁的李恒德只身一人经过一个多月跋涉，在1938年末来到了古路坝。1942年，他从西北工业大学毕业，申请分配到重庆大渡口区钢铁厂的炼钢车间，在平炉上值班；后来到了川贵交界处南川丛林沟的第二飞机制造厂做锻铸工作。同年，李恒德加入中国共产党。

留学生涯

1944年末，李恒德参加了全国公费留学生招考，顺利被录取，并于1946年初到达美。他先进入匹效保的卡内基理工学院，从冶炼领域转入物理冶金。1947年，他获得硕士学位之后，先到诺特丹（NotreDame）大学，一年后到宾夕法尼亚大学（University of Pennsylvania）师从R.M布里克（Brick）教授，接受海军研究局下达的课题，从事铍的研究。朝鲜战争爆发后，李恒德因为是华人，华盛顿哥伦比亚特区来人要求把李恒德的名字除掉，停发他的工资；1951年，李恒德预订船票要回中国，美国移民局对他进行了长时间的审讯和搜查；1951年10月22日，他被没收了护照并要求定期向移民局报到，不准离开美国。在这期间，他一边同美国当局斗争，一边博览中外文献，研究中国的钢铁冶金电，写成长篇论文送回国内，发表在1951年的《自然科学》上。他在文中历数中原地区古代在钢铁冶金上的独特创造，明确地指出中国人发明炼铁技术要比欧洲早1000年以上。

回国工作

通过中美日内瓦的谈判，美国政府撤销了中国留美学生回国的禁令。1954年，李恒德获得了博士学位；同年12月离美归国。1955年4月，他被分到清华大学。他在清华建立机械系的金属材料专业，担任副教授、第一任教研室主任。

当时，中国面临着国际上的核垄断和核威慑，建设核材料专业在当时尤为重要。1956年，李恒德开始筹建清华大学工程物理系的“核材料专业”。这是中国第一个核材料专业。李恒德在进行教学工作的同时，进行科研工作。1960年起，李恒德招收了五年制的研究生，带领他们研究的晶粒度标准，模拟铀的热循环生长等；1963年，李恒德兼任科学院原子能研究所研究员；1972年，他开始研究利用凝胶沉淀法研制出二氧化铀的微球实验。之后，又开始研究锆合金包壳管材氢氧化物位向引起的脆断问题。

1974年至1975年，李恒德住在西北有色院近1年时间，根据当时锆合金包壳管材氢氧化物位向引起的脆断问题，提出并主持了中国锆合金管材的氢氧化物分布研究。他提出氢化物取向主要取决于管材的织构和加工工艺，帮助研究院建立管材织构的测定方法，提出基极取向因子V的概念和计算公式，通过对大量不同工艺、不同冷做程序、不同热处理制度的中间抽样和最终管材的取向因子的测定和渗氢试验，建立管材织构取向因子V48和氢化物取向因子F48间的关系。这些工作使他找到了控制薄壁锆管中氢化物分布的规律和途径，避免堆用锆管氢化物最有害的径向取向，改变为有利的周向取向，最终可以降低燃料包壳管材氢脆开裂的倾向，提高了反应堆的安全性。这在一系列工程中都得到了应用。

1978年，李恒德对金属离子束材料改性进行研究。他和他的合作者们系统地对离子注入对钢的磨损的复杂的影响因素做了较深层的规律性研究，发现了一系列有意义的规律，引起国际上不少专家学者的注意。

1979年开始，李恒德筹建清华大学的材料研究所，并担任所长。1980年，他参加组建中国核学会，担任第一节常委；1981年，任博士生导师。1986年，他兼任新成立的国家自然科学基金委员会的“材料及工程科学部”主任，并筹建了这个学部，促进了材料科学和众多工程科学在全国范围内的基础和应用基础研究工作的开展。他亲自调研文献和国际动态，了解国内学术界状况和特长，提出一些课题和研究方向。1989年，他代表中国参加国际材料学会联合会（IUMRS）成立会议。1989年和1990年，他同时担任国家重点实验室评定委员会委员和材料组组长，参与几十个国家重点实验室的评议和审定工作，开创新的研究方向-生物矿物和矿化研究。

1991年，李恒德

1994年当选为中国工程院院士。1996年，他被选举为国际材料研究联合会（简称IUMRS）1999年到2000年的主席。2008年，李恒德参与的“纳米晶磷酸钙胶原基骨修复材料”项目，获国家技术发明奖二等奖；2009年，李恒德当选美国材料研究学会会士（MRSFellow），是获得此称号的首位中国学者；2011年12月，他参与的项目“生物矿化纤维的分级组装机理研究”，国家自然科学二等奖。

逝世

2019年5月28日23时02分，李恒德因病医治无效，在北京逝世，享年98岁。

主要成就

李恒德在20世纪50年代初最早阐明了金属铍（Be）的滑移、孪生和断裂机制；创建中国第一个核材料专业，从事铀、UO2石墨和锆等材料的研究；开拓中国离子束冶金学研究，在薄膜、分形、磨损、生物矿化和中国古代钢铁冶金史方面也有建树；领导和参与组建国家自然科学基金委员会的材料及工程科学部和中国材料研究学会（C-MRS）；开拓仿生材料研究，成为中国最早研究生物矿化领域的科学家之一。李恒德对氮离子注入钛人工关节以提高它的使用寿命也做出过贡献。

最早阐明了金属铍（Be）的滑移、孪生和断裂机制

李恒德自1948年应邀到宾夕法尼亚大学参加锆或铍的单品体塑性形变研究。李恒德花了4年多的时间，有计划地得到几十种位向的Be单品体对它们在室温至500℃进行了力学试验。他从实验中观测到Be只有一个滑移系统，在合适的位向时铍并不脆，可以变形100%以上。但这个有利位向的范围很窄。大多数位向下Be是采用孪生的方式来变形，变形量很小，而且在孪晶的界面处很容易诱发裂纹，在某些最不利的情况下，Be单晶既不能滑移也不能孪生，于是在弹性变形到一定程度时就突然发生粉碎性的裂解爆炸。这种现象到500℃也不改变。这就说明了多晶体铍不可能有人们所希望的延性。1952年他在学术会议上宣布了初步的研究结果，全部论文于1956年发表。

创办中国第一个核材料专业

1955年，中国的核材料研究还是一片空白，李恒德在清华大学创办了中国第一个核材料专业。同时注意开展科学研究，并自找课题进行一些比较基础性的研究，从1960年起他招收了2名五年制的研究生，一个研究铀的晶粒度标准，一个从锌双晶出发模拟铀的热循环生长。这2名研究生后来都有出色的表现。

1972年春，他提出了利用带电粒子轰击来加速模拟的路线，以期找到一种考验石墨中子辐照生长的方法。他进行了带电粒子对石围辐照效应的计算，井将石墨制成薄膜试样，浮在液体金属上用加速器产生的质子加以辐照。

1972年，李恒德决定采用一种叫“凝胶沉淀法“的工艺，研制直径约1毫米的UO2燃料微球。1973年，他成功在中国首次利用该法研制出UO2燃料微球，并利用带电粒子束研究材料的辐射损伤效应。

研究锆合金包壳管材氢氧化物位向引起的脆断问题

1974至1975年，李恒德率一批学生到宝鸡市的西北有色加工厂“开门办学”。根据当时国内外对威胁反应堆安全的锆合金包壳管材氢氧化物位向引起的脆断问题，提出并主持了中国锆合金管材的氢氧化物分布研究。他经过调研和考虑，认为锆管氢化物的取向和锆管的结构会有某种关系。他先是建立了一套对锆管结构的测量方法，然后又建立起一套锆管渗氧后的氢化物取向测定和表征方法，然后和工厂人员进行一系列锆管的轧制试验，终于找到可以降低燃料包壳管材氢脆开裂的倾向，提高了反应堆的安全性。它对于中国锆管质量的控制和防止在堆内因氧化物分布不利而断裂的事故的发生具有重要的作用，一直在生产上起着指导和控制作用。

中国离子束物理冶金学的先驱者

1978年，李恒德进入了金属离子束表面改性的研究新领域，与柳百新教授一起承担自然科学基金项目“离子束冶金学”，侧重研究载能粒子束与金属相互作用中原子极运动，合金相形成规律及表面层各种性能的变化。1980年，李恒德在第二届IBMM国际会议上第一次发表了论文，也是中国人第一次在IBMM会议上发表自己的工作论文。同年，他指导研究生对离子注入的摩擦学规律、腐蚀规律做深入的基础性研究；1981年起，他指导博士生研究离子束和材料相互作用的计算机模拟，第一次制定了侧重于离子界面混合的原子碰撞级联过程的模拟程序（TCIS）；1982年，倡导和组织了一次核技术应用的研讨会，主编《核技术在材料科学中用》的专著，推动中国在这一领域的工作。1985年，他利用离子束辅助沉积（IBAD）技术，建立起中国自制的一台多功能离子束辅助沉积装置，这一功能较多的装置也为某些单位所采用。由于他在离子束物理冶金学的贡献，多年来一直担任着国际离子束金属材料改性系列会议（SMMIB）常任国际委员。

开拓仿生材料研究

1989年之后，李恒德在他的研究中开创了新方向-生物矿物和矿化研究。他是中国最早研究生物矿化领域的科学家之一。他对贝类珍珠层的复合层状结构进行了细致的观察和研究；利用多靶的粒子束溅射方法，以及珍珠层的放生原理，研制出一系列的异质纳米多层膜，并进行了系统的研究，涉及陶瓷、金属和陶瓷、有机高分子化合物系统。他多次利用高分子自组装成的模板来透导矿物的生成和制取陶瓷涂层。这些工作逐渐积累已形成一定的特色并取得成就，受到了国际学界的注意。

促进中国材料业国际交流

从事大量的国际学术活动和交流：1966年率团去英国参加高温气冷堆和快中子堆会议，这是我国学者第一次出席这种国际会议；1978年率领以小型加速器专家为主体的6人代表团，去意大利、匈牙利瑞士、法国，参加离子束设备会议和第一层离子束材料改性会议；1980年率领国家教委代表团夫美国考察8个大学的材料研究中心，此后他10余次到美国参加学术活动。李恒德倡议在IUMRS之下成立一个亚洲国际会议（IUMRS-ICA）。这一倡议得到亚洲国家、地区的热烈响应。

促进C-MRS国际会议在中国召开：1987年，李恒德和师吕绪联名致信美国MRS学会，申请1990年在中国举行C-MRS国际会议。1990年，李恒德成功促进C-MRS国际会议在中国召开。他担任大会的秘书长。这是中国第一次向国际材料界展示材料科技成就和能力。

参与中国材料研究学会（C-MRS）的创立：李恒德参加国际上的MRS学术活动后，积极投入中国材料研究学会（C-MRS）筹建活动。1991年5月，正式成立中国材料研究学会（C-MRS），季恒德当选为第一届、第二届理事长。C-MRS学会在国内努力沟通各行各业的材料研究学者，每年召开学术会议，大力开展多科性的交流和交叉。有几次会议规模都在千人以上，有力地促进了中国材料研究的发展。