李薰：研究小原子解决大问题的无名英雄

2017年是中国人民解放军成立90周年。在90年的艰难困苦中，无数的中国儿童，作为中国人民解放军的一员，历经艰难险阻，献出了生命，忘记了死亡，写下了无数的传奇。其中，中国科研领域的大批专家学者作为一个特殊群体，也发挥了独特而重要的作用。这个特别的主题关注这个群体，并告诉你他们的故事。......

1.小原子，大麻烦

1971年初秋，数百架大大小小的战斗机停在沈阳附近的机场。普通人看到这样壮观的景象会很兴奋，但是在空军之间穿梭的研究人员和驻扎在工厂的空军代表都皱起了眉头，有些人还长着大脑袋。

事实证明，军方代表在检查和验收飞机时发现了一个严重的问题:飞机的一个部分出现了大规模裂纹。在检查了50架飞机后，发现其中22架有这个问题！军事代表特别生气，立即拒绝了。进一步调查显示，该工厂在制造飞机零件时使用了一种新的钢材。问题是，除了50架被检查的飞机之外，数百架已经交付给军队的飞机也使用了新的钢材。没有办法阻止这些飞机。数百架飞机不是一个小数目，几乎占当时中国空军战斗机的一半，而当时正值中苏关系紧张，使飞机闲置在沈阳。从军队到研发单位，每个人都很担心。

这一事件非常严重。*和叶剑英对此也很重视，要求立即查明新钢开裂的原因。然而，尽管研究人员已经加班几天来检测和分析新的钢铁产品，他们仍然无法揭开这个谜。当所有人都不知所措时，有人建议说:“把它送到金属站，让李勋看看！”金属研究所是中国科学院沈阳金属研究所，李勋是其创始人。

李勋

9月1日，人们带着破裂的飞机部件来到李勋面前，说:“李主任，大家都不明白为什么新的钢材会破裂。请给我们指导。”

李勋拿起破裂的零件，仔细研究了很长时间，说:“我们先去生产车间。”

到达车间后，李勋边走边观察生产过程，不时停下来向工人们询问情况。突然，他看到几个老工人在敲打钢板，附近的几个学徒也跟着做了。他立即停下来问道:"老工人会产生更多的废物吗?"得到肯定的回答后，李勋看了一会儿，然后说:“这就是问题所在。这就是氢脆的原因！”

李训与工人讨论问题

氢脆，这是什么鬼？

事实证明，氢原子是非常淘气的，并且凭借小半径的优势，它们在钢铁晶格中横冲直撞，就像进入无人之地一样。金属总是有缺陷的，而且里面经常有小孔。这些空穴可以被描述为氢原子的巢穴。一旦它们进入黑洞，两两结合就会变成氢，很难再出来。结果，孔中的氢越来越多，内部压力也在增加。当压力超过金属本身的强度时，它会自然破裂。李迅与金属打交道已经有几十年了，对钢中氢的小把戏很熟悉。看到老工人工作最努力，他知道钢中有更多的缺陷，氢脆更严重。

图显微镜下观察到的氢脆导致的材料开裂(照片来源:中国腐蚀与防护网)

李勋只是在车间里走了一圈，很快就找到了新钢开裂的原因。他的所有随从都很惊讶。这家工厂很快改进了生产方法，更换了有缺陷的零件，数百架飞机最终得以起飞。叶剑英元帅听后，多次称赞李勋“为保持我空军作战力量作出了贡献”。

事实上，这不是李勋第一次为飞机做脉搏检查。早在第二次世界大战时，他就看到飞机生病了。也是在那个时候，他第一次知道氢脆。

李勋和研究人员讨论飞机部件的破裂

2.第二次世界大战中的无名英雄

20世纪30年代，第二次世界大战前，欧洲阴云密布。为了应付纳粹的压力，英国不得不扩充军队为战争做准备。不久，英国飞机设计师开发了一种叫做喷火的战斗机。由于它的大功率活塞发动机和良好的空气动力外形，它的性能非常出色，在成功试飞后，英国陆军订购了300多架飞机。

图“喷火”战斗机(照片来源:*)

就在“喷火”战斗机在英国军队中最受欢迎的时候，一场事故发生了。1937年，一名“喷火”战斗机在训练中不幸丧生。调查发现，飞机的主轴上有大量细小裂纹，导致主轴断裂，导致事故。许多钢厂都试图找出主轴裂纹的原因，但两三年后，没有人能给出最终结论。结果，这个问题被送到了谢菲尔德大学，在冶金学院工作的李勋接手了这个棘手的问题。

谢菲尔德大学冶金学院

谢菲尔德大学冶金学院的工作人员与前排左四的李勋合影。

李勋首先参观了几家钢厂，然后回到实验室进行重复实验。经过一些分析，他推测氢气是导致飞机主轴断裂的罪魁祸首。然而，李训的观点并不新颖。许多研究人员以前曾推测过氢在钢中的作用，但仅限于对氢脆的描述。由于缺乏定量氢分析技术，没有人知道钢中含有多少氢，也不可能知道这一现象背后的本质和规律。

科学研究中不乏推测，但只有经验证据才能揭示真相。李勋非常了解这个道理，他决定自己开发一种氢计量装置，成为第一个吃螃蟹的人。

谢菲尔德大学实验室的李勋

说起来容易做起来难，李勋带领几名研究生在近一年的时间里制造出了一台实用而精确的氢气分析仪。俗话说，“如果你想做好工作，你必须首先磨利你的工具”。凭借其他人没有的先进设备，李勋在世界上第一次率先测定了钢中的氢含量，并准确地理解了钢和氢之间的复杂关系。他发现，一旦每100克钢中的氢含量超过2毫升，钢的强度就会下降，而在当时的生产条件下，每100克钢中的氢含量往往高达4~6毫升，因此飞机的主轴断裂也就不足为奇了。

李勋研制的氢表

氢脆背后的规律被发现了，李勋开始思考如何在兴奋之前除去氢。经过多年的努力，他终于找到了去除氢气的方法。不要低估这种方法，虽然它只去除钢中少量的氢，但它大大提高了喷火战斗机的可靠性。你知道，喷火战斗机是第二次世界大战中英国的主要战斗机，拥有两万多架飞机。李勋的除氢方法也被用于制造大量的火炮、坦克、舰船等武器装备，为盟军的胜利做出了巨大贡献。

李勋无疑是第二次世界大战的无名英雄！

3.冶金大师回归中国

李训的成就在世界上受到广泛赞扬。他被认为是钢铁研究中氢的发起人。为了表彰李勋的贡献，谢菲尔德大学专门授予他冶金学博士学位，并将他的照片挂在实验室里。一些英国同事敦促他加入英国国籍，而其他人则敦促他去富裕的美国。但是，李训有他自己的想法。他想回到他一直渴望的祖国。

谢菲尔德大学授予李勋冶金博士证书

众所周知，上世纪中叶钱学森从美国回到中国时，经历了许多波折。李勋也有类似的经历。英国*推迟了签证的发放，以阻止这位杰出的冶金学家返回红色中国。直到1951年秋天，他才得以在经过香港分离十多年后回到祖国。回国后，李勋着手建立中国科学院金属研究所。在接下来的30年里，他不仅专注于国际金属研究的前沿，而且坚持科学研究要符合国家建设，为中国的国防和科技事业做出了巨大贡献。

中国科学院金属研究所全景

李勋不仅是第二次世界大战中的无名英雄，也是新中国国防建设中的无名英雄。当提到中国的第一颗原子弹、第一颗可回收卫星和第一艘核潜艇时，人们常常想到钱三强、赵九章等人，但很少有人知道制造这些设备的许多关键材料是由李勋开发的。

1983年3月，为了探索中国科学院面向经济建设的新途径，李勋决定参观攀枝花钢铁厂。然而，长期的冶金实验使他患上了严重的心肺疾病。在去攀枝花的路上，他突然死于一种老病。为了热爱祖国和科技事业，李勋真的做到了“不遗余力，宁死不屈”！

中国科学院金属研究所李勋铜像

特别点评:这位院士原来是萧

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个人简介:

李勋(1913.11.20-1983.3.20)，中国著名金属物理学家、国际冶金大师、中国科学院院士，曾任中国科学院副院长、技术部主任。20世纪40年代，氢在钢中裂解和脱氢的规律被发现，成为这一领域的创始人，并在世界科技领域引起轰动。中国科学院金属研究所成立并担任所长近30年。它为中国第一颗原子弹、第一颗可回收卫星、第一架超音速喷气式飞机和第一艘核潜艇提供了关键材料，为中国的科学技术和国防做出了突出贡献。

名言:

科研工作是为国家编织整个织锦，而不是在一条破旧的裤子上绣一朵花。

注:本文图片均来自中国科学院金属研究所网站，特殊说明除外。

参考:

[1]李，冼爱萍。李训传[。北京:科学出版社，2013。

张宝成。【单鑫白城炼钢——著名物理冶金学家李勋[记录】。自然辩证法通讯，1981(5): 676。

张。杰出的物理冶金学家李勋[。湖南党史，1995(2): 226。

史长旭，谭。深切怀念李勋同志[[J]。金属杂志，1985(2): 8。