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吾生有涯而知无涯——记第四届“中国青年科学家奖”获得者周玉教授
作者:HORSA | 来源:http://www.horsa.org | 发布日期:2003/1/1

第四届“中国青年科学家奖”颁奖大会上,17位青年科技工作者的突出代表,走上了布满鲜花的领奖台,周玉站在领奖台上,从院士手里接过了金光闪闪的奖杯,心情十分平静。

两千多年前,丝绸之路把中国瓷器带到了波斯和大秦。提起陶瓷,人们会想到兵马俑、唐三彩、明清瓷器……但周玉从事的领域已经不是传统的工艺陶瓷,而是新型先进材料--结构陶瓷。1985年3月,在校任助教的周玉开始在职攻读博士学位,师从著名材料学家雷廷权教授。学术感敏锐的雷廷权教授为周玉确定了陶瓷材料的博士研究方向,并与日本东北大学著名陶瓷专家佐久间健人教授取得联系。雷廷权教授借赴日参加国际会议的机会与佐久教授详细讨论了博士生周玉的联合培养计划。1987年7月,东京大学的佐久间健人教授来哈工大进行学术访问,雷廷权教授和佐久教授进一步细化了联合培养方案,周玉的博士论文定为Zr02-Y203陶瓷的相变与韧化机理研究。周玉的人生从此与陶瓷紧密联系在一起。陶瓷强度高,耐磨性好,抗腐蚀能力强,耐高温,航空、电子、化工、机械制造等领域里广阔的应用前景使周玉为之心动。1987年10月,周玉作为国家教委首批中日联合培养的博士生,来到了东京大学。见过佐久教授的第二天他就开始了实验工作。周玉工作十分勤奋,每天早出晚归。实验室晚上的电压比较稳定,有利于电子显微镜观测,许多重要的实验周玉就在夜晚完成,有时通宵达旦。机遇从不光顾没有准备的头脑。到日本前,佐久教授多次给周玉寄来研究资料和制备试样用的陶瓷材料,勤奋的周玉进行了充分的文献检索,写了文献综述,制定出预备试验方案,制备了试样并测度了有关性能。由于在国内准备充分,国内外导师悉心指导,再加上勤奋的工作,仅用一年多的时间,周玉就完成了博士学位论文的几乎全部试验工作,受到了双方导师的好评。1988年,改革开放近10年,和中国一农带水的日本成为出国的热点。这年10月,周玉回国的日期到了。当一些中国学生为回国还是留在日本而痛苦抉择时,周玉谢绝了日本导师的诚心挽留,带着自己的全部实验结果(包括400余张电镜的底片)资料按时回到了母校。回忆起这件事,周玉说,当时我没有想什么,只觉得时间到了,就回来吧! 日本的科研环境和条件虽然比较优越,但母校哈工大有我的老师、同事、学生,还有我的工作、我的责任。

第二年,周玉以优异的成绩通过了博士论文答辩,获得博士学位。他充分利用自己对电子透射显微技术的擅长,他还发挥金属材料专业对相变研究和微观组织结构分析的特长来研究陶瓷材料的相变,与硅酸盐专业相互补充。在涉及高温区的c-t相变和低温区的-t-m相变两个方面,主要研究了相变过程、产物组织结构、化学成分及热处理工艺对相变及其产物的影响。自己在氧化锆基陶瓷领域的研究带来的国际影响是周玉开始时没有想到的。1991年3月,世界著名而且版面费颇高的美国陶瓷学报(J.Am.Ceram.Soe)高度评价并且免费刊登了他从事的氧化锆基陶瓷无扩散相变方面的论文。据不完全统计,到目前为止,国外已有24篇文献引用了此文。 英国的材料科学学报 (J.Mater.Sci)、国际陶瓷(CeramicsInter-national)、机械工程学报、硅酸盐学报、航空学报也分别刊登了周玉关于氧化锆基陶瓷研究的多篇论文。

1992年底,当周玉的课题组从设计研制项目后,面临着一个新的考验。设计部门提出的设计要求十分苛刻:在短短的1--2秒钟内,防热部件温度要由室温升高到2500至3000摄氏度;当航天器以10多倍音速的速度穿过大气层,防热部件表面的烧蚀温度达到3500摄氏度。陶瓷材料与传统的金属、石墨、碳等材料相比在耐高温、耐烧蚀方面得天独厚,但如何提高抗热震性,是摆在课题组面前必须解决的关键问题。从1992年冬开始,周玉的课题组饱尝了失败的痛苦。挑战不仅来自技术难度大,更来自于对研究人员毅力和心理因素的“挑战”。周玉意识到了这种心理上的危机,他鼓励课题组人员要有信心。参与这个项目研究工作的温广武教授说:"当我们都感到成功那么遥远的时候,周玉老师却十分自信。他说,必须要有自信,只要方向对头,方案正确,就一定能够成功。他那种乐观的态度和拼搏的精神感染了大家。"在雷廷权院士的共同指导下,从材料体系的选择,到成形制备工艺与材料性能之间的关系,到一次性部件制备加工的完成,多少个日日夜夜的实验与重复,多少次肯定与否定……努力终于有了回报。

当采用短纤维与颗粒复合增韧石英玻璃基体时,材料的抗热震性和耐烧蚀性及强度、韧性显著提高,达到了设计方案的使用要求。然而周玉他们又面临着一个新的考验。30多个样件的实验检验,设计要求在液氧发动机下冲刷8秒钟,每秒每个件实验费用要花费1000元。周玉长期以来形成的良好的科研信誉和协作精神为他赢得了支持。在航天工业总公司一院14所做这项实验时,课题组给予了大力支持与通力合作。利用上述成果的陶瓷基复合材料制造出的航天器防热部件模拟件,先后5次通过小样、中样及1比1样件的地面模拟试验,最后被列为某新型年航天工业总公司科技进步一等奖。

周玉把自己对于科研工作的认识贯穿到教学中。他认为,不能把让学生修够学分、毕业作为培养目标,而应当让学生与工程科研项目结合,争取出高水平的科研学术成果。为了科研工程项目的需要,如果三年完成不了课题,可适当延长,以取得成果为准。而且越到后期,越是收获的"季节"。他十分信任学生,没有太多的框框,他经常和学生一起制定实验方案,然后让学生自己动手去独立完咸。周玉对学生要求个分严格,他定期检查学生的课题进展情况,如果学生没有按时完成任务,他就会给以严厉的批评。周玉还善于因。材施教。他的博士生顾建成告诉记者,现在包括自己在内已经有5名化学系毕业生跟随周老师读研究生,周玉老师结合他们化学功底深的特色,设定了一些新的研究方向。周玉充分利用学术会议、学术交流,开阔学术视野,为学生开出新的专业和研究方向。他说:“我认为培养学生的创新能力非常重要,要让学生不断地接受国内、国际先进的东西,开拓创新。”最近,他结合国际学科发展趋势,指导学生从事电子陶瓷和生物陶瓷方面的研究工作。

集腋成裘,水滴石穿。在周玉的履历表中,有这样一段文字:“1991年做出突出贡献的中国博士学位获得者、1997年-国家有突出贡献的中青年专家、1997年国家教委跨世纪优秀人才培养计划基金获得者、1997年国家杰出青年基金获得者……中国机械工程学会理事、中国硅酸盐学会特陶专业学会理事、全国高等学校金属材料及热处理教学指导小组副组长、1999年任哈尔滨工业大学副校长……”、“先后主持、共同主持或参与完成了《陶瓷的相变韧化与晶须韧化》、《陶瓷基复合材料在导弹端头帽上的应用》等9项科研项目,获得航天工业总公司科技进步一等奖1项、二等奖3项;撰写《陶瓷材料学》一书受到国内外重视,被一些国内著名高校指定为教材,台湾中央出版社已购买了这部专著的出版权;在国内外学术刊物、学术会议上发表学术论文100余篇,论文收入国际检索系统40余篇,并被国外同行引用40余次……”。

“吾生也有涯,而知也无涯”,当谈到自己取得的成绩,尤其是获得第四届"中国青年科学家奖"时,周玉说,获奖只是我学术生涯的一个起点,马克思曾经说过“在科学的道路上没有平坦的大路,只有不畏险阻,不断登攀的人,才有希望达到光辉的顶点。”

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