葛昌纯院士-粉末冶金和先进陶瓷专家，89岁雪中骑三轮车去实验室

12月11日

北京降雪后

在北京科技大学的校园内

有网友拍到感人一幕

茫茫白雪中

葛昌纯院士骑着三轮车

前往实验室

风雪无阻

葛昌纯院士是

著名核材料、粉末冶金和先进陶瓷专家

是制造原子弹、氢弹关键材料

铀-235浓缩铀的分离膜

制备技术的主要研制人

为我国“两弹一星”事业做出了重要贡献

生于1934年3月6日

今年已经89岁高龄的他

依然活跃在核材料等新能源材料研究领域

被同行称为科技界的“拼命三郎”

1985年起

葛昌纯院士在北京科技大学

从事研究和教学工作

晋升为教授、博士生导师

1990年他继续扩大研究

在北科大创办了国内第一个

特种陶瓷粉末冶金研究室

开拓了我国的粉末冶金和先进陶瓷事业

2001年

葛昌纯院士被评选为

中国科学院院士

2020年

他被中国核工业集团有限公司授予

“核工业功勋奖章”和

“核工业功勋人物”荣誉证书

很多网友被葛老打动

还有网友提醒：

“葛爷爷，雪天骑车注意安全”

葛老在粉末冶金领域的开拓创新

在液相烧结（Liquid Phase Sintering, LPS）基础研究方面，W.D. Kingery的经典液相烧结理论并没有考虑真实压块中液相在固体颗粒间的分布是不均匀的这一事实。研究液相的流动和分布以及隔离孔被液相的充填过程是研究LPS机制的一个重要命题。葛昌纯通过系统研究Fe-Cu合金真实压块中烧结条件、铜含量、铁粉颗粒大小和成型压力对LPS时孔封闭过程的影响，首次提出除颗粒重排、溶解析出外，液相流动、重新分布和充填孔隙是LPS致密化的重要机制之一。“Fe-Cu合金液相烧结的研究” 第一次发表在Proc.1984 Int.Powder Metallurgy Conf.(modern Development in Powder Metallurgy Vol.14)。1997年，A．Martensen的试验结果印证了葛昌纯的理论分析。

葛昌纯系统研究了重合金90W-7Ni-3Fe液相烧结机制和热致密化诸工艺因素对显微结构、断裂模式及力学性能的关系，首次在重合金上采用无包套亚固相线热等静压工艺，提出了重合金冷却速率敏感性的机制以及真空处理、热等静压显著提高重合金力学性能的机制是氢由相界的去除和相界结合力的提高。他关于重合金液相烧结研究的论文中提出的主要结论在1984—1992年间曾九次被国际权威杂志（Metals Trans., J.Mat.Sci.， Z.Metalkunde等）和国际著名粉末冶金专家R.M.German, H.Danninger等所引用、肯定或跟踪。

1962-1965年，葛昌纯为了研制乙种分离膜的需要，提出和实现了一种适用于在空气中自燃的纳米磁性金属粉末的高压静电上粉工艺，解决了纳米金属粉末团聚及在高压静电场中的自燃问题，在国际上首次将此项新技术应用于纳米金属与合金薄膜的批量生产。

上世纪七十年代初，为了研制丁种分离膜，葛昌纯提出和实现了用乙烯丙酮铜在流态化床中包复镍粉形成核壳结构的纳米镍铜合金粉末的新技术。在857厂实现了产业化。

我国钢铁粉末冶金落后的一个重要标志是铁粉生产技术落后和铁粉质量低。为改变我国还原铁粉生产技术落后面貌，葛昌纯在上世纪70年代组织钢铁研究总院、天津粉末冶金厂和北京首钢设计院三结合团队，对天津粉末冶金厂的铁粉生产工艺进行全面技术改造。葛昌纯和王泽田、吴思俭、艾明显、王立、刁丽双、高一平等深入天津粉末冶金厂第一线，从改进大隧道窑的加热保温冷却制度着手，对全部生产工序逐个进行技术改造。他提出取消一次性的瓦罐，首次在国内实现了隧道窑装卸SiC罐半连续化生产，建起了国内第一台用分解氨作保护气氛的带式二次还原炉，使我国的还原铁粉质量达到国际先进水平。

在葛昌纯等的铁粉生产技术研究成果和他组织起来的设计队伍的基础上，武钢很快建立起我国第一个现代化还原铁粉生产基地，其铁粉质量和品种均达到国际先进水平。

葛昌纯将自己在还原铁粉和雾化钢铁粉末领域所取得的成就总结在他和韩凤麟合著的《钢铁粉末生产》一书中。国际著名粉末冶金专家H. Fischmeister在评价此书时指出：“该书取材新颖，在国际同类书中还没有可与之相比的”。

高性能粉冶合金钢对于我国粉末冶金事业具有战略意义。葛昌纯在上世纪七十年代初起开展了用包套粉末热挤压技术制备粉末高速钢A32的研究。实验表明，虽然合金元素高达32%，但热塑性非常好。作为专题负责人，和王洪海、曹勇家等率先在国内开展了粉末高速钢T15的研究，在国内首先研制成功全密度、无偏析、使用寿命为熔炼高速钢M42的3-7倍的粉冶超硬高速钢T15。葛昌纯提出和组织与北京特殊钢厂王品一课题组合作，在北京特殊钢厂建立起了我国第一台用预应力钢丝缠绕的热等静压机。此项成果获1978年全国科学大会奖。1986年葛昌纯到北京钢铁学院工作后又提出并实现了与钢研总院、川西机器厂合作，建立起了我国第一台双2000(2000℃，2000大气压)热等静压机。对于提高我国的热等静压技术，开发高性能材料和制品具有战略意义。

针对我国航空发动机用粉末冶金涡轮盘研究中存在的问题，2006年，葛昌纯首次提出并研究利用火花等离子体放电球化技术制备高温合金粉末。他指导研究生制备出球形度好、表面光洁、平均粒度细、粒度分布范围窄、无陶瓷夹杂物的高温合金粉末。葛昌纯首次提出用电极感应熔化气体雾化制粉技术（Electrode Induction Melting Gas Atomization, EIGA) 制备超洁净高温合金粉末，与夏敏合作完成了国防科工局民口配套项目“超洁净高性能粉末高温合金研制”（2015年1月-2020年12月），通过了专家组的验收。现正在进行产业化。

葛昌纯对航空发动机用高温合金涡轮盘的短流程、低成本制造技术开展了自主创新的研究。喷射成形技术是近年来获得高速发展的快速凝固技术，它充分利用已精炼的液态金属，经氩气雾化，使半凝固的颗粒在底衬上沉积。快速凝固导致金属的组织细化并消除了宏观偏析，从而大幅度提高了金属和合金的性能。与传统的粉末冶金相比较，喷射成形简化了工序，使生产成本比粉末冶金法降低了40 %以上。美国GE公司最早提出和开发了用电渣重熔+喷射成形工艺制取超洁净高温合金涡轮盘的技术，并建立了容量为1.36吨的中试装备，但用于制涡轮盘至今没有成功。2012年葛昌纯同德国Bremen大学H.Fritsching教授合作进行了喷射成形第一代粉末高温合金FGH4095盘锭，获得直径为184-200毫米、高度超过300毫米、单重75kg、相对密度达99%的盘锭，其收得率超过70%，并首次以喷射成形-热等静压-等温锻造-热处理工艺制得主要力学性能、显微结构和超声波探伤基本达到FGH4095指标。2013年又进行了喷射成形第一代粉末高温合金FGH4095M和第三代粉末高温合金FGH100L的研究。前者即使采用喷射成形-直接热等静压-热处理短流程制备，其主要力学性能也优于2012年制备的、以喷射成形-热等静压-等温锻造-热处理长流程制备的FGH4095的力学性能；而以喷射成形-热等静压-等温锻造-热处理长流程制备的FGH4095M，其蠕变性能大幅度高于2012年制备的FGH4095的蠕变性能。而以喷射成形制得的FGH100L，其蠕变性能显著高于美国以氩气雾化制粉-热等静压-挤压-等温锻造-热处理长流程制得的、成分基本相同的LSHR。

葛昌纯在Bremen大学和H.Fritsching教授等在j320mm轧辊辊芯上喷射成形厚度达40mm的高钒钢FV9涂层，获得j400mm的F V9轧辊。这就为变废为宝、回收利用、修复和改造废轧辊开辟了一条节能节材的新途径。

我国长期以来采用电解法提镍耗能高，采用羰基法提镍可大幅度降低能耗。葛昌纯和滕荣厚、徐教仁、刘思林等和金川、有色金属设计院合作下，负责用羰基法从镍冰铜提取镍和低压合成羰基镍的研究，在实验室获得成功，此项技术较之电解法可节电94%。

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