陈篪，金属物理和断裂力学专家。从事高温合金研究工作，揭示了γ′相的结构和真实性能，为发展以Ni3Al金属间化合物为基的高温合金提供了可靠依据。我国最早开拓断裂力学理论和测试技术研究的学者之一。在裂纹扩展判据问题的研究中作出了突出贡献，提出了最大切应力和最大主应力等基础判据。

陈篪，1927年2月7日出生于北平（今北京）。1944年陈篪考入了成都金陵大学理学院物理系学习，于1946年8月转学至清华大学理学院物理系，1948年7月毕业，为该校的高材生。毕业后，他留在清华大学理学院当助教。1949年4月在校加入了新民主主义青年团。

1949年7月经清华大学介绍到鞍山钢铁公司工作。1950年9月30日在鞍钢加入中国共产党。1951年前在鞍钢中央试验室任技术员，为建立各种检验手段做了许多工作。1951—1953年鞍钢派他到苏联捷尔任斯基钢厂冶金试验室进行生产实习，经考试成绩优良。1953—1956年在鞍钢中央试验室冶金室任副主任，先后在鞍钢杂志上发表了“关于钢中的白点”、“关于钢的低倍组织的缺陷”等文，为鞍钢的产品质量和生产发展作出了贡献。1956—1957年，鞍钢又派他到苏联莫斯科冶金研究所实习，学习钢铁物理性质的测定。1957—1958年任鞍钢中央试验室副主任，兼金相热处理室主任，在此期间他进行了鱼尾板热处理试验性能的研究，推动了鱼尾板的生产。

1958年6月陈篪被调到冶金工业部钢铁研究院，先后担任高温合金研究室副主任和金属物理研究室主任。每天清晨4点钟就起床刻苦钻研业务，全身心地投入到科学研究工作中。1960年苏联政府撕毁协议，撤走专家，带走技术资料，这对陈篪触动很大。他在笔记本上写道：“过去先烈为革命抛头颅，洒热血，付出巨大牺牲，现在干革命也要付出牺牲，……我要立雄心壮志，永不满足，任何时候从零开始，我要甘当无名英雄，甘当无名垦荒者，探宝人。”

陈篪领导课题组研究镍基高温合金中Ni₃Al相（γ′相）的结构、性能和强化作用，经历了几十次失败，终于在1965年炼出了较大的Ni₃Al单晶体，通过大量的实验研究和理论分析，揭开了它的高温强度和范性的奥秘，证明它具有很好的高温性能，为强化镍基高温合金提供了理论依据，并明确提出了发展以Ni₃Al为基的高温合金的设想。

 “文化大革命”期间虽受到不公正待遇，但仍在劳动之余整理以前的实验数据，学习最新兴起的断裂力学理论。1972年恢复他为金属物理室主任之后，他成立并领导断裂力学研究组开始了新的探索。经过6年多的艰苦努力，他在断裂理论和测试技术上都有所创新和突破，撰写了20多篇论文，其中“论裂纹扩展的判据”于1978年获全国科学大会奖。该文在《中国科学》英文版上发表后，受到国际上的重视。他在开拓和推动我国断裂力学研究上作出了重要的贡献。在此期间，他任钢铁研究总院副总工程师，并是第五届全国人民代表大会代表。1975年确诊他患有甲状腺癌，因医治无效，于1978年9月10日在北京逝世。在这整整3个春秋中，他同疾病进行了顽强的斗争，并抓紧生命的最后一段时间，继续紧张地进行科研工作，真正做到了“生命不息，战斗不止”。 

揭示γ＇相的结构和真实性能

镍基高温合金是航空、航天工业用的一种重要的金属材料。合金中有一种主要的强化相——以Ni₃Al为基的固溶体，即γ＇相。现代具有良好高温强度的高温合金含有50%~55%γ＇相。陈篪在1965年发表于《金属学报》杂志上的《镍基高温合金中位错与γ＇相的交互作用》论文中证明：在高温合金的范性形变过程中位错切割γ＇相。因而，γ＇相所起的强化作用就与它的结构和性能有关。另外，当时一些研究者认为，有可能以Ni₃Al为基制造高温合金。显然，研究γ＇相的结构和性能就具有重要的实际和理论意义。

1962年以前，国外研究人员曾对Ni₃Al的性能做过研究，可是他们都是用多晶体样品做的。陈篪也曾用铸态的多晶体样品做过试验，表明铸态多晶体样品的晶界结合很弱，常常沿晶界发生断裂，用这种样品不能得出Ni₃Al的真实性能。为了揭示γ＇相真正的强度和范性，必须用单晶体来做试验。鉴于Ni₃Al和Cu₃Au具有相同的晶体结构，而后者则具有良好的范性，这使他怀疑文献中广泛流传的关于Ni₃Al性脆的结论。

陈篪此研究设想立即得到院长的支持，“γ＇相的结构和性能的研究”被列入全院重点理论研究课题。由他组成的课题研究组迅速展开了全面的研究，包括：γ＇相的晶体结构的研究；γ＇相的强度和范性，分室温性能和高温短时性能两部分；γ＇晶体的蠕变及持久性能；某些镍基高温合金蠕变性能的研究。

他一心扑在课题研究上，节假日和业余时间，几乎都是在实验室和工作中度过的。他经常吃睡在实验室里。他不顾X射线对身体的损害，在炎热的夏季，长时间工作在X光衍射仪上。亲自动手做实验，努力掌握第一手资料。经历了几十次的失败，终于在1965年炼出了较大的Ni₃Al单晶体，从而为研究γ＇晶体的强度和范性，及其蠕变和持久性能创造了条件。

（1）在晶体结构研究方面

他采用Ni₃Al单晶体样品和粉末样品，应用X射线技术通过测定γ＇相散射F因子的方法，于1965年得出很有意义的研究结论：不但Ni₃Al空冷样品的有序度等于1，连从1250~1300℃高温淬入水中的Ni₃Al样品的有序度亦等于1，即基本上都是全有序的；Ni和Al原子在Ni₃Al中处于基态，Ni原子和Al之间可能有少量的电荷移动；Ti、Nb等元素溶入γ＇相时，都置换Al原子，即形成Ni₃ （Al、Ti）、Ni₃(Al、Nb)。

（2）在室温下用单晶体进行强度和范性的研究方面

揭示了γ＇相具有良好的强度和范性，文献中广泛流传的认为γ＇相性脆的观点是不正确的；γ＇相晶体在反相畴大时具有和一般面心立方金属和合金相同的硬化特征，晶体取向对临界切应力和线性硬化率有影响；合金元素W、Nb、Ti溶入Ni₃Al，使临界切应力提高。

（3）高温下γ＇单晶体的强度及范性的研究方面

揭示出γ＇晶体的临界切应力随温度的上升而提高，直到峰值温度，峰值温度随取向变化在500~800℃之间，γ＇晶体在1100℃的临界切应力还高于室温的临界切应力。这一重要现象的发现为解释镍基高温合金为什么具有较高的高温强度提供了依据。更为可喜的是，研究结果表明：Ni₃Al晶体在1000℃以上的屈服强度高于我国牌号GH128高温合金和英、美Nim115合金，含Nb2%、含Ti5%的<100>取向晶体在1000℃的强度胜过同取向高温合金MAR-M200的单晶体。由此，从实验上证明了发展以Ni₃Al为基的高温合金是大有希望的。

γ＇晶体的蠕变及持久性能的研究工作方面，获得了γ＇晶体稳态蠕变速率与应力和温度所遵循的实验规律，测定了蠕变激活能，发现γ＇晶体<111>取向的持久寿命最长，以及Ti、Nb、W合金元素都使蠕变激活能提高，从而提高了γ＇晶体的蠕变强度。此研究工作于1974年在《物理学报》发表后，立即受到日本学术界的重视。

国内外Ni₃Al金属间化合物的研究至今持续不断。20世纪60年代，陈篪关于γ＇相的结构和性能的研究，揭开了我国Ni₃Al作为高温材料研究的序幕，他是此项研究的开创人。 

我国断裂力学的开拓者之一

60年代断裂力学是一门新兴学科。它研究各种结构材料在有裂纹这种最危险的宏观缺陷时，在外加力的作用下裂纹的扩展规律。断裂问题的研究，与国民经济和国防建设有着密切的关系，它对于材料的评价和结构的安全设计具有重要指导意义。1972年在他的倡议下，冶金工业部钢铁研究院金属物理室成立了断裂力学研究组。这是国内较早进行断裂力学研究的小组。他首先在研究组传播断裂力学知识和建立断裂力学实验室。

陈篪认识到沿用高强度钢的断裂韧度K_IC测试方法来测定中等强度钢的断裂韧度，所用的试样很大，不但制取不便，而且相应的实验设备也很庞大，对普及和发展断裂的研究很不利。当时，我国发展核电工业正需要测定核反应堆压力容器用钢的断裂韧度，于是在1974年春，他和组内成员开始研究中等强度钢断裂韧度的测试方法。

由于当时国际上关于中等强度钢断裂韧度的测试尚无成熟的方法，需要自主研究解决。其中比较突出的问题有：试样J积分计算式和开裂点的确定。当时有两位美国学者，在中强度钢断裂韧度的测试上做了开创性的工作，叫做J积分法。他们所用的是多试样法，在数据处理上不是很成功。1975年5月陈篪用数量比较充足的试样做了一批试验，找到了三点弯曲试样形变功和J积分之间的函数关系。只要用一个试样，就可以有把握地计算任一瞬间的J积分值。同年7月，看到美国第五届断裂力学年会的文集中有三位美国学者合写了一篇论文，从理论上导出了一个形变功与J积分之间的关系，和陈篪提出的J积分计算方式很相近，但有所不同。通过1975-1976年国内许多单位所做的实验和理论工作，大家一致认为，陈篪提出的形变功与J积分之间的关系式是正确的。直到目前，美国和英国通用的形变功与J积分之间的关系式也与他的一致。陈篪基于J积分判据只适用于断裂开始扩展之点，从而认为J_IC测试中的临界点是开裂点，而不是失稳点。在建立了J积分值的单试样计算式以后，用单试样定开裂点就成了单试样J_IC测试法的关键。为了用物理监测方法确定开裂点，他做了弯曲试样和紧凑拉伸试样的电位分析并指出，开裂点的位置和所用监测方法的灵敏度有关。为了消除这个变数的影响，需要有合理的、公认的约定。此时，他精心研究出了与开裂的物理图像密切相关的两种方法：解析法和剖面测

△δp法。解析法不仅能确定开裂点，而且能从载荷—位移曲线算出单调升载试验中裂纹长度的整个变化过程。剖面测△δp法则具有简便易行、准确之优点。

       陈篪及其研究组在断裂力学方面取得了重要的进展，许多研究成果在不同杂志上发表，引起了普遍的重视。他非常关注将断裂力学研究的成果应用于生产实际，例如：当得知铁道部门在发现车轴有裂纹时就要报废，他就根据车轴的材质和受力状况，测定出车轴裂纹扩展的速率及允许裂纹长度，这样就有一批带裂纹的车轴在不超过允许裂纹长度下，还能继续安全的使用。在他和有关单位的发起下，1974年首次召开了北京地区断裂力学交流会，后又于1975年在沈阳举办了冶金系统第一届断裂力学交流会。这些研究成果及他的活动有力地推动了断裂力学在我国的发展，他是我国断裂力学的开拓者之一。

正当陈篪向断裂力学研究深入进行时，1975年9月确诊他患了甲状腺癌。他不顾疾病和痛苦，更加努力的工作。在他生命最后的三个春秋中，在断裂理论和测试技术上又取得了杰出的成就。例如：他创造性地提出了拱形三点弯曲试样测K_IC的方法。通常测定K_IC最常用的试样是紧凑拉伸试样和直三点弯曲试样，但它们不是对所有的结构件都适用。对中厚壁管，最危险的是在环向张应力作用下由内壁向外壁扩展的纵裂纹。针对这种情况，他通过K_I的标定，采用了拱形三点弯曲裂纹试样去测定材料的断裂韧度值。这种试样有效地使用了管子的全厚，提高了测量K_IC的能力，而且加工方便，是一种较适用的试样。他在断裂力学理论研究上做了不少具有创造性的工作，发表了《考虑到硬化的塑性区修正》、《三点弯曲及紧凑拉伸裂纹试样的极限载荷》、 《论裂纹扩展的判据》等多篇论文。其中《论裂纹扩展的判据》一文最优秀。该论文发表后在国内外受到好评，并获得全国科学大会奖。 

生命不息，战斗不止

1975年7月，陈篪发现右颈有一串淋巴结肿大，但他照常工作。随后，医院诊断结果表明：他患的是甲状腺癌，并已扩散。这突如其来的消息，他起初觉得自己太不幸了，但是，他很快意识到这样想是消极的，自己正面临着人生又一次严重的考验。他在病床上给党支部写信说：“人有病是个客观事实，总得有个正确对待。一种是消极思想占上风，这样，个人思想越来越颓废，对病也不利。应该打退一切消极的东西，做到生命不息，战斗不止。”他一方面积极配合医生治疗，一方面尽可能地工作。

病魔无情地折磨着他。在不到一年的时间里，给他动了三次手术。从1976年春天开始，一天腹泻多达十多次，服药以后也有五六次。就是在这样的情况下，人们看到的不是卧床的陈篪，而是聚精会神的陈篪，他手里拿的是计算器和笔，摊开在他面前的是图表、资料和笔记本。去医院探望他的老同事，流着眼泪握住他的手恳求他：你就歇一歇吧！据统计：1976年，身患重病的陈篪共完成了9项研究工作，无论是工作量还是所取得的研究成果，都比1975年还要多。

1977年3月，接到关于同年7月份要在加拿大召开国际断裂会议的通知。陈篪及同事们决心写出高水平的学术论文，参加这次国际学术交流，为祖国增光。研究组只有一台计算器，白天组内同志使用，他便在每天凌晨和晚上使用。有时，他算着算着趴在桌上睡着了。他以钢铁般的意志，忍受着疾病的巨大痛苦，每天工作十多个小时，连续干了3个月，终于和同事们在裂纹扩展判据问题上取得了重大的进展，并执笔写了两篇学术论文，交给我国出席国际断裂会议的同志带到了会上去进行交流。

1977年他的先进动人的事迹广为流传，在冶金工业部召开的万人大会上，唐克部长表彰陈篪是攀登科学高峰的勇士和模范共产党员。1978年1月18日《人民日报》整版刊登了“科技战线上的铁人——陈篪”的长篇文章。1978年3月全国科学大会召开时，他被邀请出席并担任大会主席团成员。此时，由别人搀扶着，坚持参加这次会议，并亲自写稿在大会上发言，使许多会议代表感动得流下眼泪。在手发颤拿笔已经很困难的情况下，他还在病房中整理出版了《金属断裂研究文集》。临终前半个月，他拖着虚弱的身体回研究室成立了新材料研究的课题组，用嘶哑的嗓子，吃力地讲了三个小时的话，鼓励大家赶超世界先进水平，并写了近、远期的研究规划。1978年8月31日，这是他临终前的最后一个工作日，他的腿脚已经肿得连鞋子都穿不上了，还找小组的同志谈工作。他为祖国的科学事业耗尽了最后的精力，真正做到了“生命不息、战斗不止”。

共青团钢铁研究总院委员会把陈篪作为学习的榜样，于1987年5月在院内为他立了大理石塑像。方毅副总理为塑像题写了“陈篪精神永存”。 

                                        （邓枝生）

 

简      历 

1927年2月 7日 出生于北平（今北京）。

1948年毕业于清华大学物理系。

1948—1949年任清华大学物理系助教。

1949—1951年任鞍钢中央试验室技术员。

1951—1953年在苏联捷尔任斯基钢厂实习。

1953—1956年任鞍钢中央试验室冶金室助理工程师、副主任。

1956—1957年在苏联莫斯科冶金研究所实习。

1957—1958年任鞍钢中央试验室副主任，兼金相热处理室主任。

1958—1978年任冶金部钢铁研究总院高温合金研究室工程师、副主任，金属物理研究室主任，院副总工程师。

1978年9月10日逝世于北京。

 

主  要  论  著