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中国科学院院士曹楚南

2018-1-2 09:23| 发布者: fiber| 查看: 16| 评论: 0

摘要: 曹楚南,腐蚀科学与电化学专家。1930年8月15日生于江苏常熟。1952年毕业于同济大学化学系。浙江大学教授。1991年当选为中国科学院院士(学部委员)。 1930年8月,曹楚南出生于江苏省常熟县沙洲区合兴乡中兴镇(现属 ...

曹楚南,腐蚀科学与电化学专家。1930815日生于江苏常熟。1952年毕业于同济大学化学系。浙江大学教授。1991年当选为中国科学院院士(学部委员)。

19308月,曹楚南出生于江苏省常熟县沙洲区合兴乡中兴镇(现属张家港市)。

1948年夏,曹楚南从当时属于江阴县的杨舍镇上的梁丰中学毕业,考入上海的同济大学。

1952年,毕业于同济大学化学系,作为第一次全国高校毕业生统一分配工作的本科毕业生,被分配至中国科学院上海分院的物理化学研究所的应用电化学研究组,开始了他的研究工作生涯。

1953年,中国科学院物理化学研究所搬迁到吉林省长春市,曹楚南也离开家乡,来到了东北。

1954年开始,他成为余百年领导的应用电化学研究组的一员,根据时任物理化学研究室主任柳大纲的提议,开始金属的腐蚀与防护研究。由于当时中国缺乏金属腐蚀领域的相关著作,曹楚南与研究组的几位同事在余百年的领导下翻译了多本前苏联的有关金属腐蚀理论的著作,在翻译过程中曹楚南掌握了金属腐蚀与防护的基本理论知识。

1957年,曹楚南提出了一种新的钢铁表面预处理的方法解决了中国钢铁磷处理工艺方面的问题。因这项工作,曹楚南曾应邀在1957 年第二届全国腐蚀与防护学术交流会上做报告。此后,他又研究了与金属腐蚀相关的土壤特性,这是中国第一桩自然环境腐蚀研究工作。

1955年到1966年期间,曹楚南领导和参与了多次国防建设的研究任务, 1966年曹楚南参加四川威远含硫气田井下设备的防护研究,同年4月至8月,他亲赴位于山区的威远气田,吃住在工棚中,每天花两个小时走山路来往于试验井进行现场试验 . 通过现场亲躬亲历,证实了他在试验室获得的研究结果,从而制定了合理的投放缓蚀剂的规范 。由于这方面的工作,“文化大革命 ”后,曹楚南与其研究团队集体获得了全国科学大会重要科技成果奖。

1969年末至19734月,曹楚南全家被安排在吉林省靖宇县的一个小山村中插队落户,在每天劳动之余,他没有条件看书和写作,只能思考问题,回顾自己历年的研究工作,他深感需要进一步提高有关金属腐蚀的基础理论水平。

19735月,曹楚南重新回到研究岗位,研究了低合金钢在海水中的局部腐蚀问题,解决了中国舰艇用合金钢的腐蚀问题。

19796月,当时的国家科委机械组的金属腐蚀分组在北戴河举行全国性的学术讨论会,曹楚南受邀作大会报告,提议在中国开拓腐蚀电化学学术领域的基础研究。

1982年,曹楚南在国际著名刊物 Corrosion Science 上发表了他的关于极化电阻理论误差的论文,因此他也成为中国第一个在这份刊物上发表论文的学者。1991年他还被国外学者推荐担任这份刊物的编委至今。

1983年,曹楚南先后被长春市人民政府授予特等劳动模范、吉林省人民政府授予劳动模范称号,并在1985年被全国总工会授予全国第一届“五一劳动奖章

19858月,兼任中国科学院金属腐蚀与防护研究所学术委员会副主任,198636月任日本东京工业大学客座教授。

1987年,在中国科学院金属腐蚀与防护研究所,曹楚南参与和领导了中国科学院腐蚀科学开放研究实验室的创建并出任该室主任,随后又领衔在该室基础上组建现在的金属腐蚀与防护国家重点实验室

1989年,第一届国际电化学阻抗谱学术会议在法国召开,他应邀出席并作主旨演讲,他是这次会议上唯一被邀请作主旨演讲的亚洲学者。

1991年,曹楚南当选为中国科学院学部委员(中科院院士),1994年调入浙江大学,任化学系教授。

1992年,国家科学基金委员会要组织第二个关于自然环境腐蚀的重大基金研究项目,基金委决定由侯祥麟院士和曹楚南两人共同担任第二个关于自然环境腐蚀的重大基金研究项目的主持人

1998年,因侯祥麟院士忙于其他工作,国家科学基金委员会决定由曹楚南单独担任第三个关于自然环境腐蚀的重大基金研究项目的主持人。

1998年,当选为中科院技术科学部常委。

19995月,被聘任中国科学院东北高性能材料研究发展基地所级学术顾问。

19998月,兼任浙江大学环境与资源学院院长。

在中国领导和开拓了腐蚀电化学领域,专著《腐蚀电化学原理》从平衡热力学、不可逆过程热力学、多电极系统和多反应耦合系统的电极过程动力学等方面论述了腐蚀电化学的特殊规律,形成了比较完整的理论体系将数理统计和随机过程理论应用于腐蚀科学中,研究了最深腐蚀孔深度统计分布和腐蚀活性点平均密度统计推断等问题,从理论上导出了概率公式和电化学噪声的谱功率密度方程式提出了利用载波钝化改进不锈钢钝化膜稳定性的思想并为国内外实验证实将定态过程稳定性理论引入电化学阻抗谱(EIS)研究,使EIS理论有重要发展发展了研究腐蚀过程和监测腐蚀速度的电化学理论和方法。

倡导和开拓腐蚀电化学研究领域

曹楚南发表多篇论文,倡导、开拓腐蚀电化学研究领域以使电化学基础理论与腐蚀科学理论相衔接,探讨了腐蚀电化学的研究对象和任务、特点及基本规律;出版了专著《腐蚀电化学原理》,从平衡热力学、不可逆过程热力学、多电极系统和多反应耦合系统的电极过程动力学等方面论述了腐蚀电化学的特殊规律,纠正了国内外沿袭的错误学术观点,对实际中的一些重要腐蚀现象和过程的电化学本质做出了严谨的理论解释,形成了比较完整的理论体系。

发展了数理统计和随机过程理论在腐蚀科学中的应用

曹楚南研究了最深腐蚀孔深度统计分布和腐蚀活点平均密度统计推断等非高斯分布的数理统计问题,从理论上导出了关于最深腐蚀孔深度、金属构件腐蚀穿孔前使用寿命和腐蚀活性点平均密度的概率方式,使中国在这方面的研究处于国际领先地位。

曹楚南对应用随机过程理论对科学前沿问题——孔蚀过程中的电化学噪声进行了系统研究和理论处理,推导出电化学噪声的谱功率密度方程式,证明孔蚀过程中的电化学噪声在低频段是“白噪声”,在较高频率下是f-n噪声(f为频率),并从理论上证明2<n<4。此项研究经同行评议认为已达到国际先进水平。

提出利用载波钝化改进不锈钢钝化膜稳定性的思想

国外研究者认为,在直流上叠加交流会使钝化困难,钝化膜稳定性下降。曹楚南分析了国外实验条件后认为这一观点不全面,在适当控制条件下叠加交流应该使钝化膜稳定性提高。实验证实了曹楚南的理论分析,发现对于合金含量低的不锈钢Cr13钢经优选条件载波钝化后,钝化膜稳定性可以提高几个数量级。这就为延长不锈钢构件的使用寿命和扩大Cr13钢的应用范围开辟了广阔前景。

将定态过程稳定性理论引入电化学阻抗谱(EIS)研究

电化学阻抗谱(EIS)研究是当前国际学术界十分重视的研究领域,曹楚南创造性地将定态过程的稳定性理论引入EIS研究,导出理论公式并阐明了公式中参数的数值关系与各种等效电路及EIS图谱的对应性。这一工作受到国际学术界的高度重视,在这一理论的指导下,他还完成了下列五个方面的工作:一是导出有钝复盖的金属电极法拉第阻抗力方程式并解释了孔蚀诱导期的阻抗谱特征。二是提出了钝化金属电极恒电位阶跃下电流瞬态响应方程式和数据处理方法。三是提出了金属电极在加有缓蚀剂溶液中EIS的理论公式和图谱解释。四是提出了EIS数据解析思想并编制了相应的计算机软件。五是研究了EISK-K转换条件。由于这一系列工作,使中国EIS研究进入了国际先进行列。

研究和发展了腐蚀研究过程和监测腐蚀速度的电化学理论和方法

曹楚南研究了国际上普遍测量腐蚀速度的线性极化电阻法,计算了这种方法和理论误差,指出存在的问题,提出了可以避免这些问题的微分极化电阻测量方法的理论,设计的仪器获国家专利并转让工厂生产。他提出了适用于高阻系统的电流扫描测量方法;提出了腐蚀金属电极在恒电位阶跃下电流瞬态响应公式和数据解析方法及相应的计算机软件;提出了电化学过程和扩散过程控制的腐蚀金属电极四参数极化方程和利用弱极化曲线拟合测定腐蚀速度动力学参数的方法;论述了缓蚀剂的电化学研究中存在的问题并提出了解决办法。这一系列工作使中国在腐蚀研究与监测的电化学方法方面进入国际先进行列。

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