朱靜

清華大學材料科學與工程系教授

朱靜,女,1938年10月10日出生於上海,畢業於復旦大學,現任中國科學院院士、發展中國家科學院院士,清華大學材料學院教授、博士生導師。

長期從事材料的顯微結構、缺陷、界面等的形成和演變及其與性能關係的研究,應用現代顯微分析技術在研製新材料和材料科學的基礎研究中做出創新性工作。

人物經歷


教育經歷

時間院校專業
1951年上海中學
1957年-1962年8月復旦大學物理系

工作經歷

朱靜個人照
朱靜個人照
1962年9月進入冶金部鋼鐵研究總院從事科研工作(至1996年3月)。
1980年8月,朱靜通過數理化考試,被教育部和冶金部派遣為赴美訪問學者兩年,師從美國亞利桑那州立大學的衍射物理大師J. M. Cowley教授。
1982年8月,朱靜回到中國,繼續在鋼鐵研究總院工作。
1984年9月,朱靜再次前往美國亞利桑那州立大學的天文和物理系,擔任Faculty Assoc. Professor(至1985年4月)。
1995年,朱靜當選為中國科學院院士。
1996年4月,朱靜進入清華大學材料科學與工程學院工作,擔任教授。
1997年3月,朱靜擔任清華大學材料科學與工程研究院院長(至2007年1月)。
2006年7月,朱靜在日本東北大學任Visiting Professor(至2006年9月)。
2007年當選發展中國家科學院(TWAS,原稱第三世界科學院)院士。
現任發展中國家科學院院士,清華大學材料學院教授、博士生導師。

主要成就


科研成就

研究領域
(1)材料電子顯微學分析電子顯微學、高分辨電子顯微學、球差校正電子顯微學、原位電子顯微學理論和方法研究及其在金屬、陶瓷等材料研究中的應用。
(2)納米材料和納米器件納米材料和納米器件的製備、結構、設計和性能研究。納米材料的尺寸效應及其對物理性能和結構穩定性的影響。
(3)工程材料和部件的研製。
(4)電子顯微鏡的附件的研製。
學術成果
朱靜是我國分析電子顯微學領域的學術帶頭人,長期從事材料的顯微結構、缺陷、界面等的形成和演變及其與性能關係的研究,應用現代顯微分析技術在研製新材料和材料科學的基礎研究中做出創新性工作。主編和合作者共同撰寫了中國第一部分析電子顯微學專著《高空間分辨分析電子顯微學》和《納米材料和器件》。本世紀初她在中國本土率先開展了定量EMCD方法的研究及球差校正電子顯微學-亞埃尺度的材料表徵技術和應用研究。她在闡明一些重要工程材料的顯微結構與性能關係、在用磁手性二色性譜定量測量材料納米區域磁結構參量、在一維/二維材料的製備和性能的原位研究、在原子尺度的多種序參量的協同測量和耦合研究、在發展電子顯微學和電子顯微學/計算科學結合等方面的工作水平,獲得了國內外學者的認可。在科技部組織領導和支持下,在清華大學建立了國家級電子顯微學中心-北京電子顯微鏡中心。2018年她獲得中國電子顯微學會首屆《終身成就獎》。
上世紀60年代末-80年代末,在“馬氏體時效鋼沉澱結構及強韌化原理”和“鈾分離器用馬氏體時效鋼研製”中,她主要採用電子顯微學方法確定了其中和Co-Mo交互作用相關的時效沉澱結構及相穩定性的演變、並提出和驗證了採用高彌散逆轉變奧氏體的強韌化作用、找出高溫緩冷后脆化的成因。據此確定的高鉬低鈦無硼合金化路線及熱處理制度在我國鈾分離機用鋼中實施成功。該項目獲1989冶金部科技進步一等獎,1992國家科技進步一等獎。
80年代初,她在美國用相干電子波微衍射的實驗及原理,發現和確定了有序結構單個疇界及單個原子面缺陷的性質,發表的原始論文被作為該領域開拓性文獻引用。她在金屬間化合物研究中,發現了TiAl的室溫應力誘導相變;發現加硼富鎳的Ni3Al晶界附近存在無序區有利其塑性改善;並用電子晶體學方法實驗和分析闡明硼在Ni3Al和Co3Ti中引起的不同的電子結構及其原因。近期她研究組從原子尺度系統研究了航空發動機葉片用的加Re單晶鎳基高溫合金蠕變過程的結構演變,揭示了γ/γ’相界的多種凸起結構的形成、位錯組態和分類;揭示和提出了在穩態蠕變階段,Re元素偏聚如何和γ/γ’相界位錯的耦合作用,形成了Lomer–Cottrell core 結構,阻礙了位錯運動,延長了穩態蠕變階段;此工作被國際同行評價為清華朱靜研究組首先從原子尺度揭示了高溫合金蠕變過程的組織結構演變。
她研究組自製原位裝置,利用原位電子顯微學方法系統在國際上最早研究並測量了一維ZnO納米線的直徑尺寸和楊氏模量(彎曲和拉伸模量)之間的定量關係;提出了基於介觀力學的core-shell模型,考慮了納米材料體系的體效應、表面弛豫和應變梯度效應后,給出了一維納米線的應力-應變方程;並獲得了原子尺度的定量實驗結果的驗證。此工作2006年發表的文章單篇引用率達一千多次,至今仍然每年都有被引用。她和學生們在硅納米結構的製備及其應用研究做出了有影響力的工作。
1999年至今朱靜研究組開展了鐵電和多鐵材料的研究。①闡明了:弛豫鐵電體PMN (PbMgXNb1-XO3)中有序疇和納米極化疇的物理圖景、BST(BaTi(1-x)SnxO3)中納米弛豫極化微區的幾何和成分及成因、PMN和BST中的Mg和Sn不能和氧雜化的共性及它們對形成弛豫鐵電體和增強壓電性的貢獻。②准同型相界結構特徵研究:基於實驗發現,提出和定義了准同型相界成分附近的PMN-PT單晶中的多層次疇結構。利用原位外電場實驗,發現了准同型相界成分附近的14% Sm:BFO中反鐵電相/順電相與鐵電相之間的可逆相變,結合基於Ginzburg-Landau-Devonshire理論的熱力學計算,解釋了准同型相界附近的雙電滯回線現象;提出了電場導致相變的准同型相界的概念。③揭示了BaTiO3納米顆粒和薄膜的不同維度的鐵電特性尺寸效應,製作了BaTiO3納米顆粒的尺寸-溫度相圖,等。這些工作得到了國內外同行的認可,2009年被邀請在12th IMF and 18th IEEE-ISAF 會上做Plenary Lecture。
朱靜研究組提出了功能材料中的原子尺度多種序參量協同測量和耦合的基礎研究命題,並應用先進電子顯微學方法在多鐵和超導等材料中實現了原子尺度的點陣、電荷、軌道、自旋、拓樸序參量協同測量,揭示了各序參量之間的交互作用和它們對材料性能的影響。①通過調控LuFeO體系間隙氧原子點陣序參量和協同測量,發現主點陣序參量、電荷序參量、自旋序參量的與間隙氧原子點陣序參量交互作用后引起的變化,進而調控了材料的性能。②在h-YMnO3單晶中發現了過去被認為不可能的對稱破缺,出現了非六瓣的疇結構,疇核心處有刃位錯,和鐵電的渦旋疇核心相互耦合,引入不均勻的應變場,導致本徵的六態疇結構轉變為其他序參量的渦旋疇結構。③通過控制氧分壓和選擇基厎,生長h-YMnO3薄膜,調控並實現了在薄膜上形成與氧分壓相關的應變導致的自組裝面內周期疇結構;獲得了與應變調製相關的磁狀態,鐵磁-反鐵磁共存、鐵磁-自旋玻璃態-反鐵磁共存。④研究者們此前對反鐵電材料結構的認識集中在介觀尺度,缺乏微觀層面的了解;她研究組基於原子尺度的實驗圖像,提出了約化反鐵電序參量概念,適用於以鈮酸銀為代表的一系列複雜氧化物體系。⑤發展了高空間分辨定量測量磁結構方法,實現了元素磁矩、軌道/自旋磁矩之比的定量測量;實現了具有佔位分辨、高空間分辨包括藉助於色差校正的原子面分辨的磁結構方法;提出了In-plane EMCD的測量方法,可定量測量試樣的本徵的磁結構。
2007-2012期間朱靜組織了鋼廠、車軸製造廠、大學、研究院所組成產學研小組研發了中國高速列車空心車軸,提出了並被用於實踐的中國高鐵列車合金鋼車軸路線。“高速列車車軸材料、熱處理及製造技術”獲4項中國發明專利,於2016年分別獲創新大賽特等獎和“發明創業獎-項目獎”金獎。多年來朱靜參與了中國科學院和中國工程院組織的多鐵材料、航空發動機材料、高鐵輪軸的國產化等諮詢項目。
朱靜長期從事材料科學和工程的基礎和應用基礎研究、教學和人才培養,培養的研究生中,多位獲全國百篇、北京市和清華大學優秀博士學位論文獎。她曾獲國家及部委級獎十項、何梁何利獎一項。發表學術論文300餘篇。她曾被授予全國先進工作者、全國三八紅旗手、國家有突出貢獻中青年專家、冶金系統勞動模範、冶金系統和清華大學優秀共產黨員、鋼鐵研究總院愛院模範、清華大學良師益友等稱號。被授予中共中央、國務院、中央軍委頒發“慶祝中華人民共和國成立70周年”紀念章。
學術論著
出版日期名稱作者出版社
2003.08《透射電子顯微學進展》葉恆強,王元明主編北京:科學出版社
2003.04《納米材料和器件》朱靜等編著北京:清華大學出版社
1999.01《材料界面結構與特性》葉恆強等著北京:科學出版社
1987.08《高空間分辨分析電子顯微學》朱靜等編著北京:科學出版社

教學成就


教育理念
朱靜建議同學們多聽一些報告,多參加一些講座來拓寬自己的視野,她強調學好基礎課程和培養實際動手能力的重要性,只有打好知識基礎,才能在將來的科學研究工作中厚積薄發;而對於材料科學研究者來說,良好的實驗操作能力也是必不可少的;她認為網路資源十分豐富,是獲得知識的良好媒介,但希望同學們不要沉迷於網路遊戲而荒廢了學業;她希望同學們能珍惜黃金般的青春歲月,充分利用清華的各種資源,努力學習科學知識,為祖國材料事業的發展做出自己的貢獻。
朱靜認為:淡薄名利、團隊精神,這是我們現在非常希望的,我們自己應該這麼做,我們也希望年輕人都這麼做,伯樂也好、馬也好,還是怎麼提攜人才、培養年輕隊伍的問題。
朱靜培養的研究生中,多位獲全國百篇、北京市和清華大學優秀博士學位論文獎。

社會活動


1999年,朱靜擔任清華大學校務委員會委員(至2015年)。
2004年,朱靜擔任中國科學院學部主席團執行委員會成員(至2008年)。
先後擔任清華大學深圳研究生院新材料研究所所長,中國電子顯微鏡學會副理事長,中國材料學會常務理事、科技部瀋陽材料科學國家(聯合)實驗室理事會理事;上海交通大學、山東大學兼職教授;重慶市人民政府特別顧問,重慶大學材料科學與工程學院首席顧問,中國材料學會榮譽理事、中國電子顯微鏡學會常務理事,電子顯微學報編委,金屬學報編委,《中國科學》E輯編委,The editor of ,The Editor Board Member of , The consultor of IUCr (International Union of Crystallography) Commission on Electron diffraction等。

人物評價


朱靜是我國分析電子顯微學領域的學術帶頭人,長期從事材料的顯微結構、缺陷、界面等的形成和演變及其與性能關係的研究,應用現代顯微分析技術在研製新材料和材料科學的基礎研究中做出創新性工作。

獲得榮譽


時間獎項全稱具體獎項獲獎作品
1986年冶金部科技進步獎一等獎高溫合金中微量元素的控制及其作用研究
1989年冶金部科技進步獎一等獎超高強度馬氏體時效鋼時效沉澱結構研究和強韌化設計原理
1989年國家自然科學獎四等獎微衍射及其圖象分析
1991年冶金部科技進步獎一等獎鈾同位素離心分離機用CM鋼及其製造工藝
1992年國家科技進步獎一等獎CM鋼及其製造工藝
1993年冶金部科技進步獎二等獎低維材料微觀結構表徵和分析研究
1994年中國科學院自然科學獎二等獎氧化物超導體顯微結構特徵及其對性能影響的研究
1995年教委科技進步獎二等獎釩鈦氮微合金鋼實施再結晶控軋有關物理冶金基礎研究
1995年冶金部科技進步獎二等獎毫米波-厘米波雙功能隱身材料在導彈車上應用研究