高压物理组的建立 ——中国高压物理研究是怎样开展起来的 | 物理所记忆

我是1956 年由南京大学物理系毕业分配进入中科院物理所工作的。先是在晶体学研究组,当时组长是刘益焕研究员,我的指导老师是北京钢铁学院教授赵松鹤,他也是刘益焕的中学老师,曾在英国Braggle 实验室研究长石结构,有成绩,所以到物理所做兼职教授。

金刚石是自然界最硬的物体,有“工业的牙齿”之称,钻硬地层和加工硬物质都少不了金刚石。当时中国非常需要金刚石,但国内的产量很少,国外又禁运。中国此前没有高压研究工作,只是1949 年之前叶企孙和汤定元在美国学过高压工作,但压力都低,而且没有温度。美国人造金刚石做成功了,是在6 万大气压和2500 ℃条件下进行的。1958年,晶体学室章综、田静华等先后提出不应该只做晶体结构的研究,也应该做国家急需的晶体生长工作,吴乾章和张乐惠夫妇还提出国外在做金刚石生长工作。于是物理所晶体学组决定开展人造金刚石的工作。由于物理所晶体学组的研究力量不够,于是通过所里把何寿安、唐棣生从金属研究组调入晶体学组,搞金刚石研究。开始时晶体学组一部分人也参加了这项工作,但不久逐渐退出,后来只有戚德余和我两人,另外还有成向荣等一批复员军人参加进来,由戚德余负责。这样,高压研究工作就在中国开始了。

这项工作需要高温、高压的实验手段。初期我们只在圆柱状高压容器上打交道,没有任何基础,一切材料和装备都要另起炉灶,困难非常大。那时国家是计划经济体制,所有物资来源都要事先订计划,我们的工作没有列入国家计划,压机、合金钢材、硬质合金碳化钨等都没有来源,根本无法工作。于是组内同志都行动起来,到处求人帮助,例如我们拿着张劲夫给的函,辽宁和山西省委书记的介绍,请太重、沈重解决压机都未成功。当时一台300 吨千斤顶就是用所里一台变压器从沈阳一个小工厂换来的。甚至硬质合金碳化钨的烧结和加工都是自己动手。所内器材科认为高压的事情太多,是例外的工作,根本不管。所里工厂没有大件淬火、回火的炉子,对高压的研究也难以配合,所以,名义上我们是做高压研究的,实际上天天往外跑求人帮助,是跑器材的。

当时国内许多单位听说物理所搞金刚石,到物理所取经后也搞起了金刚石,后来也获得成功。据报道,世界人造金刚石产量的五分之二是中国贡献的。我们解决了国内金刚石的需要,替国家解决了大问题。金刚石在物理所是用四面顶压机做出来的,该压机是何寿安设计,王积方、唐棣生等“跑”出来的。

美国做金刚石的细节是1959 年下半年才公开的,用的是Belt容器。 1960 年苏联高压物理所的谢高扬(俄文 Сеkоян)来华访问时,我们拉他参加Belt 容器的设计工作。后来1986 年他又来了中国。

那时还有一件重要事情,就是陈祖德留苏回国到物理所工作。他是学工的,在苏联时学的是压机技术,外语只会俄语,对高压也没有实际经验。但他是党员,1960 年初,物理所接受了搞原子弹的绝密国防任务,成立了陈祖德(组长)、王积方、陈志学(贫下中农出身)及几名复员军人组成的任务组,测量主要材料在三万大气压范围内的状态方程。理论上知道了状态方程就知道了系统的热力学参量,是理论设计原子弹的关键,也是理论设计的实验根据,作用非常显著,是总抓原子弹工作的朱光亚来所里布置的。当时党委李德仲说“谁泄了密,提头来见”,实验室周围有解放军站岗,可见这任务的重要。当时还有管惟炎小组测量该材料的比热,一年按时完成任务。1965 年我又做了一次与原子弹有关的绝密国防任务,是程开甲到所里来布置的。在完成第一项任务后我主动申请离开陈祖德小组。

后来我们做了金属氢,需要300 万大气压,于是做起了DAC工作。当时美国哈佛博士J. Eggert 来所工作一年,我们要他参加金属氢的工作,他不同意,只做了他自己的工作。

以上就是物理所高压组对国家做出的贡献。

作者:王积方

(原工作部门:物理所512组)

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编辑:Lixy

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