李恒德

中国工程院院士、核材料科学专家

李恒德（1921年6月30日—2019年5月28日），汉族，河南省洛阳市人。核材料、材料科学专家，中国核材料和金属离子束材料改性科学技术的先驱。

人物生平

1921年6月30日，李恒德出生于河南省洛阳市。

1946年，李恒德赴美留学。

1947年，李恒德在美国匹兹堡卡尼基理工学院冶金系毕业（硕士）。

1948年秋，李恒德接受美国海军研究局的课题，从事金属铍的研究。当时铍作为一个新型的原子能金属引起人们极大的重视。但是，人们对这个鲜为人知的很贵的金属的力学性能了解很少，特别是它的脆性。于是他就从试制铍单晶做起，并对几十种位向的铍单晶做理学试验，详细观察铍单晶的变形行为。他发现铍的滑移系统只有一个，大多数位向下都靠孪生变形，这样就不能提供大量的变形量。

1953年，李恒德获宾夕法尼亚大学材料科学专业博士学位；

1954年12月回国；

1955年4月至1957年8月，任清华大学机械系副教授，教研室主任。

1956年，李恒德创建了清华大学的核材料专业，为国家核事业培养了一大批关键的人才。

1957年8月至1988年9月，任清华大学工程物理系副教授，教授，教研室主任，副系主任，系主任；

1963年至1966年，中国科学院原子能研究所兼任研究员。

1973年，李恒德利用凝胶沉淀法最早在中国研制出二氧化铀的微球。

1974年至1975年，李恒德在西北有色金属研究院住厂近1年时间，根据当时中国外对威胁反应堆安全的锆合金包壳管材氢氧化物位向引起的脆断问题，提出并主持了中国锆合金管材的氢氧化物分布研究。他提出了氢化物取向主要取决于管材的织构和加工工艺，帮助研究院建立管材织构的测定方法，提出基极取向因子V的概念和计算公式通过对大量不同工艺、不同冷做程序、不同热处理制度的中间取样和最终管材的取向因子的测定和渗氢试验，终于建立了管材织构取向因子V48和氢化物取向因子F48间的关系，这个工作的意义是找到了控制薄壁锆管中氢化物分布的规律和途径，避免堆用锆管氢化物最有害的径向取向，改变为有利的周向取向，最终可以降低燃料包壳管材氢脆开裂的倾向，提高了反应堆的安全性。这在一系列工程中都得到了应用。

自1978年之后，李恒德领导他的研究组进入了金属离子束表面改性的研究新领域，他和他的合作者们在国际上发表论文100多篇，在中国获得了多项奖励。他们系统地对离子注入对钢的磨损的复杂的影响因素做了较深层的规律性研究，发现了一系列有意义的规律，结果发表于1983年。这一研究曾吸引国际上不少专家学者的注意，图和曲线也得到了多次引用。美国海军研究所的专家在一次国际大会上做综合报告时曾特别提到这一研究“是迄今为止最全面的研究。这些结果对整体趋向的研究极为有用”。

1979年至1997年，李恒德兼任清华大学材料研究所所长。

1986年至1994年，李恒德任国家自然科学基金委材料及工程科学部主任。

1988年，李恒德任清华大学材料科学及工程系教授。

从1989年起，李恒德教授瞄准天然生物矿物和仿生材料，对贝类珍珠层的复合层状结构进行了细致的观察和研究。还曾利用多靶的粒子束溅射方法，以及珍珠层的放生原理，研制出一系列的异质纳米多层膜，并对这些总厚度不及1μm的多层膜硬度和韧性进行了系统的研究。这些工作更具有基础性和试探性。他们正着手研究生物燃料，就是利用叶绿素进行光合反应，然后形成回路，产生光能。这是一种清洁能源，是一个研究趋势和方向。李恒德教授做了10年的核材料，20年的离子束，30多年的仿生生物材料，从物理到化学再到生物，跨学科搞研究。在这些领域里，他指导和培养了一大批的优秀人才，在中国的各个领域里做出了重要的贡献。

1991年，当选为中国杰出青年基金委员会副主任，中国材料研究学会（C-MRS）理事长。

1994年，李恒德当选为中国工程院首批院士。

1996年，李恒德当选为1999年及2000年国际材联（IUMRS）主席。

1997年，兼任清华大学材料研究院学术委员会主任、中国材料研究学会名誉理事长，国际材联执行委员。

2019年5月28日，中国工程院院士、清华大学材料科学与工程系教授李恒德在北京去世，享年98岁。

主要成就

科研成就

李恒德进行铍单晶塑性形变研究并阐明了铍的脆性机制和本质。对中国核反应堆用铸管的轧制工艺和氢化物分布关系，核燃料微芯试制以及带电粒子束辐射效应的早期和中国的核材料教育事业都努力作出了贡献。他是中最早开拓离子束材料改性新领域的专家之一，在中国最早领导开展离子注入金属材料改性研究，并首先指导研制成具有特色的离子束界面混合的模拟程序。他主持参加了中国第一台离子束辅助沉积设备的研制并利用它开展了一系列单质膜和纳米多层膜研究。

李恒德在中国首次利用溶胶沉淀法研制出UO2燃料微球，并利用带电粒子束研究材料的辐射损伤效应。曾深入研究堆用锆合金包壳管中氢化物取向分布和轧制工艺及织构的关系，为在实际生产中防止锆管脆断提供了科学的依据和控制基础。多次获得国家及省部级奖励。在离子束材料改性等方面发表学术论文200篇。专著2本。1989年以来又领导开展了天然生物材料及结构仿生研究。曾获国家级或省部委级奖励四项，发表不同研究方向上具有代表性的论文近百篇。

1. 磷酸钙系生物矿物及其仿生制备，教育部科技成果，第一完成人，2002，360-02-10020168-01，冯庆玲。

2. C-N膜及其生物相容性研究，教育部科技成果，第二完成人，2002，360-02-10020167-02，冯庆玲。

3. 固体薄膜中分形生长的研究，国家科技成果，第五完成人，1995，053274.

4. 离子束材料相互作用：非晶化、准晶、分形及氮化物的形成，国家科委科技成果，第二完成人，1991，007099，柳百新。

5. 载能离子束与金属相互作用的基础研究，国家科委科技成果，第四完成人，1990，002785，柳百新。

发明专利成果：

1. 用于骨修复的纳米晶磷酸钙胶原基复合材料的制备方法，2002，CN1338315，崔福斋，张伟，冯庆玲，李恒德，蔡强，第四发明人。

2. 纳米相钙磷盐/胶原/高分子骨复合多孔材料的制备方法，2001，CN1325734，崔福斋，张曙明，廖素三，冯庆玲，李恒德，第五发明人。

3. 离子注入方法改善钴铬薄膜的磁性，1989，CN1031440，柳百新，李健，李恒德，第三发明人。

A．核材料：

1. Twinning in Beryllium, H.T. Lee（李恒德）, 1952, Research in Progress, JOM，Feb., 1952.

2. Deformation of Beryllium Single Crystals at 25 to 500ºC, 1956，H.T. Lee（李恒德）, R.M. Brick, Trans, ASM, 48 (1956) 1103.

3. Zr-4管加工工艺和氢化物取向分布研究，《李恒德科技活动生涯》：29-68，2001，科学出版社。

4. A study of void swelling in electron radiated metals by HVEM, Zhuoyong Zhao, Jilu Fu, Jiguang Sun, Hengde Li , Proceeding 11th. Congress on Electron Microscopy, Kyoto, 1986.

5. 核技术在材料科学中的应用，1986，李恒德；离子注入和材料的表面改性，李恒德，124，科学出版社，1986。

B．离子束及材料相互作用及应用：

1. Some Experimental Studies on Metal Implantations, H.T. Li, P.S. Liu, S.C. Chang, H.C. Lu, H.H. Wang, K. Tao, J. of Nucl. Instr. Meth., 182/183, (1981) 915. 2nd IBMM Conference (1980).

2. Some Practical Aspects of N+ Implantations Various Steels Related to Wearing, Kun Yu, Hengde Li, Xiaozhong Zhang, Jiahe Tian, Nuclear Instr. and Meth. 209/210, 1063-1070 (1983).

3. Studies of Diamond-like Carbon Films Prepared by Ion Beam-Assisted Deposition. Hengde Li , He Xiaoming, Bull. Mater. Sci., 17 (1994) 7, 1415 (India).

4. 载能束对材料的表面改造作用，李恒德，新型材料与科学，科学出版社：133。

5. Modification of Tribological Characterizations of Metals after N+ Implantation, Fuzhai Cui, Hengde Li, Xiaozhong Zhang, Nucl. Instru. & Meth. 209/210 (1983) 881.

6. Reverse Sequence of Formation of Titanium Nitrides by Nitrogen Implantation, X. Zhou, H.K. Dong, H.D. Li, B.X. Liu, J. of Applied Phys., 63 (1988) 10: 4942.

7. Formation of Noble-Metal Nitrides by N+ Implantation, X. Zhou, H.D. Li, B.X. Li, Nucl. Instr. & Methods, B39: 583.1989.

8. Bonding Structure and Tribological Properties of DLC Films Synthesized by Dual-Ion-Beam Sputtering, Xiaoming He, Wenzhi Li, Hengde Li, Vacuum, 45 (1994) 9: 977.

9. Hardness Measurement of Thin Films: Separation from Composite Hardness, J.L. He, W.Z. Li, H.D. Li, Appl. Phy. Lett., 69 (1996) 1402.

10. Nano-indentation study on the mechanical of properties of nanosca on the TiC/Mo Multilayers deposited by ion beam assisted deposition technique , Jing Wang, Wenzhi Li, Hengde Li, Surface and Coating Technology,128-129 (2000) 161-165.

C. 生物材料及仿生研究：

1. The Microstructures of the Biomineralized Bivalvia Shells, L.J. Huang, H.D. Li, MRS Symp. Proc., 174 (1990) 101.

2. Observation of the Phase Transition in the Growth of a Biomineralized Calcium Carbonate, L.J. Huang, H.D. Li , Biochemical and Biophys. Res. Communications, 176 (1991) 654.

3. Microstructural Investigation of the Early External Callus after Diaphyseal Fractures of Human Long-bones, H.B. Wen, F.Z. Cui, Q.L. Feng, X.D. Zhu, H.D. Li, Journal of Structural Biology, 114 (1995) 2: 115.

4. Observation of Damage Morphologies in Nacre During Deformation and Fracture, R.Z. Wang, H.B. Wen, F.Z. Cui, H.B. Zhang, H.D. Li, Journal of Materials Science, 30 (1995) 9: 2299.

5. Nacre, pearlite and Micro-assembly of Metal Carbide/Metal Multilayers, H.D. Li, F.Z. Cui, W.Z. Li, C.L. Ma, Q.L. Feng, 生体材料（日本, in English）, 14 (1996) 1: 29.

6. Comparison of Wear Resistance of Ion Implanted Surgical Ti6A14V with Other Alloys, Jianqiang Zhang, Xiaozhong Zhang, Zintang Guo, Hengde Li, MRS Symp. Proc. 55, (1986) 229.

7. The Functionalization of Titanium with EDTA to Induce Biomimetic Mineralization of Hydroxyapatite, C.B. Mao, H.D. Li, F.Z. Cui, Q.L. Feng, C.L. Ma, J. Mater. Chem., 9 (1999) 2573.

8. Oriented Growth of Phosphates on Polycrystalline Titanium in a Process Mimicking Biomineralization, C.B. Mao, F.Z. Cui, C.L. Ma, Q.L. Feng, H.T. Li, J. Crystal Growth, 206 (1999) 308.

9. Crystal Orientation Regulation in Ostrich Eggshells, Q.L. Feng, X. Zhu, H.D. Li, T.N. Kim, Journal of Crystal Growth, 233 (2001).

10. 生物与材料(第100次香山会议特邀报告)，1999，李恒德，《科学前沿及未来》，第4卷，中国科学出版社，1999。

D. 纳米材料及其它

1. Synthesis of Mesoporous Structured Material Based on Tin Oxide, Yude Wang, Chunlai Ma, Xiaodan Sun, Hengde Li, Microporous and Mesoporous Materials. 49 (2001) 171-178.

2. Meso-structured Tin Oxide as Sensitive Material for C2H5OH Sensor, Yude Wang, Chunlai Ma, Xiaodan Sun, Hengde Li,Talanta, 57(5),875-882, 2002.

3. Morphological Classification of Mesoporous Silicas Synthesized in a Binary Water-ether Solvent System, Qiang Cai, Yi Geng, Xiang Zhao, Hengde Li, Microporous and Mesoporous Materials.108 (2008) 1-3: 123-135.

4. Achievement of Thick Mesoporous TiO2 Crystalline Films by One-step dip-coating Approach. Wei Chen, Yi Geng, Xiaodan Sun, Qiang Cai, Hengde Li, D. Weng, Microporous and Mesoporous Materials. 111(2008) 1-3: 219.

5. Gel Electrolytes Containing Several Kinds of Particles Used in Quasi-solid-state Dye-sensitized Solar Cells, Yi Geng，Xiaodan Sun, Qiang Cai, Yantao Shi, Hengde Li, Rare Metals. 25 (2006) 6, Suppl. 1, 201.

6. Bio and Molecular Chemistry Pave New Areas for Materials Research and Education, Hengde Li, Journal of Material Education, 26 (2006) 1-2: 115-120.

7. Patterning of Nano-structured Cuprous Oxide by Surfactant-assisted Electrochemical Deposition, Jia Li, Yu Shi, Qiang Cai ,Qianyao Sun, Hengde Li, Crystal Growth & Design, 8 (2008) 8: 2652-2659.

8. Materials research in China, Lian Zhou, Hengde Li, Changxu Shi, Nature Materials, 7 (2008) 8: 603-605.

9. 生物科学给材料科学发展带来的机遇，2002，李恒德，毛传斌，《材料科学与工程国际前沿》，山东科学技术出版社。

10. 李恒德，中国历史上的钢铁冶金技术，1951，李恒德，自然科学，17 (1951) 591。

据中国科学技术信息研究所、国家工程技术数字研究馆信息：李恒德编写的专业著作共15部，最近情况如下：

人才培养

据中国科学技术信息研究所、国家工程技术数字研究馆信息：1990年至2003年期间，李恒德培养的硕士、博士博士后共12名，最近情况如下：

科研获奖

1. 纳米晶磷酸钙胶原基骨修复材料，国家技术发明奖，二等奖，第三完成人，2008，2008-F-214-2-01-R03，崔福斋。

2. 高密度封装的应用基础研究，教育部科技进步奖，二等奖，第一完成人，1998，98-071，马莒生。

3. 载能束材料科学的若干基础研究，教育部科技进步奖，二等奖，第三完成人，1998，98-070，柳百新。

4. 离子束辅助沉积类金刚石等硬质膜研究，教育部科技进步奖，二等奖，第三完成人，1996，97-059，贺小明。

5. 多功能离子束增强沉积实验装置，国家科技进步奖，三等奖，第四完成人，1992，机-3-022-04，李文治。

6. 多功能离子束增强沉积实验装置，国家教委科技进步奖，二等奖，第四完成人，1992，91-03604，李文治。

7. 固体薄膜中的分形生长，国家教委科技进步奖，一等奖，第五完成人，1990，90-04505，柳百新。

8. 钛板和钛镀层彩色画，北京市科技奖，三等奖，第六完成人，章开琏。

2009年获“美国材料研究学会MRS Fellow终生会员”称号

2000年获ISI Citation Classic Award奖

1998年获何梁何利奖

社会任职

学术团体职务：

国家杰出青年基金委员会副主任，中国核材料学会副理事长，中国材料研究学会理事长，国际材料研究学会中国委员会主席及国际材料研究学会联合会副主席，清华大学工程物理系主任，科学院原子能所兼职研究员，国家自然科学基金委员会材料与工程科学部主任，国务院学位委员会学科评审组委员，国家科委发明评奖委员会冶金组副组长，国家自然科学奖励委员会委员，中国核学会常务理事，中国金属学会材料科学学会理事长

其他职务

《材料科学进展》、《中国材料研究学报》主编

人物评价

李恒德院士教学严谨，为人师表，是清华大学材料科学与工程研究院、材料科学与工程系的奠基人，在半个世纪的时间里，为我国的材料科学作出了巨大的贡献。（清华大学副校长郑燕康评）

李恒德院士是忠诚的爱国者，是我国取得重要学术成就的科学家及杰出的教育家，是出色的战略科学家。（中国科学院院士朱静评）

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