清华大学材料学院   

                             School of Materials Science and Engineering

朱 静

朱 静(1938~ )清华大学材料学院教授。1938年10月10日出生于上海市,祖籍浙江杭州。中国科学院院士,发展中国家科学院院士。
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        1951-1957在上海市上海中学求学,1957-1962年毕业于复旦大学物理系。1962.9-1996.3 在钢铁研究总院任职。期间于1980年8月-1982年8月,以优异成绩通过数理化考试,被教育部-冶金部派遣为赴美访问学者两年,师从美国Arizona State University(ASU)的衍射物理大师J.M.Cowley教授。1980.10-1982.9 在美国ASU的固体研究中心任Faculty Research Associate,1984.9-1985.4 在美国ASU的天文和物理系任Faculty Assoc. Professor。2006.7-2006.9在日本东北大学任Visiting Professor。1996年4月至今任清华大学材料科学与工程学院教授,曾任清华大学材料科学与工程研究院院长(1997.3-2007.1)和清华大学校务委员会委员(1999-2015)。1995和2007年先后当选为中国科学院院士和发展中国家科学院院士。曾任中国科学院学部主席团执行委员会成员(2004-2008)、技术科学部主任和副主任等职(2002-2008)。
朱静是我国分析电子显微学领域的学术带头人,长期从事材料的显微结构、缺陷、界面等的形成和演变及其与性能关系的研究,应用现代显微分析技术在研制新材料和材料科学的基础研究中做出创新性工作。主编和合作者共同撰写了中国第一部分析电子显微学专著《高空间分辨分析电子显微学》。
上世纪60年代末-80年代末,在“马氏体时效钢沉淀结构及强韧化原理”和“铀分离器用马氏体时效钢研制”中,她主要采用电子显微学方法确定了其中和Co-Mo交互作用相关的时效沉淀结构及相稳定性的演变、并提出和验证了采用高弥散逆转变奥氏体的强韧化作用、找出高温缓冷后脆化的成因。据此确定的高钼低钛无硼合金化路线及热处理制度在我国铀分离机用钢中实施成功。该项目获1989冶金部科技进步一等奖,1992国家科技进步一等奖。
        80年代初,她在美国用相干电子波微衍射的实验及原理,发现和确定了有序结构单个畴界及单个原子面缺陷的性质,发表的原始论文被作为该领域开拓性文献引用。她在金属间化合物研究中,发现了TiAl的室温应力诱导相变;发现加硼富镍的Ni3Al晶界附近存在无序区有利其塑性改善;并用电子晶体学方法实验和分析阐明硼在Ni3Al和Co3Ti中引起的不同的电子结构及其原因。近期她研究组从原子尺度系统研究了航空发动机叶片用的加Re单晶镍基高温合金蠕变过程的结构演变,揭示了γ/γ’相界的多种凸起结构的形成、位错组态和分类;揭示和提出了在蠕变第二阶段初期,Re元素偏聚如何和γ/γ’相界位错的耦合作用,形成了Lomer–Cottrell core 结构,阻碍了位错运动,延长了蠕变寿命;并揭示了在蠕变第三阶段Lomer–Cottrell core结构的解锁。
        她研究组自制原位装置,利用原位电子显微学方法系统的研究并测量了一维ZnO纳米线的直径尺寸和杨氏模量(弯曲和拉伸模量)之间的定量关系,提出了基于介观力学的core-shell模型,采用球差校正电子显微学方法从原子尺度验证了纳米线中心和表面弛豫层形成的芯壳模型,定量解释和验证了实验获得的一维纳米线的尺寸和杨模之间的关系,表明在ZnO纳米线直径大于12纳米时,介观力学的成熟的理论仍然有效。此工作结果的单篇引用率达900余次。她和学生们在硅纳米结构的制备及其应用研究做出了有影响力的工作。2003年,她主编和合作者们共同撰写了专著《纳米材料和器件》。
        在铁电材料研究中,她研究组阐明了弛豫铁电体PMN (PbMgXNb1-XO3)中有序畴和纳米极化畴的物理图景,从原子尺度阐明了BST(BaTi(1-x)SnxO3)中纳米弛豫极化微区的几何、成分和成因,计算和分析了分别在PMN和BST中的Mg和Sn不能和氧杂化的共性及它们对形成弛豫铁电体和增强压电性的贡献;第一次揭示和定义了准同型相界成分附近的PMN-PT单晶中的多层次畴结构;揭示了BaTiO3纳米颗粒和薄膜的不同维度的铁电特性尺寸效应,制作了BaTiO3纳米颗粒的尺寸-温度相图,等。
        2008年以来她在中国本土率先开展了球差校正电子显微学-亚埃尺度的材料表征技术和应用研究。她研究组开展了多铁材料中铁弹、铁电、铁磁的耦合效应研究和多铁序参量的协同测量方法探索。在h-YMnO3 单晶中发现了过去被认为不可能的对称破缺,出现了非六瓣的畴结构,如两态、四态、八态畴,畴核心处有刃位错,和铁电的涡旋畴核心相互耦合,引入不均匀的应变场,导致本征的六态畴结构转变为其他序参量的涡旋畴结构。她研究组控制氧分压和选择基厎,生长 h-YMnO3薄膜,调控并实现了在薄膜上形成与氧分压相关的应变导致的自组装面内周期畴结构; 获得了与应变调制相关的磁状态,如铁磁-反铁磁共存、铁磁-自旋玻璃态-反铁磁共存。在高空间分辨定量测量磁结构方面,她研究组提出了用透射电子束定量测量具有占位分辨、高空间分辨包括借助于色差校正的原子面分辨的磁结构方法,并已在一些薄膜材料体系中实现了元素磁矩、轨道/自旋磁矩之比的定量测量;他们还提出了In-plane EMCD的测量方法,实现了用上述发展的方法定量测量试样的本征的磁结构;等。她研究组还开展了贵金属基催化剂等材料的表面结构、应变、成分分布等研究。
        2007-2012期间以朱静为首组成的产学研小组研发了中国高速列车空心车轴,“高速列车车轴材料、热处理及制造技术”获4项中国发明专利,于2016年分别获创新大赛特等奖和“发明创业奖-项目奖”金奖。
        朱静长期从事材料科学和工程的基础和应用基础研究、教学和人才培养,培养的研究生中,多位获全国百篇、北京市和清华大学优秀博士学位论文奖。她曾获国家及部委级奖十项、何梁何利奖一项。发表学术论文300余篇。她曾获全国先进工作者、全国三八红旗手、冶金系统劳动模范、冶金系统和清华大学优秀共产党员、钢铁研究总院爱院模范、清华大学良师益友等称号。

 

 

教育背景

1957年毕业于上海市上海中学。
1957-1962年毕业于复旦大学物理系电子物理专业。
1977年,以优异成绩通过全国冶金系统数理化考试,1980年8月由教育部、冶金部派往美国进修,师从衍射物理大师J. M. Cowley教授。

工作履历

1962年9月-1996年3月在钢铁研究总院任职。
期间:
1980年8月 — 1980年9月 在美国Arizona State University (ASU) 任中国访问学者,师从衍射物理大师J. M. Cowley教授
1980年10月 — 1982年9月,Cowley教授向学校和州政府推荐朱静,被 聘任为美国Arizona State University (ASU)的Center For Solid State Science的 Faculty Research Associate。按时回国任职。
1984年9月 — 1985年4月,Cowley 教授邀请她去美国ASU合作科研,中方单位批准半年,期间被美方聘任为Department of Astronomy and Physics的Faculty Visiting Associate Professor。
1996年4月 — 至今,任清华大学材料学院教授。

学术兼职

北京电子显微镜中心主任,中国钢研科技集团公司双聘院士,中国材料学会荣誉理事、中国电子显微镜学会常务理事,电子显微学报编委,金属学报编委,《中国科学》E辑编委,The editor of <Journal of Electron Microscopy>,The Editor Board Member of <Solid State Communication>, The consultor of IUCr (International Union of Crystallography) Commission on Electron diffraction,等

社会兼职

现任清华大学校务委员会委员(1999-至今),曾任中国科学院学部主席团成员(2004-2008),中国科学院技术科学部主任、副主任(2002-2008),中国材料学会常务理事等职。

研究领域

(1)材料电子显微学
     分析电子显微学、高分辨电子显微学、球差校正电子显微学、原位电子显微学理论和方法研究及其在金属、陶瓷等材料研究中的应用。
(2)纳米材料和纳米器件
     纳米材料和纳米器件的制备、结构、设计和性能研究。纳米材料的尺寸效应及其对物理性能和结构稳定性的影响。
(3)工程材料和部件的研制
(4)电子显微镜的附件的研制

研究概况

    朱静是我国分析电子显微学领域的学术带头人之一,长期从事应用和发展电子显微学方法,在合金钢、高温合金、金属和合金及其氧化物粉末颗粒、铁电陶瓷等材料领域,进行精细结构的检测、分析和材料的结构与性能关系研究。在上世纪60年代末至80年代末,她系统的进行了超高强度马氏体时效钢的合金化原理、强韧化本质等一系列应用基础研究。她根据时效沉淀结构及相稳定性研究结果,提出了宏、微合金化路线;提出并验证了采用高弥散逆转变奥氏体强、韧化的作用;找出了高温缓冷后脆化的主要原因是M3B2相以网状结构析出在原奥氏体晶界。据此确定的合金化及热处理制度在我国铀分离机用钢中实施成功。她与合作者完成的该项目获1989年冶金部科技进步一等奖,1991年冶金部科技进步一等奖,1992年国家科技进步一等奖。

    上世纪80年代初朱静在美国期间,在国际上首次用相干电子波微衍射实验及衍射的运动学原理发现和确定了有序结构单个畴界及单个原子面缺陷的性质。发表的原始论文被认为是该领域开拓性文献,作为该专业的知识本体,在英、美出版的四本专著和学术论文中被引用。她回国后继续对晶体结构单个缺陷的微衍射进行了系统的研究。该项目的国内工作部分成果(1989年评奖不计及在国外工作发表的文章)获1989年国家自然科学四等奖。

    朱静提出了纳米区域有序度的测定方法和原理,发现了在加硼富镍的Ni3Al晶界存在无序区;她应用和发展了电子显微学方法于纳米尺度物质电子结构的测定,阐明了硼在Ni3Al和Co3Ti 中引起的不同的电子结构变化的数据和微量元素对合金结构和性能的影响之间的关系;她发现了TiAl金属间化合物的室温应力诱导相变现象;她阐明了弛豫铁电体PMN中有序畤和纳米极化畤的物理图景,提出了有序、无序区的界面处是极化中心;她揭示了PMN-PT准同型相界的多层次结构等。近年,她的研究组从事于球差校正电子显微学研究和发展纳米结构制备与特性检测表征的综合技术,并从事工程材料及其部件的研制。在一维纳米材料和原型器件的制备及尺度与结构和性能关系研究等方面有创新性成果;在我国引领、普及和应用球差校正电子显微学于材料科学的研究方面有一定建树;在重要工程材料部件的研发上取得阶段性成果。相关研究被邀请在国内外学术会议上作大会报告和特邀报告三十余次;发表在 Science, PRL, Nano Letters, Advanced Materials, Angew. Chem,Acta Materialia, 等学术刊物的论文约300篇。获国家科技进步奖、自然科学奖及冶金部、中国科学院、国家教委科技进步奖等九项奖励及何梁何利科技进步奖。和合作者主编我国在分析电子显微学方面的第一部专著《高空间分辨分析电子显微学》和《纳米材料和器件》等书籍。获国家发明专利六项。

奖励与荣誉

“高温合金中微量元素的控制及其作用研究” 1986年获冶金部科技进步一等奖
“超高强度马氏体时效钢时效沉淀结构研究和强韧化设计原理” 1989年获冶金部科技进步一等奖
“微衍射及其图象分析” 1989年获国家自然科学奖四等奖
“铀同位素离心分离机用CM钢及其制造工艺” 1991年获冶金部科技进步一等奖
“CM钢及其制造工艺” 1992年获国家科技进步一等奖
“低维材料微观结构表征和分析研究” 1993年获冶金部科技进步二等奖
“氧化物超导体显微结构特征及其对性能影响的研究” 1994年获中科院自然科学二等奖
“钒钛氮微合金钢实施再结晶控轧有关物理冶金基础研究” 1995年获教委科技进步二等奖
“毫米波-厘米波双功能隐身材料在导弹车上应用研究” 1995年获冶金部科技进步二等奖
2004年,何梁何利(HLHL)科技进步奖
曾被授予“全国先进工作者”、“国家有突出贡献中青年专家”、全国三八红旗手”、“冶金系统全国劳动模范”、“钢铁研究总院爱院模范”、“清华大学良师益友”等称号。

学术成果

    朱静被邀请在国际学术会议上作大会报告和分会特邀报告三十余次。在Science, PRL, Nano Letters, Advanced Materials, Angew. Chem,Acta Materialia 等学术刊物上发表学术论文约300篇。和合作者主编我国在分析电子显微学方面的第一部专著《高空间分辨分析电子显微学》及《纳米材料和器件》,参与编写了《材料界面结构与特性》、《透射电子显微学进展》、<Nanowires and Nanobelts - Materials, Properties and Devices, Volume II: Nanowires and Nanobelts of Functional Materials>等专著。获国家发明专利六项。