钟掘:从河北献县走出的机械工程泰斗
在河北沧州市献县这片历史悠久、人文荟萃的土地上,孕育出了无数杰出人才,中国工程院院士钟掘便是其中之一。1936 年 9 月 1 日,钟掘出生于江西省南昌市,但其籍贯为河北献县,她身上流淌着献县人坚韧不拔、勇于探索的血脉,在机械工程领域深耕不辍,取得了举世瞩目的成就,成为家乡人民的骄傲。
年少立志,踏上求学之路
钟掘的青少年时期,正值国家建设发展的关键时期,社会对科技人才的需求日益迫切。受到时代氛围的影响,年少的钟掘对科学技术产生了浓厚兴趣,尤其痴迷于机械领域。1955 年,怀揣着对机械专业的热爱与憧憬,钟掘在填报高考志愿时,毅然决然地将所有选择都聚焦在机械专业,凭借扎实的知识功底和优异的考试成绩,她顺利考入北京钢铁学院机械系冶金机械专业。大学期间,钟掘如饥似渴地汲取知识,无论是基础课程还是专业理论,她都学得认真透彻。课堂上,她专注聆听教授们的讲解,积极参与讨论;课后,她一头扎进图书馆和实验室,查阅大量资料,进行各类实验操作,不断提升自己的实践能力。四年的大学生活,为钟掘的学术生涯奠定了坚实基础,也让她更加坚定了投身机械工程领域的决心。
投身教育,开启科研征程
1960 年,钟掘从北京钢铁学院本科毕业,响应国家号召,分配到位于湖南省长沙市的中南矿冶学院(现中南大学)任教。从此,她开启了在冶金机械行业长达六十余年的教学与科研生涯。初到中南矿冶学院,钟掘担任助教一职,尽管教学任务繁重,科研条件艰苦,但她始终保持着积极向上的工作态度。在教学过程中,她注重理论与实践相结合,用生动有趣的方式向学生传授专业知识,培养学生的实践能力和创新思维,深受学生喜爱。同时,钟掘利用课余时间潜心科研,从最基础的研究工作做起,逐步积累经验。随着教学和科研成果的不断涌现,她从助教逐步晋升为讲师、副教授、教授、博士生导师,并先后担任机械系系主任、机电工程学院院长等职务。在每一个岗位上,钟掘都兢兢业业,为学校的学科建设、人才培养和科研发展贡献着自己的力量。
科研攻坚,成就斐然
钟掘长期致力于机械工程和材料制备领域的研究,在多个方面取得了突破性成果,为我国相关产业的发展提供了强有力的科技支撑。
金属塑性加工研究的突破
在轧制、锻、挤等金属塑性加工原理、工艺与装备的研究中,钟掘深入探索大型复杂结构件材料流变的多尺度结构演变规律。她深知材料流变过程对最终构件质量的重要影响,通过大量实验和理论分析,研究材料与构件成形成性协同制造中的能量传递与转化规律,以此为基础优化工艺参数,获得高品质构件。例如,在轧机驱动理论方面,她提出的轧机驱动封闭力流理论,有效解决了我国引进的大型机组的重大设备故障。以往这些大型机组在运行过程中,常因设备故障导致生产停滞,造成巨大经济损失。钟掘的理论为故障诊断和设备改进提供了全新思路,通过对设备力流传递路径的优化,显著提高了设备运行的稳定性和可靠性,推进了钢铁、有色金属等 4 个相关产业的技术进步,产生了巨大的经济效益。
材料制备技术与装备创新
钟掘在材料制备技术与装备方面展现出卓越的创新能力。她提出了铝合金电磁场铸轧和快凝铸轧新原理,并基于这些原理创造了电磁场铸轧技术与装备、快凝铸轧技术与装备。传统的铝及铝合金铸轧技术存在能耗高、产品质量不稳定等问题,钟掘研发的新技术与装备有效解决了这些难题。电磁场铸轧技术利用电磁场对金属液的作用,改善了铸轧过程中的凝固组织,使生产出的铝带坯具有更好的性能,且生产线高效节能。快凝铸轧技术则通过快速凝固工艺,获得了具有特殊组织结构和性能的铝合金材料,拓展了铝合金材料的应用领域。这些新技术形成的生产线投入使用后,生产出的产品品质优良,助力我国铝材产业进入国际先进水平,同时也为保证重要军工产品的制成提供了关键技术支持。在特宽铝带轧线高技术改造、巨型水压机扩改工程、高性能特薄铝板技术开发等多项国家重点工程中,钟掘带领团队攻坚克难,将先进的技术理念应用于实际工程,为我国高端铝材制造奠定了坚实基础。
复杂机电系统理论构建
随着科技的发展,现代机电系统日益复杂,多过程交互规律和伴生奇异工况成为制约系统性能提升的关键问题。钟掘敏锐地捕捉到这一研究方向,系统研究了现代复杂机电系统的相关问题,提出复杂机电系统耦合设计理论与方法。她建立了机电耦合、界面耦合等耦合模型,以及大系统的全局耦合数理模型,并提出数值求解方法和并行优化设计方法。这些理论和方法为现代复杂机电系统的设计提供了坚实的理论基础,使得设计师在设计过程中能够更加全面、准确地考虑系统各部分之间的相互作用,优化系统性能,提高产品质量和可靠性。例如,在高端装备制造领域,应用钟掘的理论方法,能够有效解决设备运行过程中的振动、噪声等问题,提升设备的稳定性和精度,满足工业生产对高性能装备的需求。
跨学科研究与微观制造探索
钟掘积极推动跨学科研究,融合制造科学、信息科学与材料科学,开展高性能电子产品设计制造精微化、数字化新原理和新方法研究。她将制造界面的行为机理及其与信息传输的融合研究推向微观层次的多元交互研究,为微电子、光电子器件制造装备的发展开辟了新路径。在当今电子信息产业飞速发展的时代,对微电子、光电子器件的性能和尺寸要求越来越高。钟掘的研究致力于突破传统制造技术的局限,从微观层面探索制造过程中的物理、化学现象,通过对制造界面的精确控制,实现高性能电子产品的精微化和数字化制造。这一研究方向不仅具有重要的科学意义,还对我国电子信息产业的升级发展具有深远影响,有望推动我国在高端电子器件制造领域取得更大突破,提升我国在国际电子信息产业中的竞争力。
截至 2014 年,钟掘主持财政部产业技术跃升计划项目、国家 973 项目、国家重大科技攻关、国家自然科学基金重大与重点项目、国防预研等项目 50 余项,取得了一系列重要科技成果,荣获国家科技进步一、二等奖 3 项,国家发明二等奖 1 项。这些奖项是对她科研成就的高度认可,也见证了她为我国科技事业发展所做出的卓越贡献。同时,她先后发表论文 200 余篇,多篇论文被 SCI 和 EI 收录,出版专著 3 本,获得国家发明专利 7 项 。她的研究成果和学术著作在国内外学术界和工业界产生了广泛影响,为相关领域的研究和发展提供了重要参考。
桃李满园,传承科研精神
作为一名教育工作者,钟掘深知人才培养的重要性。1990 年至 2005 年期间,她先后指导博士研究生 30 余名,硕士研究生 40 余名,博士后 10 余名 。在指导学生的过程中,钟掘不仅注重传授专业知识和科研技能,更注重培养学生的科研精神和创新能力。她鼓励学生勇于探索未知领域,敢于提出自己的见解和想法,培养学生独立思考和解决问题的能力。2009 年,她指导的博士生帅词俊的论文《熔锥型光纤器件的流变成形机理、规律与技术研究》被评为 2009 年全国优秀博士学位论文 ,这是对她卓越教学成果的有力证明。钟掘培养的众多优秀人才,如今已在机械工程、材料科学等领域崭露头角,成为推动我国科技进步和产业发展的中坚力量,他们传承着钟掘的科研精神,在各自的岗位上继续为国家的发展贡献力量。
荣誉加身,持续奉献社会
钟掘的杰出贡献得到了社会各界的广泛认可,荣获众多荣誉称号和奖项。她被国家教委授予全国教育系统 “巾帼建功标兵”,多次被评为湖南省 “三八红旗手”、全国十佳女职工,被评为国家有突出贡献科技专家。1995 年,她当选为中国工程院院士,隶属于机械与运载工程学部(机械设计及理论),这是我国工程科技领域的最高荣誉之一。2000 年,她被选为全国先进工作者,同年荣获湖南省先进工作者称号。2002 年,获得何梁何利基金科学与技术进步奖,以及第三届湖南光召科技奖。2011 年,获得 “十一五” 国家科技计划执行突出贡献奖 。面对这些荣誉,钟掘始终保持谦逊的态度,将其视为对自己工作的激励和鞭策,继续在科研和教学道路上默默奉献。
在社会任职方面,钟掘积极参与国家和地方的科技发展规划与决策咨询工作。她曾担任教育部科技委副主任、国家重点基础研究发展(973)计划机械学科评审专家、国务院学位委员会机械学科评议组成员、国家自然科学基金工程与材料学部咨询委员会委员、国家杰出青年基金评委等重要职务 。同时,她还在多个学术组织和行业协会中任职,如中国有色金属学会常务理事、湖南省科技进步奖评审委员会副主任、奖励委员会委员、湖南省学位委员会委员、湖南省科协副主席、湖南省故障诊断与失效分析学会理事长等 。此外,她还担任国家计委专项 “中国铝板带箔加工业发展规划” 专家组长、国家深海资源开发技术发展专家组组长等,为我国相关产业的发展提供专业指导和决策支持。2009 年 12 月,钟掘当选第六届教育部科学技术委员会主任和第六届教育部科学技术委员会战略研究指导委员会主任 ,在更广阔的平台上为我国高等教育科技事业的发展贡献智慧和力量。她还在多所高校的重点实验室担任学术委员会主任或咨询委员会委员,如中南大学学位委员会、学术委员会委员,摩擦学国家重点实验室(清华大学)学术委员会主任,机械系统与振动国家重点实验室(上海交通大学)学术委员会主任,数字制造装备与技术国家重点实验室(华中科技大学)学术委员会主任,流体动力与机电系统国家重点实验室(浙江大学)咨询委员会委员等 ,通过参与实验室的学术交流和指导工作,推动相关学科领域的科研创新和人才培养。
心系家乡,情牵桑梓
尽管钟掘长期在湖南工作和生活,但她始终心系家乡河北献县。她关注着家乡的教育事业和科技发展,积极为家乡的人才培养和产业升级出谋划策。她多次回到家乡,与当地的科研人员、学生进行交流,分享自己的科研经验和人生感悟,鼓励家乡的年轻人努力学习科学知识,为家乡的发展贡献力量。在她的影响下,越来越多的献县学子投身于科学研究领域,为家乡的科技进步注入了新的活力。同时,钟掘也希望能够通过自己的科研成果和社会影响力,为家乡引进更多的科技资源和发展机遇,助力献县实现经济社会的高质量发展。
钟掘院士从河北献县出发,凭借坚定的信念、卓越的智慧和不懈的努力,在机械工程领域取得了辉煌成就,为我国的科技进步、教育发展和产业升级做出了不可磨灭的贡献。她的故事激励着一代又一代科研工作者勇攀科技高峰,为实现中华民族伟大复兴的中国梦而努力奋斗。