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  • 刘尚合

    刘尚合,1937年4月11日出生于山西省闻喜县,静电与电磁防护工程专家,中国静电安全工程学科的奠基者和开拓者,中国工程院院士,中国人民解放军军械工程学院教授、博士生导师。

    1964年刘尚合毕业于北京师范大学;1999年当选为中国工程院院士。先后获国家科技进步一等奖、全国科学大会奖和省部级科技进步一、二等奖7项,军队教学成果一等奖2项,国家发明专利6项。全国科学大会奖、中国人民解放军专业技术重大贡献奖、中国静电研究与应用重大贡献奖和何梁何利基金科学与技术进步奖获得者,被评为全国优秀教师、全军优秀教员、全军英模代表,荣立一等功1次、二等功1次、三等功2次。

    编辑摘要

    基本信息 编辑信息模块

    中文名: 刘尚合 出生地: 山西省闻喜县
    民族: 国籍: 中国
    职业: 教育 教授 毕业院校: 北京师范大学
    政党: 中国共产党 籍贯: 山西省闻喜县

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    人物经历/刘尚合 编辑

    刘尚合 刘尚合

    1964年,毕业于北京师范大学,1999年,当选为中国工程院院士。现任中国人民解放军军械工程学院教授,静电与电磁防护研究所所长,博士研究生导师。

    先后获国家科技进步一等奖、全国科学大会奖和省部级科技进步一、二等奖7项,军队教学成果一等奖2项,国家发明专利6项。

    研究成果/刘尚合 编辑

    刘尚合 刘尚合

    领导项目组在静电安全工程方面,建立了电火工品静电发火数理模型,说明了高压静电场中物质导电的机理;提出了真实静电感度测试方法,测定了火箭弹、导弹电火工品的真实静电感度,解决了弹药“反常发火”的难题;提出了“信号自屏蔽电荷耦合”静电测试原理、织物摩擦电位衰减测试方法和人体静电高压动态实验方法;利用射束技术开展了聚合物抗静电改性研究,研制成“分段衰耗式”电子束抗静电改性工艺和抗静电改性剂;主持制定了三项武器装备防静电的军用标准并已实施。研制了4种静电测试仪器,建立了国内第一个静电计量测量站和防电磁危害国防科技重点实验室。对有关领域静电防护技术工程进行了现场测试和质量监督。进行了静电、雷电和超宽带强电磁脉冲干扰对单片机、电引信等辐照效应实验研究。获全国科技大会奖,军队专业技术重大贡献奖,国家科技进步一等奖,省部级科技进步一、二等奖项。获国家发明专利4项,另受理2项。发表学术论文160篇,出版专著3本。 1999年当选为中国工程院院士。

    抗静电、抗电磁脉冲技术连获大奖

    刘尚合,静电与电磁防护工程专家。1999年当选为中国工程院院士。现任军械工程学院教授、博士生导师,先后获国家和军队科技进步一、二等奖多项,国家发明专利6项。

    静电好像一个来去无踪的隐形“杀手”,常常会导致电发火装置及易燃易爆物质意外发火形成恶性事故。

    上世纪80年代初,军械工程学院教师刘尚合踏上了追踪“静电杀手”的科研之路。经过刻苦攻关,刘尚合终于取得了一系列重大突破。他的论文《聚合物材料防静电改性研究》,被专家们认为开辟了人类防静电危害新途径。

    为了测出人体静电电位的极端值,刘尚合首创性地提出了“非静电力作功——变容升压”人体高电压实验方法,并亲身接受这一前无先例的人体实验。首次测定并验证了勤务处理条件下人体静电电位极端值。

    弹药火工品在储存和运输过程中突燃突爆的“反常发火”现象,困扰世界军事领域几十年。刘尚合和同事们面对新的挑战,又开始了新的征程,最终解决了电火工品“反常发火”疑难问题,获国家科技进步一等奖。

    2003年,在刘尚合的努力下,强电磁场环境模拟与防护技术国防科技重点实验室,正式落户军械工程学院。

    几年来,实验室在他的带领下取得了丰硕成果,先后完成神舟五号载人飞船舱内压力服静电安全性评价、神舟七号舱外航天服纯氧环境静电与电磁安全性评价等重要研究项目。2007年,他负责的“典型军用电子设备电磁脉冲效应与防护技术研究”获军队科技进步一等奖;2009年,“装备电磁脉冲模拟与防护技术研究”项目,获得国家科技进步二等奖。

    静电危害/刘尚合 编辑

    在高科技的信息化时代,静电,好像一个来去无踪的隐形杀手,常常会导致电发火装置及易燃易爆物质意外发火形成恶性事故。对于武器系统尤其是弹药来说,静电是世人公认的一种危害源。

    人物事迹/刘尚合 编辑

    上世纪80年代初,石家庄的中国人民解放军军械工程学院教师刘尚合踏上了追踪静电“杀手”的科研之路。在与静电的过招中,成就了他的两个唯一——我国静电研究领域唯一的工程院院士、在我省的唯一一位军人院士。

    2006年10月,“神舟七号”的部分静电安全性评价工作告一段落。刘尚合领导的中国人民解放军军械工程学院静电与电磁防护研究所再次参与了这一工作。

    刘尚合 刘尚合

    几年前,刘尚合就曾在“神舟五号”的模拟返回仓内,亲自测试其静电性能并进行静电安全性评价研究。

    而刘尚合领导的团队最终在神舟五号载人飞船舱内压力服的静电安全性评价工作报告上郑重地签下他们的名字,为后来杨利伟飞天工况下的静电安全提供了最权威的保障。

    谈及这段工作,在旁人眼里有充分资本骄傲的刘尚合淡然一笑,在他看来,这不过是他全部科研工作中的一项。“作为一名科技工作者,同时也是一名军人,每一项科研工作都是一个必须完成好的战斗任务。”

    科技工作者和军人,也许这就是与我省其他院士相比,刘尚合身份的特殊性。

    人物轶事/刘尚合 编辑

    人生四十来从军

    一身军装、一副眼镜,身姿依然挺拔的刘尚合文气中透出一股英气,在学生眼中,69岁的他依然洋溢着一股标准的军人气质。

    1979年,42岁的刘尚合成了一名军人。

    这一年他离开了任教的北京师范大学,来到了当时的石家庄解放军高级军械学校工作。这样,一直居住在山西老家的妻儿得以和他团圆,而这位月收入56元的小教员为贴补家用而背负的1000多元的外债,在出卖老家祖屋后也终于还清。

    从一个浸润于自由学术气息中的知识分子成为一名职业军人,年过四十才入军营的他,有太多太多的东西需要学习、调整。“说实在的,当我第一次穿上军装去给学员讲课时真有点不自然。”对于初穿军装的感受,刘尚合至今记忆犹新。

    在军事院校里,教员聚精会神讲课时,会突然有领导走进教室听课。这时,教员就要立刻停下来,快步跑到领导面前,立正报告所上课程的简要情况,听到领导指示后,响亮的回答———是,方能转身回到讲台继续讲课。

    在受过高等师范教育的刘尚合看来,讲台是神圣的,在课堂上老师就是最高统帅。

    还在北京师范大学时,刘尚合曾经有一篇论文被美国一家刊物转载。而当时的西德柏林技术大学的教授和东德科学研究院物理研究所的研究员,分别给他写信,索要这篇论文的全文。

    对于这一学术交流,已是军人的刘尚合,需要按规定向上级打报告,逐级请示。最终他与这次难得的交流机会擦肩而过。

    部队院校的科研机制,一度令刘尚合颇不适应

    1985年,当时刘尚合所在的实验室与北京、西安等国内知名的实验室共同竞标“弹药防静电危害”科研课题。虽然在科研实力上不及自己的对手,但部队院校组织得力,迅速将学校各学科科研骨干组织在一起,集中攻关,最终从众多竞标者中脱颖而出。这件事使刘尚合认识到,“军校科研也有自己的特点。”

    随后,部队院校的改革给予了刘尚合更大的发挥空间和更好的科研条件。“现在这里和国内一流的地方院校在科研条件上没有任何差别。”如今,刘尚合常常感叹要是不到部队,他也许永远当不了院士。

    不过,当了院士后的刘尚合并没有改变多少,唯一与以前不同的是,他开始“学会说话了”。

    “当了院士,讲话就要更加注意方式方法了,要考虑别人受得了受不了!”

    学会了说,但并不等于不说。虽然明知道有时让人“下不了台”,但是该说的还是要说,因为“一团和气对工作有害无利”。刘尚合绝对不是个中庸的人,“对就是对,错就是错”。

    “这是科技工作者的品格吗?”

    “不仅是科技工作者,军人也应该如此。”

    科研是一种战斗

    2000年11月的东北,已是天寒地冻。

    在解放军某基地,用于实验的火箭弹刚刚被运到,一切正常。但就在工作人员拉开运送弹药的车门,准备取出火箭弹时,意外却发生了,只听一声巨响———火箭弹突然发火,顿时5人伤亡。

    是什么导致了这次事故?刘尚合和助手在第一时间赶到事发现场。很快罪魁祸首浮出水面———果不其然,又是静电惹的祸。

    刘尚合已经记不清,这是他和静电的第几次交手。

    在作为军人的刘尚合看来,虽然没有硝烟,科研也是一种战斗。

    随着高科技的发展,现代兵器中电发火的火工品越来越多,静电成为高科技战场中来无影、去无踪的隐形杀手。攻克这个难题,制服这个“幽灵”,对保证武器弹药的安全,提高部队战斗力,有着非凡的意义。

    而上世纪80年代,当刘尚合跨入“静电与弹药”这个危险而陌生的科研领域时,他已经年近50岁了。

    初次接触这一课题时,作为一名物理老师,他和所有普通人一样,从没有进过弹药库。

    也许是当时太过专注于自己的工作,刘尚合首次进入弹药库时,不曾有丝毫紧张,但却清楚记得那位弹药库主任的话:稍有疏忽,弹药库立刻就会成为一座活火山。

    不入虎穴,焉得虎子。为了搞清楚多大能量的静电会引起不同弹药的发火,刘尚合和一位弹药专家带领课题组愣是跑遍了各种代表型的弹药仓库,与不同类型的弹药“亲密”接触。

    两军相逢勇者胜

    要消除静电危害,就必须解决人体等静电导体的静电起电和放电问题。在干燥的季节,当脱衣服或用手去触摸金属体时会产生轻微的电击感,可你是否知道,这时的你身上已经带上了几千伏甚至上万伏以上的电压。人体已经成为了一个极度危险的静电源。

    但人体静电电位的极端值是多少呢?只有准确测出这一极端值,才能真正保证弹药的安全。

    此前,美国专家认为人体静电电位极端值是4万伏,英国人认为是5万伏。刘尚合通过理论推算认为,在我国北方的仓储和勤务处理条件下,人体的静电极端值肯定会高于5万伏。但是理论推算不能代替科学实验。

    于是刘尚合提出采用“非静电力作功———变容升压”人体高电压实验方法,在实际勤务条件下,对人体直接进行高电压实验。这项实验前人还从未做过。而当时55岁的刘尚合,郑重要求由他来亲自接受这一人体实验。

    2万伏的高压注入了刘尚合的身体,一切正常;3万伏、4万伏、5万伏,电压一步步升高,静电电位测试仪的荧屏上显示,他身体的静电电压达到了7万1千伏。

    “当你把手往外一伸,汗毛就竖起来了,就像是碰到蜘蛛网,感觉痒痒的。”经常会有人问起身体被注入7万1千伏的电压会有何感觉,他总是这样轻描淡写地回答,同时不忘补充一句:“实验前,我做了大量的分析准备工作,有十足的把握。”

    “一切皆在掌控之中,科研也需有勇有谋。”这位文职军人并非一介莽夫。

    面对这样一名智勇双全的对手,静电在与他的过招中只得甘拜下风。

    大我成就科技将军

    1987年,一次国际离子束学术交流会,一篇题为《聚合物表面静电性能离子束改性研究》的论文引起了与会17个国家的专家学者的极大关注。他们认为,这项研究开辟了人类防静电危害的新途径。

    世界著名材料改性专家、美国密苏里大学教授布雷德威尔深知其潜在的巨大经济价值。他通过大会主席找到了论文的作者、来自中国的科学家刘尚合。

    简单的问候和交谈后,布雷德威尔教授直入主题:“美国道格拉斯飞机制造公司很需要这项技术,请刘先生与我们合作。”但刘尚合却淡淡一笑,因为某种原因他婉言谢绝了———在他心里,这项技术永远属于中国国防事业。

    回忆起自己这些年的经历,刘尚合感慨颇多,“一个知识分子,只有把自己的前途命运和国家、集体的前途命运紧密结合在一起,追求‘大我’,才能有所成就。”

    在这种追求“大我”的过程中,刘尚合不断舍弃着“小我”。

    初到军校时刘尚合讲授大学普通物理的电磁学部分。

    一天教学组长通知他,从下学期开始他要为教员提高班讲授电动力学课。于是,他一边上课,一边给北师大的老师、同事写信收集电动力学课相关资料,进行这门理论物理的备课工作。

    过了不久,领导又通知,准备要他讲授理论性更强的量子力学课,电动力学的授课任务交给别人。

    后来他在讲授量子力学课时,教研室主任又动员他上完理论课,马上到物理实验室去上实验课,负责物理实验独立设课工作。

    在这短短不到两年的时间,刘尚合变动了4次授课岗位,也为此备了4门课。当时教研室没有计算机,也没有复印机,有时借来的习题集等资料常常需要女儿帮助抄写至深夜。

    过去的同事听说这一情况后,对刘尚合笑称:你这哪里是在大学教课,分明是在打地道战嘛———打一枪换一个地方啊!但视服从命令为军人天职的他却没有丝毫怨言。然而正是这段“地道战”经历,却使他日后受益匪浅!由于教授过多门相关物理课程,厚积方能薄发,在科研上,他总是能够高瞻远瞩。

    如今当年的石家庄解放军高级军械学校已经发展成在全军和全国都有影响的解放军军械工程学院,作为该校培养的第一位戎装院士,刘尚合以他的人品和学识,也攀上了人生的一个新境界。

    1999年,刘尚合当选院士的同时,也晋升技术三级,享受副军级待遇,鲜红的肩章上和将军一样,挂上了金黄的麦穗。虽然是文职军人,不授军衔,但在许多人眼里,这位静电研究领域的领军人物就是一位“科技将军”。

    2006年初,刘尚合担任的国家自然科学基金委员会信息科学部电学Ⅰ专家评审组组长,任期届满。为此,专家评审咨询组专门为他发来感谢电,高度评价他4年来的工作———这位戎装院士不仅有过硬的学术水平,同时还有着出色的组织管理能力。

    实验过程

    刘尚合与静电结缘于30多年前。1983年,在军械工程学院从事基础物理教学的刘尚合被国内外一连串由静电引发的伤亡惨剧所震惊。身为军人的刘尚合敏锐地意识到:“只有彻底攻克这一难题,追踪降伏静电这个‘幽灵’,才能真正确保武器弹药安全。”也就是那一年,刘尚合离开了奋斗10多年的半导体离子注入研究领域,踏上了追踪静电“幽灵”的科研之路。  

    在一无科研资料、二无试验设备、三不懂弹药原理的情况下,选择“静电与弹药”这一危险而又陌生的科研领域,需要多大的勇气?回忆起当年的选择,刘尚合说:“为探索未知领域,我愿意重当一名小学生。”

    话虽这样说,但刘尚合永远不会忘记,那是一段怎样的艰难岁月:长时间处于超剂量有害气体和射线辐射的环境,让他的白血球值一度从正常的5000下降到2000;长期超负荷工作,让这个身高1米80的大高个儿体重锐减到60公斤……

    鏖战近千个日夜,刘尚合在防静电危害研究方面终于初露锋芒:在国内首次提出使用物理和化学方法相结合的材料改性技术,一举达到国际先进水平;撰写的论文《聚合物材料防静电改性研究》在国际学术会议上一鸣惊人,专家们一致认为该项研究开辟了人类防静电危害的新途径。

    在大量实验数据基础上,刘尚合首次提出了“信号自屏蔽——电荷耦合”动态电位测试原理,并和同事们一起成功研制出静电电位动态测试仪等5种仪器。经过反复理论推算和仪器精密实验后,刘尚合得出的结果高于英美专家认定的数值。

    如何才能证明自己推测结果的科学性?只靠理论计算显然不行,动物皮毛实验又能否达到人体的效果?为了尽早打通科研瓶颈,刘尚合大胆提出对人体直接进行高电压实验,并提议由他自己亲身来完成。

    实验如期进行。助手们通过专门仪器,让电压从2万伏起步进入刘尚合的身体,他的头发、汗毛一根根竖了起来。4万、5万……已达到国外资料认定的最高值。助手们停了下来,但刘尚合却毫不犹豫指挥下令:继续加压。5.5万、6万、7万……静电电位测试仪的荧屏上显示,他身体上的静电电压已经达到7万1千伏。刘尚合一边紧盯着仪器,一边镇定地指挥着助手,同事们的心都提到了嗓子眼儿。

    这是一个可以载入史册的时刻——人类首次测定并验证了人体静电电位的极端值!

    弹药火工品在储存和运输过程中存在突燃突爆的“反常发火”现象,是困扰世界军事领域几十年的一道难题。由刘尚合主持的“弹药防静电理论与技术研究”项目,一举获得了国家科技进步一等奖。就这样,一次次无畏面对挑战,一项项成果相继问世,刘尚合也一步步登上国际静电研究领域的高峰。

    社会任职/刘尚合 编辑

    武器系统与运用工程国家重点学科学术带头人

    国家自然科学基金委员会信息科学部专家评审组成员

    中国人民解放军总装备部科技委兼职委员、学位领导小组成员

    中国兵工学会理事

    中国物理学会理事兼静电专业委员会主任

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