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曹楚南

曹楚南人物照片

常熟名人曹楚南介绍

中国科学院院士
中国科学院院士、腐蚀科学与电化学专家

曹楚南(1930年8月15日-2020年8月27日),出生于江苏常熟,腐蚀科学与电化学专家,中国科学院院士,浙江大学教授、博士生导师 。

1952年曹楚南毕业于同济大学化学系,分配至中国科学院;1982年任研究员;1985年兼任中国科学院金属腐蚀与防护研究所学术委员会副主任;1987年调入中国科学院金属腐蚀与防护研究所,同年任该所学位委员会主任;1990年担任中国科学院材料科学技术委员会委员、博士生导师 ;1991年当选为中国科学院学部委员 ;1994年调入浙江大学任化学系教授;1998年当选为中国科学院技术科学部常委;1999年兼任浙江大学环境与资源学院院长。曹楚南领导和开拓了中国腐蚀电化学领域的发展。

2020年8月27日,中国科学院院士、浙江大学教授曹楚南,因病医治无效,在杭州逝世,享年91岁。

曹楚南人物生平

1930年8月15日,曹楚南出生于江苏省常熟县沙洲区合兴乡中兴镇(现属张家港市)。

1948年夏,曹楚南从当时属于江阴县杨舍镇上的江苏省梁丰高级中学毕业,考入上海同济大学。

1952年,曹楚南从同济大学化学系毕业,作为第一次全国高校毕业生统一分配工作的本科毕业生,被分配至中国科学院上海分院的物理化学研究所的应用电化学研究组工作 。

1953年,曹楚南跟随中国科学院物理化学研究所一同搬迁到吉林省长春市 。

1954年,曹楚南根据时任物理化学研究室主任柳大纲的提议,开始金属的腐蚀与防护研究。

1955年到1966年,曹楚南领导和参与了多次国防建设的研究任务。

1966年,曹楚南参加四川威远含硫气田井下设备的防护研究,同年4月至8月,他亲赴位于山区的威远气田,通过现场亲躬亲历,证实了他在试验室获得的研究结果,从而制定了合理的投放缓蚀剂的规范 。由于这方面的工作,“文化大革命 ”后,曹楚南与其研究团队集体获得了全国科学大会重要科技成果奖。

1969年末至1973年4月,曹楚南全家被安排在吉林省靖宇县的一个小山村中插队落户,在每天劳动之余,他没有条件看书和写作,只能思考问题,回顾自己历年的研究工作。

1973年5月,曹楚南重新回到研究岗位,研究了低合金钢在海水中的局部腐蚀问题,解决了中国舰艇用合金钢的腐蚀问题。

1979年6月,当时的国家科委机械组的金属腐蚀分组在北戴河举行全国性的学术讨论会,曹楚南受邀作大会报告,提议在中国开拓腐蚀电化学学术领域的基础研究。

1982年,曹楚南在国际刊物《Corrosion Science》上发表了他的关于极化电阻理论误差的论文,他是中国第一个在这份刊物上发表论文的学者。同年加入九三学社 。

1985年8月,曹楚南兼任中国科学院金属腐蚀与防护研究所学术委员会副主任。

1986年3月至6月,曹楚南担任日本东京工业大学客座教授。

1987年,曹楚南参与和领导了中国科学院腐蚀科学开放研究实验室的创建并出任该室主任,随后又领衔在该室基础上组建现在的金属腐蚀与防护国家重点实验室 。

1989年,曹楚南应邀出席在法国召开的第一届国际电化学阻抗谱学术会议,并作主旨演讲,他是这次会议上唯一被邀请作主旨演讲的亚洲学者。

1991年,曹楚南当选为中国科学院学部委员(院士)。同年还被中国国外学者推荐担任国际刊物《Corrosion Science》的编委。

1992年,国家科学基金委员会决定由侯祥麟和曹楚南两人共同担任第二个关于自然环境腐蚀的重大基金研究项目的主持人 。

1994年,曹楚南调入浙江大学工作,担任化学系教授 。

1998年,曹楚南当选为中国科学院技术科学部常委。同年,因侯祥麟忙于其他工作,国家科学基金委员会决定由曹楚南单独担任第三个关于自然环境腐蚀的重大基金研究项目的主持人。

1999年5月,曹楚南被聘任中国科学院东北高性能材料研究发展基地所级学术顾问。8月,兼任浙江大学环境与资源学院院长 。

2020年8月27日,中国科学院院士、浙江大学教授曹楚南,因病医治无效,在杭州逝世,享年91岁。

曹楚南主要成就

科研成就

科研综述

在中国领导和开拓了腐蚀电化学领域,专著《腐蚀电化学原理》从平衡热力学、不可逆过程热力学、多电极系统和多反应耦合系统的电极过程动力学等方面论述了腐蚀电化学的特殊规律,形成了比较完整的理论体系将数理统计和随机过程理论应用于腐蚀科学中,研究了最深腐蚀孔深度统计分布和腐蚀活性点平均密度统计推断等问题,从理论上导出了概率公式和电化学噪声的谱功率密度方程式提出了利用载波钝化改进不锈钢钝化膜稳定性的思想并为国内外实验证实将定态过程稳定性理论引入电化学阻抗谱(EIS)研究,使EIS理论有重要发展发展了研究腐蚀过程和监测腐蚀速度的电化学理论和方法。

20世纪50年代前期,曹楚南就开始从事电化学和金属腐蚀研究。1979年以前,曹楚南曾在钢铁表面磷化处理、铝合金和镁合金的阳极氧化处理、铅的土壤腐蚀、腐蚀实验数据的统计分析、酸性缓蚀剂、天然气井缓蚀剂、低合金钢的海水腐蚀和钢铁的局部腐蚀等领域从事过应用研究和基础研究 。

1979年以后曹楚南在腐蚀电化学领域中从事过金属的阳极溶解过程、缓蚀剂的吸附及缓蚀剂作用机理、钝化膜的稳定性、电化学瞬态测量技术及其理论、不可逆电极过程的电化学阻抗谱理论及其应用和腐蚀电化学研究与测量技术等方面的研究。他研究了线性极化电阻的理论误差,证明了在腐蚀电流密度与微分极化电阻之间存在一个普遍适用的关系式并提出了一个可以避免线性极化电阻理论误差的微分极化电阻测量方法。他发展了一种由恒电位阶跃瞬态曲线求阻抗谱的线性近似拉普拉斯(Laplace)转换技术。他将定态过程的稳定性条件引入阻抗谱理论,提出了不可逆电极过程的法拉第导纳的普适性表达式,并有单个电极过程的阻抗谱理论发展为同时有两个电极过程进行的混合电位下阻抗谱理论。他同他的研究生发展了具有多个时间常数的电极过程的恒电位阶跃瞬态响应理论,并对这种瞬态测量提出了一种数据分析技术。他提出了一个研究界面型缓蚀剂的电化学理论体系,并研究了多种界面型缓蚀剂的吸附和协同效应。他研究了钝化的金属在孔蚀诱导期中的电化学噪声的普遍规律,推导了这种噪声的谱功率密度方程式。他提出载波钝化可以提高钝化膜稳定性的设想,为中国国内外的研究所证实。调入浙江大学后,从事应用化学研究,创建电化学研究所 。

承担项目

截至2015年12月,曹楚南曾在六五期间任由五个高校和中国科学院三个研究所联合承担的国家科委重点课题“恶性腐蚀破坏事故机理研究”副组长,七五期间任国家自然科学基金重大项目“金属腐蚀与防护若干机理研究”主持人,八五期间与候祥麟院士共同主持国家自然科学基金重大项目“中国材料在自然环境中的腐蚀数据积累及基础研究”,九五期间任国家自然科学基金重大项目“材料在中国自然环境条件下的腐蚀数据积累及规律性研究”主持人 。

科研成果奖励

截至2015年12月,曹楚南作为学术带头人,在他的指导、帮助或直接参与下,共取得成果16项,其中被鉴定为达到国际领先和国际先进水平的5项。已获得国家级的重大科技成果12项,获中国科学院及部委级科技成果奖10项 。

论文著作

截至2015年12月,曹楚南在学术方面已发表论文150余篇,出版专著5本 。

出版著作

出版日期

名称

作者

出版社

2016.09

《电化学阻抗谱导论》

曹楚南

北京:科学出版社

2016.01

《现代化学基础丛书 典藏版》

曹楚南,张鉴清等著

北京:科学出版社

2008.03

《腐蚀电化学原理 第3版》

曹楚南编著

北京:化学工业出版社

2005.01

《中国材料的自然环境腐蚀》

曹楚南主编

北京:化学工业出版社

2004.05

《电化学阻抗谱导论》

曹楚南,张鉴清著

北京:科学出版社

2004.04

《腐蚀电化学原理 第2版》

曹楚南编著

北京:化学工业出版社

2002.09

《材料腐蚀学原理》

肖纪美,曹楚南编著

北京:化学工业出版社

2000.06

《悄悄进行的破坏 金属腐蚀》

曹楚南编著

北京:清华大学出版社

1994.09

《腐蚀电化学》

曹楚南编著

北京:化学工业出版社

1988.04

《腐蚀试验数据的统计分析》

曹楚南编著

北京:化学工业出版社

1985.12

《腐蚀电化学原理》

曹楚南编著

北京:化学工业出版社

1965.09

《腐蚀试验的统计分析方法》

曹楚南编著

北京:机械工业出版社

1960.06

《金属的腐蚀及保护计算方法》

尼·柏·茹克著;曹楚南译

北京:人民教育出版社

1959.05

《金属的腐蚀与保护学基础》

(苏)阿基莫夫,Г.В.著;曹楚南译

北京:高等教育出版社

期刊论文

Cao C N. Theoretical errors of linear polarization resistance and a method for reducing them[J]. Corrosion Science, 1982, 22(3):205-214.

Cao C N, Wang J, Lin H C. Effect of Cl- ion on the impedance of passive-film-covered electrodes[J]. Journal of Chinese Society for Corrosion & Protection, 1989, 9(4):261-270.

Cao C N . On the impedance plane displays for irreversible electrode reactions based on the stability conditions of the steady-state—II. Two state variables besides electrode potential[J]. Electrochimica Acta, 1990, 35(5):837-844.

Cao C, Lin H, Corrosion I O, et al. SCC MECHANISM OF AISI 321 IN ACIDIC CHLORIDE SOLUTION[J]. Acta Metallurgica Sinica, 1993, 6(12):416-420.

Cao C . On electrochemical techniques for interface inhibitor research[J]. Corrosion Science, 1996, 38(12):0-2082.

人才培养

截至2015年12月,曹楚南培养硕士研究生29名、博士生37名,多名培养的科技人员提升为教授或研究员 。

荣誉表彰

时间

荣誉/表彰

授予/颁奖单位

1983年

长春市特等劳动模范

长春市人民政府

1983年

吉林省劳动模范

吉林省人民政府

1985年

全国优秀科技工作者

中华全国总工会

1985年

全国五一劳动奖章(第一届)

中华全国总工会

1991年

政府特殊津贴

国务院

1991年

中国科学院学部委员

中国科学院

2015年

中国腐蚀与防护肖纪美学术奖

中国腐蚀与防护学会

曹楚南人物评价

曹楚南先生教导我“踏实做事,无论是大事小事都要认认真真,有始有终;无论何时都要尊重别人的学术思想和劳动。”这让我受益终生 。(教授宋光铃

曹楚南与全国的同行都互相尊重,互相帮助,从未分帮结派,他除了被选为中国腐蚀与防护学会的名誉理事长外, 还一直被选为该专业委员会的名誉主任委员 。(浙江大学电化学与功能材料研究所张鉴清教授)

曹楚南先生作为中国腐蚀电化学研究的倡导者和学术带头人,几十年来,他把所有的心血和精力都奉献在自己所钟爱的事业上,取得了卓著的成绩,实践着科教兴国的理想 。(九三学社浙江省委会专职副主委马永信

曹楚南补充介绍

  曹楚南(1930年8月15日—),出生于江苏常熟。腐蚀科学与电化学学家。1991年当选为中国科学院学部委员(院士)。1982年加入九三学社。九三学社第九、十届中央委员会委员。

  曹楚南小时候记忆能力强,很小就能背唐诗。1937年他刚开始上学不久,日本侵略者就闯进了他的家乡,局势很乱,小学停办。他到一个私塾学习,读了《论语》和《孟子》,中学在江苏梁丰中学度过,那是一所很有名的中学,他在那里受到了很好的基础教育。1948年高中毕业,考入同济大学化学系,1952年7月毕业,分配到中国科学院上海分院原物理化学研究所工作,任研究实习员。1953年4月,曹楚南随所迁至长春,后并入中国科学院长春应用化学研究所,1956年6月任助理研究员,1979年11月任副研究员。1980年6月,任长春应化所学术委员兼物理片学术秘书,研究室副主任,1982年8月任研究员,1985年8月兼任中国科学院金属腐蚀与防护研究所学术委员会副主任,1986年3—6月任日本东京工业大学客座教授,1987年4月调入中国科学院金属腐蚀与防护研究所,同年任该所学位委员会主任,1987年任中国金属腐蚀科学开放研究实验室主任。1990年任中国科学院材料科学技术委员会委员、博士生导师。现任浙江大学教授。

  曹楚南是我国最早从事腐蚀科学研究的学者之一,其主要成就如下:

  倡导和开拓腐蚀电化学研究领域。大多数腐蚀过程是电化学过程,但如何将电化学的基础理论应用于研究和阐释腐蚀现象与过程,长期没有很好解决。曹楚南发表多篇论文倡导、开拓腐蚀电化学研究领域以使电化学基础理论与腐蚀科学理论相衔接,探讨了腐蚀电化学的研究对象和任务、特点及基本规律;出版了专著《腐蚀电化学原理》,从平衡热力学、不可逆过程热力学、多电极系统和多反应耦合系统的电极过程动力学等方面论述了腐蚀电化学的特殊规律,纠正了国内外沿袭的错误学术观点,对实际中的一些重要腐蚀现象和过程的电化学本质做出了严谨的理论解释,形成了比较完整的理论体系,对推动我国腐蚀化学领域的发展和腐蚀科学水平的提高起了重要作用,并被我国一些高校用作主要参考教材。这本著作及1980—1985年期间发表的以曹楚南为第一作者的论文一起,于1987年获国家自然科学奖四等奖。2008年出版了这本著作的第三版。

  发展了数理统计和随机过程理论在腐蚀科学中的应用。曹楚南除了研究服从高斯分布的腐蚀科学试验数据处理和实验设计方法并出版有关的专著外,还在下列两个方面做出了重要贡献:一是研究了最深腐蚀孔深度统计分布和腐蚀活点平均密度统计推断等非高斯分布的数理统计问题,从理论上导出了关于最深腐蚀孔深度、金属构件腐蚀穿孔前使用寿命和腐蚀活性点平均密度的概率方式,使我国在这方面的研究处于国际领先地位。二是应用随机过程理论对科学前沿问题——孔蚀过程中的电化学噪声进行了系统研究和理论处理,推导出电化学噪声的谱功率密度方程式,证明孔蚀过程中的电化学噪声在低频段是“白噪声”,在较高频率下是f-n噪声(f为频率),并从理论上证明2<n<4。此项研究经同行评议认为已达到国际先进水平。

  创造性地提出利用载波钝化改进不锈钢钝化膜稳定性的思想并经实验证明。国外研究者认为,在直流上叠加交流会使钝化困难,钝化膜稳定性下降。曹楚南分析了国外实验条件后认为这一观点不全面,在适当控制条件下叠加交流应该使钝化膜稳定性提高。实验证实了曹楚南的理论分析,发现对于合金含量低的不锈钢Cr13钢经优选条件载波钝化后,钝化膜稳定性可以提高几个数量级。这就为延长不锈钢构件的使用寿命和扩大Cr13钢的应用范围开辟了广阔前景。

  将定态过程稳定性理论引入电化学阻抗谱(EIS)研究,使EIS理论有重要的发展。EIS是当前国际学术界十分重视的研究领域,曹楚南创造性地将定态过程的稳定性理论引入EIS研究,导出理-式并阐明了公式中参数的数值关系与各种等效电路及EIS图谱的对应性。这一工作受到国际学术界的高度重视,在1989年举行的第一届EIS国际学术会议上,他是唯一一位做特邀报告的亚洲代表。在这一理论的指导下,他还完成了下列五个方面的工作:一是导出有钝复盖的金属电极法拉第阻抗力方程式并解释了孔蚀诱导期的阻抗谱特征。二是提出了钝化金属电极恒电位阶跃下电流瞬态响应方程式和数据处理方法。三是提出了金属电极在加有缓蚀剂溶液中EIS的理-式和图谱解释。四是提出了EIS数据解析思想并编制了相应的计算机软件。五是研究了EIS的K-K转换条件。由于这一系列工作,使我国EIS研究进入了国际先进行列。2002年,与张鉴清教授合著《电化学阻抗谱导论》由科学出版出版,2004年,此著作又作为朱清时院士主编的《现代化学基础丛书》之一再次印刷出版。

  研究和发展了腐蚀研究过程和监测腐蚀速度的电化学理论和方法。曹楚南研究了国际上普遍测量腐蚀速度的线性极化电阻法,计算了这种方法和理论误差,指出存在的问题,提出了可以避免这些问题的微分极化电阻测量方法的理论,设计的仪器获国家专利并转让工厂生产。他提出了适用于高阻系统的电流扫描测量方法;提出了腐蚀金属电极在恒电位阶跃下电流瞬态响应公式和数据解析方法及相应的计算机软件;提出了电化学过程和扩散过程控制的腐蚀金属电极四参数极化方程和利用弱极化曲线拟合测定腐蚀速度动力学参数的方法;论述了缓蚀剂的电化学研究中存在的问题并提出了解决办法。这一系列工作使我国在腐蚀研究与监测的电化学方法方面进入国际先进行列。

  曹楚南早在1958年就研究成功三氮杂苯型高效酸洗缓蚀剂并进行了扩大生产试验,移交工厂生产。1966—1967年参加四川含硫天然气井防腐攻关,研究保护含硫天然气井的缓蚀剂,发现缓蚀剂具有后效并找出改进后的途径,使应用缓蚀剂保护天然气生产井成为可能,保证了四川天然气的正常生产和集输,整个攻关课题工作获1978年全国科学大会重大科技成果奖。

  曹楚南还于20世纪60年代前期对铝及铝合金的阳极氧化进行了系统研究,做出了贡献:一是从理论上导出铝上阳极氧化膜的成长动力学公式,解释工作中观察到的许多实验现象并预测应该出现的实验现象,这些预测经国内外的实验所证实。在这以后的几十年中,世界上对于铝阳极氧化动力学研究还没有超出这一工作的高度。二是发现草酸添加剂抑制铝上阳极氧化硫酸中溶解的作用,阐释了其作用机理并进而发现和论述了有机添加剂的规律。三是在上述系统研究的基础上为某部队解决了在杜拉铝上制备厚膜问题,并完成了某国防机构提交的任务,解决了国外公认为不能解决的铸铝合金的阳极氧化问题。曹楚南还研究成功一种新的镁阳极氧化方法,得到的氧化膜比国际上通用法所得到的膜平滑密致,保护性能好得多,而且氧化槽液中不像采取通用方法含有毒物质。

  曹楚南作为学术带头人,在他的指导、帮助或直接参与下,共取得成果16项,其中被鉴定为达到国际领先和国际先进水平的5项。已获得国家级的重大科技成果12项,获中科院及部委级科技成果奖10项。培养的科技人员提升为教授或研究员者多名。培养硕士研究生29名、博士生37名。

  曹楚南历任中国腐蚀与防护学会第一、二届常务理事、第五届理事长,金属腐蚀电化学专业委员会主任、名誉主任,《中国腐蚀与防护学报》编委会副主任、主任,国际学术刊物CorrosionScience编委,被北京科技大学等6所高等院校聘为兼职教授。曹楚南先后被长春市和吉林省授予特等劳动模范、省劳动模范称号,荣获“五一劳动奖章”和“全国优秀科技工作者”光荣称号。

  来源:九三学社中央宣传部

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