刘尚合:从三晋大地走出的电磁防护泰斗
在三晋大地的运城闻喜,一方钟灵毓秀、人文荟萃的土地,孕育了无数杰出人物。刘尚合,这位从这里走出的中国工程院院士,宛如一颗璀璨星辰,在信息与电子工程领域熠熠生辉,以其卓越的智慧和不懈的努力,为我国静电与电磁防护工程事业立下了不朽功勋。
1937年4月11日,刘尚合出生于闻喜县一个贫苦的农民家庭。命运对他似乎格外严苛,在他出生之年,父亲就因病客死他乡,此后母亲独自扛起家庭重担。然而祸不单行,5岁时,母亲也因劳累过度撒手人寰,刘尚合从此与60多岁的外祖母相依为命。尽管生活艰难,但外祖母深知读书的重要性,想尽办法送他上学。在那兵荒马乱的岁月,学校教学条件毫无保障,刘尚合的求学之路充满坎坷,经常辍学。即便如此,他依然怀揣对知识的渴望,顽强地坚持着学业。
1953年,刘尚合凭借优异的成绩考入闻喜县中学,此时外祖母已病故,他主要依靠人民助学金维持学业。中学期间,他成绩优异,随后被免试保送到闻喜中学,一年后又转入省属重点高中——康杰中学。在运城的这段时光,是他最难忘的岁月之一。为了生计,他常常利用课余时间打零工,为马队割草、去盐池担盐,瘦弱的肩膀常常被磨破,却从不曾抱怨。艰苦的生活并未打倒他,反而磨炼出他坚韧不拔的意志。那时的他,或许未曾想到,这些经历将成为他日后攻坚克难的精神力量源泉。
1959年,刘尚合迎来了人生的重要转折点,他以优异的成绩被北京师范大学物理系录取。在大学期间,他如饥似渴地汲取知识养分,扎实的专业学习为他日后的科研之路奠定了坚实基础。1964年,成绩斐然的他留校任教,在低能核物理研究所从事教学和科研工作,主攻离子注入研制MOS电路的新工艺以及半导体离子注入理论及技术。正当他带领课题组在科研上初露锋芒时,“文化大革命”的浪潮席卷而来。但刘尚合没有被困难吓倒,1970年,他毅然参加了毫米离子束的“696”大会战,投身于离子注入制作MOS电路的新工艺研究。由于协作单位路途遥远,他每日花费近3个小时赶路,在艰苦的条件下,他克服了重重困难,潜心钻研。长时间接触射线和有害气体,使他的身体出现严重不适,白血球数量急剧下降,但稍作治疗后,他又义无反顾地回到实验室。最终,他带领课题组在国内首次研制成功半导体离子注入MOS电路,展现出了非凡的科研毅力和创新能力。
1979年7月,42岁的刘尚合做出了一个重要决定,他调入石家庄高级军械学校,成为一名军校教员,穿上了梦寐以求的军装。这一身份的转变,不仅解决了他的家庭困难,更让他肩负起了新的使命。20世纪80年代初,国内多起静电引发的弹药燃烧、爆炸等恶性事故频发,在石油化工、航天等领域也不断出现类似惨剧。刘尚合敏锐地意识到,消除弹药等装备的静电危害,已成为我国亟待解决的关键难题。他毅然承担起总后勤部资助的重点科研项目“仓储和勤务处理条件下弹药防静电危害研究”,就此踏上了追踪静电“杀手”的艰辛科研征程。
在项目研究过程中,刘尚合敢于质疑传统经典理论,大胆创新。为了攻克难题,他和团队成员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”,深入了解多大能量的静电会引发不同弹药的发火。为了准确测定人体静电电位的极端值,从而保障弹药安全,他首创性地提出“非静电力作功——变容升压”人体高电压实验方法,并亲自接受这一前所未有的人体实验。当时已55岁的他,怀着对科研事业的赤诚之心,不顾个人安危,只为获取最准确的数据。最终,他成功测定并验证了勤务处理条件下人体静电电位极端值,打破了国外专家的论断。同时,他建立了电火工品静电发火数理模型,阐明了高压静电场中物质导电的机理;提出真实静电感度测试方法,测定了火箭弹、导弹等电火工品的真实静电感度,成功解决了困扰世界军事领域多年的弹药“反常发火”难题;提出“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等;利用射束技术开展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。此外,他还主持制定了三项武器装备防静电的军用标准并成功实施,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,对国防和航天等领域的防静电技术改造工程进行现场测试和质量监督,为我国静电防护工程理论创新开创了先河。
随着科技的飞速发展,雷电放电以及其他电磁辐射对电子装备的影响日益凸显,严重时甚至会导致装备毁伤。20世纪90年代末,刘尚合带领课题组将研究领域从静电防护拓展到电磁危害防护,聚焦装备的电磁安全问题。2003年,在他的不懈努力下,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。作为实验室主任,他带领团队开展了卓有成效的研究工作,在关键技术上取得重大突破,开创了装备强电磁场环境效应研究新领域。多年来,实验室在他的引领下成果丰硕,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”项目荣获国家科技进步二等奖。
刘尚合院士的科研成就举世瞩目。他先后荣获国家科技进步一等奖、全国科学大会奖以及省部级科技进步一、二等奖等多项荣誉,还获得军队教学成果一等奖,拥有多项国家发明专利。1999年,他凭借在静电与电磁防护领域的卓越贡献,当选为中国工程院院士,并被中央军委授予中国人民解放军专业技术重大贡献奖。此外,他还荣获中国静电研究与应用重大贡献奖、何梁何利基金科学与技术进步奖等,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。他不仅在科研上成果卓著,还十分注重人才培养,指导的博士研究生论文多次获得全国百篇优秀博士学位论文以及省部级优秀学位论文。在学生眼中,他是一位治学严谨、忘我的科研工作者,虽已年逾古稀,仍经常待在实验室亲自做试验、调试仪器,其敬业精神深深感染着每一位学子。
从闻喜县的贫苦少年,到中国工程院院士,刘尚合用一生的时间书写了一段波澜壮阔的科研传奇。他将个人命运与国家需求紧密相连,在静电与电磁防护工程领域披荆斩棘,为我国国防事业和科技发展筑起了坚固的防护屏障。他的故事激励着无数后来者,在追求科学真理的道路上奋勇前行,为实现中华民族的伟大复兴贡献自己的力量。如今,虽已至耄耋之年,刘尚合院士依然心系科研,活跃在学术前沿,继续为我国的科技事业发光发热,他是当之无愧的国之脊梁,是三晋大地的骄傲,更是全体中华儿女学习的楷模。