Hume-Rothery

Humu-Rothery: 在物理冶金学中，有一项关于组元之间合金化以后物相选择的重要理论依据称为“Hume Rothery准则”。它阐述了原子尺寸、晶体结构、价电子浓度、电负性对元素之间形成固溶体的影响及其规律。这便是英国牛津大学的William Hume-Rothery（1899–1968）前后花费了23年，最终所完成的让他永垂青史的研究成果。英国剑桥大学的R.W. Cahn教授曾这样评价道：“Hume Rothery作为现代物理冶金学重要创始人的地位，是当今无人能够挑战和质疑的”。 1899年5月15日，William Hume Rothery 出生在英国Surrey的Worcester Park。父亲Joseph Hume Rothery是一名律师。13岁时获得了Cheltenham学院的奖学金，1912-1916年在Cheltenham上学。他曾立志从戎（服兵役），也得到了家庭的全力支持。随后转学，到了Woolwich的皇家军事学院就读（培养预备役的地方）。不幸的是在1917年初，因受到不明昆虫的侵害而感染，使他患上了脑脊髓膜炎。尽管经过长期的医治得以康复，但其健康严重受损。最糟糕的是导致了他听力完全丧失，从军的梦想也就此破灭。牛津系的Jack Christian（教授、皇家学会会员）曾经这样戏曰，“军队失去了一位未来的将军，而牛津却赢得了一个材料系”。 年轻的Hume Rothery并未因此而丧失了生活的勇气，仍现出坚强的毅力和非凡的生活热情。他立志转向学习化学。因其失聪的残疾，他父亲所在的剑桥大学三一学院拒绝将他录取，但牛津大学的Magdalen学院却友善地录取了他（1918年）。最终，他以优异的成绩在牛津大学获得了化学学位。 1925年秋，他在伦敦的皇家矿业学院（Royal School of Mines）获得了博士学位（师从Harold Carpenter）之后，再次返回到牛津。从此在那里度过了余生。他博士论文的内容是研究金属间化合物的结构与性能。当时，化合价是化学家们关心的主要问题，而金属间化合物并不遵循正常化合价的规律，因此引起了许多顶尖级化学家们的兴趣。这段经历也使得Hume Rothery的兴趣由化学转向了冶金学。 最初回到牛津时，他的工作条件十分简陋，只不过是一张工作台那样大小的小屋子。在这里，他对大量合金系列的组织结构与相图开展了研究，诸如，预测了银基合金和铜基合金中可能存在的各种相，经验性地建立了预测一系列金属间化合物相的等，最终提出了著名的“Hume-Rothery准则”。1936年，Hume-Rothery 出版了著名的《金属与合金的结构》一。B.R. Coles（一位冶金学，后转为实验物理学家）曾经这样评论道：“Hume-Rothery是第一位明确地认识到，应当将两种金属以任意比例置换的合金看成是一个大分子，两个组元均对大分子贡献有电子气，因此其基本的贡献电子数量是每个原子外层电子数的加权平均”。 1937年，Hume-Rothery当选为皇家学会会员。1938年，被聘任为冶金化学讲师。第二次世界大战期间，他也承担了许多政府委托的关于铝合金和镁合金的研究项目。 到了1945年，Hume-Rothery的实验室扩大到了两间半房子。一间里面有一张桌子用来写作，偶尔他还去帮助助手的X-射线测量实验。另一件屋内的角落处有一台X-射线装置，用一块放在桌子上的铅板遮挡屏蔽，剩下的地方放有一台特殊的无振动电位差计，数不清的热处理炉和一台显微镜。尽管他的健康不佳，但他仍然持续地勤奋工作，而且始终保持乐观而幽默态度。他的学生们均为他的人格魅力所倾倒，成为他的“粉丝”。尽管与学生的交流通常是借助于笔谈，但他也学会了使用唇读。 1955年，Hume Rothery被聘任为“无机化学实验室”的冶金学Reader（相当于副教授）。当时的牛津大学，冶金学只是作为化学学位的一门选修课来讲授。不久便设立了冶金学教授的位职（Wolfson Chair），由Hume Rothery出任首任教授（系主任）。他被公认为是牛津冶金系（现为材料系）的创始人。1966年，他从牛津大学退休，但仍然活跃地为其它大学授课，写书立著。1968年9月28日辞世，终年69岁。 参考文献： 1.      Robert W. Cahn: 《走进材料科学》，杨柯等译，化学工业出版社，2008年3月，北京。 2.      Jack Christian：“Golden Years at Oxford”，fondly narrates the early history of Materials Science at Oxford. （）