吴自良（1917年—2008年），材料科学家，中国科学院院士，“两弹一星”功勋奖章获得者。浙江浦江人。1939年毕业于北洋工学院，1948年获美国匹兹堡卡内基理工大学博士学位。50年代，从事苏联低合金钢40X代用品的研究，对建立中国低合金钢系统有示范作用。60年代，领导并完成了铀同位素分离用“甲种分离膜”的研制任务。1988年转向研究高温超导体YBCO中的氧扩散机制，求得了精确的氧扩散率和扩散激活能，在磁控溅射c取向薄膜中，发现膜的增氧速度，端赖于垂直c－轴单晶的位错管道所提供的快速氧输运过程。1980当选为中国科学院院士（学部委员）。吴自良是上海市政协第五、六、七届常务委员，中国金属学会第一、二、三届理事，中国科学院上海微系统与信息技术研究所研究员。

中文名：吴自良

国籍：中国

民族：汉族

出生地：浙江省浦江县

出生日期：1917年12月25日

逝世日期：2008年5月24日19时45分

职业：唐山交通大学（现西南交通大学）冶金系教授，研究员

毕业院校：西北工学院，卡内基·梅隆大学

主要成就：两弹一星”功勋奖章

1917年（民国六年）12月25日，出生于浙江省浦江县前吴村。他幼年丧父，由母亲和兄、姐抚养成人。

1926年（民国十五年），就读于浦江县浦阳小学，1929年毕业后赴杭州入浙江省立第一中学初中学习，1932年考入浙江省立杭州高级中学。

1935年（民囯二十四年），中学毕业后，考入北洋工学院，先读矿冶，后转学航空机械。

1937年（民囯二十六年），抗日战争爆发，北洋大学内迁陕西省城固县，与焦作工学院合并为西北工学院，吴自良随迁。

1939年（民囯二十八年），吴自良大学毕业后，被分配到云南垒允中央飞机制造厂设计科任设计员。

1942年（民国三十一年），由于工厂遭日机轰炸后解散，撤退到昆明，他任中央机器厂副工程师。

1943年（民国三十二年），吴自良在大姐的资助下，自费赴美留学，在美国匹兹堡卡内基理工学院（今卡内基·梅隆大学）冶金系读研究生，师从物理冶金学家C.S巴瑞特（C.SBarrett）教授和物理学家R.斯莫洛柯夫斯基（R.Smoluchowshi）教授。留学期间，他悉心钻研物理冶金学，1948年（民国三十七年），完成题为《片状铝单晶中滑移机制和内耗的关系》的学位论文，获理学博士学位，毕业后留在卡内基理工学院金属研究所作博士后研究。

1949年，吴自良应聘到锡腊丘斯大学材料系任副研究员，主持“软钢中阻尼和疲劳”的研究。1950年春被选为美国科学促进会会员。

中华人民共和国成立后，于1950年年底取道香港回国，任北方交通大学唐山工学院（唐山交通大学，现西南交通大学）冶金系教授。

1951年夏，吴自良应聘为中国科学院工学实验馆（今中国科学院上海冶金研究所）研究员，负责物理冶金方面的科研工作，先后担任物理冶金研究室主任、副所长、学术委员会主任等职。

1954年，领导完成了中央军委下达的抗美援朝前方需要的特种电阻丝研制任务，获得奖励。

1956年，完成的苏联低合金钢40X的代用品的研制，获国家自然科学奖三等奖。

60年代，上海冶金所与原子能所、复旦大学等单位的科研人员组成第十研究室联合攻关，吴自良兼任该室主任，主持研制分离铀同位素的核心部件甲种分离膜，于1964年试制成功并投入使用。

70年代，提出和指导了大规模合成电路用硅材料品质因素的研究，取得了多项成果。

1980年，被选为中国科学院学部委员（1993年改称院士）。

1984年，获国家发明奖一等奖和国家科技进步特等奖。

1997年，获得何梁何利基金科学与技术进步奖。

1999年9月，在庆祝中华人民共和国成立50周年之际，被中共中央、国务院、中央军委授予“两弹一星”功勋奖章。

2008年，被中科院研究生院授予“杰出贡献教师”荣誉称号。

2008年5月24日19时45分在上海去世，享年91岁。

1952年，机械工业部向冶金所提出苏联汽车钢40X代用品的研究项目。40X是含铬1%左右的中碳调质铬钢，是苏联最广泛应用的调质低合金钢，载重汽车的后轴及其传动齿轮就用此钢制造。调质低合金钢是机械制造工业的支柱材料，需用量约占钢产量的10%。世界各国都采用铬镍合金钢系统。中国少铬矿，当时尚无镍矿发现，因此寻求无铬（或少铬）无镍的低合金钢作为代用钢种是当务之急。吴自良当时就以载重汽车后轴及其传动齿轮作为应用的首选目标。经过热处理对强度性能的影响和化学热处理性能等系统的研究，优选出含锰1.10%～1.50%、钼0.12%～0.18%的中碳锰钼钢，不但生产成本低，低温冲击韧性、回火脆敏感性、疲劳强度、氰化性能等都不亚于40X钢。这项成果，在抚顺钢厂、长春第一汽厂和上海柴油机厂通力合作下进行推广和应用，在载重汽车上经受了一年多的公路行车考验，证明是合格的钢种。此项工作对日后建立中国自己的低合金钢系统起了开创和示范作用，1956年获国家首次颁发的自然科学三等奖。

50年代，减轻深冲级低碳钢薄板的时效脆化是当时国际上的一个热门课题。低碳钢薄板是用于轿车外壳、家电外壳、厨房器皿的主要钢材，用量很大。在纯氧顶吹炼钢工艺尚未问世之前，钢中含固熔氮普遍较高，引起薄板深冲时的时效脆化，导致各种疵病，此问题长期以来受到冶金界的关注。冶金所在吴自良的领导下对此问题做了十多年的系统研究，结果表现，只有钛原子在钢中有固定氮原子的能力，方能消除氮引起的应变时效。这项成果澄清了过去文献中许多争论和谬误，消除钢的应变时效。

铀是原子能工业的主要原料，把铀235从天然铀中分离出来是原子能工业和制造原子弹的关键技术之一。用气体扩散法以工业规模生产铀235的技术中，要使用一个关键部件－－“甲种分离膜”。它的制备涉及粉末冶金、物理冶金、机械加工、金属腐蚀等多项技术。在60年代初只有美、苏、英三国掌握这项技术，被列为重大国家机密，严禁扩散。1960年中苏关系恶化，苏联中断协议，撤退专家，带走技术资料。中国政府决定自力更生研制铀同位素分离膜，建立工厂，以保证气体扩散工厂的正常生产和发展。1961年底国家将甲种分离膜研制任务下达给中国科学院和上海市，为加快进度，集中组织有关专家和科技人员到上海冶金研究所协作攻关，要求吴自良担任这个重大项目的技术总负责人。在国家需要面前，吴自良毅然放下刚重新组织安排好的金属物理基础研究计划，挑起了负责研制“甲种分离膜”的重任。经过科学院、高校和工业部门的共同努力，历时3年多，终于胜利完成了甲种分离膜的研究、试制和工业生产的任务，为打破某些国家的核垄断，使中国步入核大国的行列，

1987年YBCO被发现后将超导体的临界温度Tc提高到液氮温度（77K）之上，立刻受到全世界的注目，在其后的二年中，在各刊物上发表了上千篇论文，引起了新的研究高潮。1988年吴自良参加了高温超导的研究工作。他的课题小组主要为培养研究生。在YBCO块体方面，认为氧只能在晶胞的底平面（ab平面）作二维扩散，扩散以空位机制进行，但因空位浓度高，关联因子近1的量级，使空位机制和间隙机制无从区别。扩散时原子的跳跃过程，完全可用内耗测出，并求出氧的点阵扩散系数。这些数据，至今仍被认为是氧扩散系数中的最精确数据。

在YBCO外延膜方面，1992年国外文献已基本澄清这种外延膜是c—取向完整的细晶粒织构，测得晶料间的交角为～0.5°因此这种膜可视为单晶，晶粒雷同于单晶的镶嵌块。晶粒间界的刃位错密度可高达1010/cm2上标，足够钉扎磁通线的运动使这种Ⅱ类超导体的临界电流密度高达>106/cm2（77K）。研究小组用冶金所自制的溅射外延膜，用原子力显微镜测出晶粒密度为2×108上标/cm2。摇摆曲线测出晶粒夹角～0.4°，求出的位错总密度达l010/cm2，得出和国外各家相同的结论。但鉴于这种c—取向织构膜的ab平面都平行于衬底平面，晶界刃位错都在ab面上，则刃位错的快速扩散管道必须在外延膜四周边面露头，若增氧处理前四周边面用铟封住，在400°C氮中加热1分钟，使其在YBCO膜和铟熔池（铟熔点163°C）界面生成一层氮化铟固态膜，此膜隔断了氧进入膜内的管道，快速扩散不再起作用。以封铟试样和不封铟试样作对比，进行450°C20分钟的加氧试验，不封铟试样的氧含量自6.00增至6.70，封铟样品自6.00。仅增至6.03，不到未封铟试样的5%。膜的尺寸为5mm×3mm×300nm，已知450°C氧的点阵扩散系数为6.67×10－13cm2/sec（用内耗求得），可以算出一个氧原子自膜边缘以点阵扩散的形式到达试样中线（距离1.5mm）所需的时间约须26年，而在加氧试验时只需20分钟就能使整块试样中的氧浓度达到6.70，说明加氧过程中氧的输入主要依靠刃位错的管道。因为氧的管道扩散系数Dp点阵扩散系数DL，在加氧过程中，氧可藉管道扩散在瞬间内将氧输运到织构中的任一颗晶粒的晶界（如此大大缩短了点阵扩散所需经历的距离），再以点阵扩散的模式输入每颗晶粒的内部，这部分氧可用X光衍射法测得。封铟后位错管道被堵塞，氧只能藉晶粒表面生长阶的级，自顶部沿螺旋形ab底平面往底部以点阵扩散模式输运。点阵扩散是很慢的输氧过程，所以封铟试样经450°C加氧处理后，进氧量不到未封铟试样的5%。

要造原子弹，就必须先制造出“甲种分离膜”这一提炼浓缩铀的核心元件。周恩来总理要求上海冶金研究所、沈阳金属所、复旦大学和北京原子能所4家单位开展研究工作，不惜一切代价在五六年内攻克难关。研制“甲种分离膜”对外称“真空阀门”项目，但当时因为4家单位力量分散、工作重复、交流不便而妨碍了研制的进度。总理亲自找到上海市委第一书记柯庆施和中科院领导交代了任务，中科院将该研制任务集中下达到上海冶金所，通知其他分离膜研究小组携带设备于1961年春节后到上海冶金所报到。于是，60多名专家在上海冶金所组成了第10研究室，对外称7支部。时任上海冶金所副所长的吴自良任室主任、技术总负责。7支部下设3个组，各个组分工合作，联合攻关。

想到当年美国原子弹爆炸成功引起的轰动，现在有机会为制造自己国家的核燃料和原子弹出力，吴自良感到无尚光荣。他放下筹备已久的研究项目，全身心投入到会战之中。3年多的时间里，他基本没有离开过实验室，每天检查各组的进展，随时解决各种问题。那时他每天工作10多个小时，过年过节也不休息。当时正值国家困难时期，吴自良和同志们一道住集体宿舍，吃大食堂，几天难见“荤腥”。1963年，刘少奇、周恩来等国家领导人特地来到上海来听冶金所的工作报告。二机部则经常派人来查看工作进展。1963年年底，上海冶金研究所正式报告：“‘心脏’被攻克，能在中等规模的工厂批量生产；元件性能良好，超过了苏联的元件；造价仅为原来估算的黄金价格的1%！”使中国成为世界上除了美、英、苏以外第4个独立掌握浓度铀生产技术的国家，为独立自主、自力更生发展中国的核武器和核工业作出了重要贡献。

1964年10月16日，中国西北的罗布泊上升起了第一朵“蘑菇云”，这一天，吴自良终身难忘。

吴自良属蛇，离马年只差二十几天。他说：“我更愿意自己属马，老骥伏枥，志在千里。”

晚年，他还投入到高温超导氧化物中氧的扩散行为等的研究中。住院期间，只要学生去看望他，他都要求学生提供文献资料、希望组织人员继续进行住院前的科研……

课题组曾将一种很经典的材料物理研究方法用于当时刚刚发现、非常热门的高温超导体的微结构研究，取得了很好的实验结果，想马上发一篇文章。但吴自良却与课题人员反复讨论，从实验装置到实验结果、从结果分析到提出物理模型，并得出最终结论，前后改了五六稿，几个月后，由吴先生亲自执笔的文章终于定稿，与初稿相比已经面目全非。这篇论文1989年发表在美国《物理评论》上，很快获得国际同行的关注，至今还保持着相当高的单篇论文引用率。

在科研攻关的同时，他还开授了多门课程，呕心沥血、辛勤培养中青年科技人才，满腔热情地关怀青年人的成长，为中国学科建设和创新人才培养作出了突出贡献。

吴自良，在浦江念完小学后，他以优异的成绩考入杭州第一中学，后又考入杭高。1937年，他毕业于天津北洋大学工程院航空工程系，后在云南垒允中央飞机厂、昆明中央机器厂任设计师、工程师。

1943年，吴自良参加工作后不久，由于战乱，他所在的工厂解散了。有关方面通知他，要想重操旧业，必须加入国民党。吴自良宁死不愿加入国民党。国民党航空委员会就以“逾期不报到”为由，将他除名且“永不录用”。吴自良在当时当医生的大姐资助下，计划自费赴美国留学，打算到麻省理工学院航空系学习。然而国民党航空委员会对他“永不录用”后，他只好改行。吴自良经他原来所在的中央机械厂厂长的推荐，以助教的名义经印度来到了那位厂长的母校———美国匹兹堡卡内基理工学院（今卡内基·梅隆大学）攻读物理冶金专业研究生。

在美国匹兹堡卡内基理工学院冶金系苦学4年后，1948年，吴自良获理学博士学位，并留校任该校金属研究所博士后研究员。1949年，他出任美国锡林腊丘大学材料系主任研究工程师，直至1950年底回国。

两弹一星”元勋吴自良院士虽然和金属物理材料打了一辈子的交道，可依然“凡心”未改，童心未泯。晚年的吴老，完全出于好玩，不惜花20元“巨资”，从自由市场上买回一只“叫哥哥”，也就是蝈蝈。叫哥哥叫挺欢，声音也十分好听，老两口都喜欢这个小东西，争着喂它吃毛豆。谁知过了几天，这原本叫得挺欢的叫哥哥竟然渐渐地不叫了！老伴半开玩笑地说：“老头子，你不是连原子弹都研究过吗？这蝈蝈为啥不叫的事，怎么说也比你那原子弹简单得多。你就给研究研究嘛！”

照常理说，这老伴的话是完全不必当回事儿的。充其量再花20元去买一只嘛！吴自良却叫起真来。他仔细观察，并试着控制小东西的进食量，竟一下子有了一个“重大的发现”！原来，这蝈蝈的胃口挺难伺候，吃少了不肯叫，吃多了也懒得再叫的。经过反复试验，他得出了一条规律：“一天喂一颗毛豆太少，一天喂三颗毛豆太多，一天喂两颗毛豆正好。”他把自已的“研究成果”告诉老伴，两老口都严格照此办理，那叫哥哥不仅真得又重新叫了起来，而且还比以前叫得更欢、声音也更加好听了！于是，这享誉国内外的金属物理材料专家，便又获得了一个“蝈蝈专家”的美称。

吴自良在病榻上写的回忆文章《‘链条人’日记》中写到：“80岁以前，我是根‘链条’，被‘挂’上了多项任务。每项任务我都超额完成了，堪称是优质‘链条人’了！”他在回忆研制“甲种分离膜”那段经历时写到：“毛主席当年找来了科学元帅聂荣臻，亲自布置了要制成原子弹的任务，当时这个任务叫‘两弹一箭’。中科院党组书记张劲夫口袋里装满了完成这个大工程的各个‘链条’”。“原子弹爆炸成功，举国欢腾，我终于松了一口气，总算完成了‘链条’人光荣的使命。”“此举在国外也引起了很大的轰动。尼克松也‘打着白旗’来投降，毛主席脸上充满了胜利者的喜悦！人生一世，有此足矣！”

吴自良为人非常谦虚，从不计较个人得失。由于研制“甲种分离膜”属高度机密，他在很长的时间里从未向外界吐露过。1999年，中共中央、国务院、中央军委授予了23位科学家“两弹一星”功勋奖章，吴自良是上海市惟一的受勋人员。获得奖励后吴自良多次表示，要将‘两弹一星’功勋奖章捐给所里。他说，荣誉是大家的，不是我一个人的，我只是个代表人物。2008年5月29日，其夫人徐仁及儿子吴康琪、吴丹琳完成了他的夙愿。

1999年，中共中央采纳了张劲夫的建议，决定对研制“两弹一星”做出突出贡献的科学家授勋，授勋人员定在20人左右。在遴选过程中，各部委为争取名额打的不可开交，因为名额即意味着本部门的辉煌和贡献，这是容易理解的！在7月29日的会议上，出现了各部委为争取名额而“剑拔弩张”的场面。会议结束前，时任中科院计划局副局长李志刚建议应征求老领导张爱萍、张劲夫的意见。8月3日，在中南海召开了由国务院副秘书长徐荣凯主持的小会，就选定的一份21人名单征求意见。张劲夫应邀到会，他对这份21人名单，没有说谁应该撤下，只是说应该补上钱三强、王大珩、吴自良三人，并对三人的贡献做了介绍。遴选小组尊重张劲夫的意见，经过反复论证最终加上了钱三强、王大珩、吴自良三人，从原名单的21人中撤下一人，最后定了23人。

1吴自良等.片状铝单晶的滑移和临界应力的关系.1950.

2吴自良，陈源，杨佩璋等.苏联低合金钢40X代用品的研究.金属研究工作报告会会刊，1954.

3吴自良，王其闵.碳在面心铁～镍合金中扩散内耗峰的机制.物理学报，1958年，14：354.

4吴自良.点缺陷与位错的交互作用，载晶体缺陷与金属强度，上册.北京：科学出版社，1960；195～242.

5葛庆麟，施天生，吴自良等.Fe-Ti-N合金α相区淬火的S-i交互内耗峰.金属学报.1982，18（3）：316.

6WuZ－L．ChenTG．InteraCtionbetweensubstitutionalinterstitialSolutesindiluteFe－V－Nalloys．J．dephysique，1985（46）：suppl．12（Cio）：39～41．

7HanSQ，WuZL．AStudyoftetragonal－to－orthorhombictransitionofYBa2Cu3O7xbydialatometry．HightemperatureSuperconductivity，MRSproc．1988，（99）：887．

8XieXM，chenTG，WuZL．QxygendiffusioninsuperconductingYBa2Cu3O7x．Phys．Rev．B40，1989：4549．

9WuZL，ZhangXK，TaoWetal．EpitaxialsupercnductingfilmspreparedbyMOCVDandRFmag－netronsputtering．progressinhightemperaturesuperconductivity，Singapole，WorldScientific，1990，（22）：32～35．

10WuZL，WeiMZ，ChenYXetal．SinglecrystallinityandoxygendiffusioninhighqualityYBa2Cu3O7－5Films．Proc．ofInt．Conf．onThinFilmphysicsandAp－plications，1991，（′91TFPA）ShanghaiChina，SPIE（159）：618～624．

1956年，获国家自然科学奖三等奖。

1980年，当选为中国科学院技术科学部学部委员。

1984年，获国家发明奖一等奖和国家科技进步特等奖。

1989年，获得中国科学院荣誉奖章；同年被国务院侨务办公室、中华全国归国华侨联合会授予“全国优秀归侨、侨眷知识分子”称号。

1990年，被中国科学院评为“优秀研究生导师”。

1997年，获得何梁何利基金科学与技术进步奖。

1999年9月，被中共中央、国务院、中央军委授予“两弹一星”功勋奖章。

2008年，被中科院研究生院授予“杰出贡献教师”荣誉称号。

良师益友教书育人铸辉煌，自强不息两弹一星建功勋。（吴自良先生追悼会挽联）

他是一位享誉海内外的物理冶金学家，‘两弹一星’功勋科学家。在一生的科研实践中，紧紧把握世界科技发展脉搏和国家的重大需求，不断深入拓展本领域的科技前沿，取得了一系列原始创新理论成果和重大自主技术创新成就。（原全国人大常委会副委员长、中国科学院院长路甬祥院士）

有人扬言，没有外援，中国的浓缩铀工厂将成为一堆废铜烂铁，更不用说造原子弹了。而中国依靠自己的力量成功研发了原子弹，这其中的关键技术是制造出用来分离铀235的分离膜。（二机部副部长兼原子能所所长的钱三强）

吴自良以渊博的学识，严谨的治学态度，平易近人的作风，几十年如一日、不倦地耕耘在科研第一线，切实为祖国建设作贡献，而深受大家的尊敬。（中华人民共和国国防部）

他完全就是一个学者，只管自己的研究，在科学上十分勤恳，但是对于家里的关心，却实在不多——记得两个孩子就在他面前装作吵架，而他居然可以不闻不问，只是想着自己的课题！（吴自良妻子徐仁教授）