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《激光制造商情》：钟教授，您好！感谢您抽出宝贵时间接受我们的采访，您是美国激光学会授予 Fellow 称号的第一位中国大陆的学者，是国际激光学术界杰出贡献者，请您谈一下自己的经历？
钟敏霖：2010年是激光诞生50周年，美国激光学会（Laser Institute of America-LIA成立于1968年，由激光发明人之一、诺贝尔物理学奖获得者 Arthur Schawlow 博士等发起组织，是国际激光、激光应用和激光安全领域的权威机构）在该年度举办的第29届国际激光与光电子学应用会议（ICALEO 2010）上授予激光发明人、诺贝尔物理学奖获得者Charles H. Townes博士LIA 终身成就奖，授予现任美国能源部长、诺贝尔物理学奖获得者朱棣文博士LIA Schawlow奖，授予中国清华大学钟敏霖博士和英国剑桥大学 William O’Neill博士LIA Fellow称号。在这样值得纪念的时刻、与这样杰出的学术大师同台、在与会的500多名国际同行面前获此殊荣，我深感荣幸。美国激光学会评选Fellow 有严格的标准和程序，需由三名 Fellow 提名、经LIA执行委员会投票选举产生，授予在本领域学术研究、为国际激光学术界和美国激光学会做出公认的杰出贡献的学者。从1968年到2010年的42年间，美国激光学会共授予 82人 Fellow 称号，其中有4名诺贝尔物理学奖获得者，包括：Charles Townes （激光发明人、1964年获奖）、Arthur Schawlow（激光发明人、1981年获奖）、Steven Chu（1997年获奖，激光冷冻）、Theodor W. H?nsch （2005年获奖，激光精密光梳）。LIA知名Fellow还包括CO2激光发明人Kumar Patel 博士以及众多的国际激光加工学术界著名教授，如英国利物浦大学William Steen教授、加拿大滑铁卢大学Walt Duley教授、美国密歇根大学 Jyotirmoy Mazumder教授，德国弗劳恩霍夫激光所Reinhart Poprawe教授、弗劳恩霍夫表面技术所Eckhard Beyer教授，德国鲁尔波宏大学 Andreas Ostendorf 教授和日本大阪大学 Yoshiaki Arata教授等等。本人作为中国学者，与他们为伍，深感荣幸。
1996年，当我还是清华大学的博士研究生时，我赴美国底特律参加了平生的第一次ICALEO国际会议，我是当时中国大陆唯一的一位参会代表。到去年，我已经参加了11次ICALEO国际会议和3次PICALO（太平洋国际激光与光学应用会议）国际会议。从最初我们的论文常被安排成会议张贴（Poster）论文，到后来的口头报告、邀请报告再到大会主题报告，从名不见经传的参会学生到后来作为组委会成员、分会场主席、大会共主席和大会总主席及大会国际顾问委员会成员，我在国际会议上宣读论文60多篇，近5年担任大型国际会议总主席1次，共主席7次，美国国际会议顾问委员会成员4次，组织国际研讨会2次，作大型国际会议大会主题报告3次，邀请报告2次，国际会议节目委员会成员、分会场主席众多次。2005－2007年度和2012－2013年度两次当选美国激光学会董事会成员（Board Member），目前是美国激光学会会刊《Journal of Laser Applications》的资深编辑。我的经历印证了中国在国际激光制造学术研究领域学术水平不断提高的历程、从毫不起眼到越来越重要的历程、从名不见经传到发挥重要影响的历程。我个人认为，中国学者参加国际会议、在国际舞台报告自己的最新研究成果、在国际组织中发挥作用、体现中国的声音是非常重要的，是学术研究和人才成长的一个重要方面。国际会议会带给你最新的研究动态、研究前沿、发展趋势，促使自己的研究是国际前沿的、高水准的，同时也会创造很多的机会。由于本人参加了很多的国际会议，我与美国、德国、英国、加拿大、日本、澳大利亚、法国、葡萄牙、新加坡等国激光加工领域的知名教授建立了密切的学术联系，近些年承担了美国通用汽车、通用电气、波音，英国劳斯莱斯、日本三菱等国际一流公司的10多项国际合作项目，去年获得了竞争性很强的英国皇家工程院的国际合作项目，今年又获得经中国和德国科学家评审通过的中德科学中心国际合作项目。我从这些国际交流和合作中获益良多。
《激光制造商情》：您主要从事激光应用研究，在激光制备新材料、激光表面工程、激光快速直接制造、激光微纳制造领域进行了长期的研究，目前您主导研究激光领域哪一块？进展如何？对激光技术的应用会带来什么影响？
我本科学的是激光技术专业（原华中工学院－现华中科技大学光学工程系激光技术专业），算是激光科班出身，大学毕业后（包括后来的硕士和博士）一直从事激光加工制造技术研究，应该说主要是材料学科。激光制造技术研究需要激光和材料的专业知识，我算是兼顾了两者。从1983年本科毕业至今不知不觉已在激光加工研究领域耕耘了近30年，在自己喜欢的研究领域从事自己感兴趣的研究工作并且可以自由探索，不亦乐乎。
激光制造的研究方向包括如下方面：
1. 激光材料加工(激光宏观加工-mm)：
（1） 激光表面工程：激光相变硬化，激光重熔, 激光合金化，激光熔覆，激光非晶化，激光冲击硬化，激光毛化与织构化，激光清洗，激光抛光，LCVD，LPVD
（2） 激光焊接，激光切割，激光制孔，激光标记，激光雕刻
（3） 激光快速成形，激光直接制造，激光烧结，激光折弯
2. 激光微加工( m)：
激光微焊接，激光精密切割，激光精密钻孔，激光烧蚀，激光微熔覆，激光制备表面微米结构
3. 激光纳米制造(nm)：
飞秒激光直写，双光子聚合，干涉光刻，接触离子透镜序列，激光诱导周期表面结构，纳米颗粒激光制备，表面纳米结构，激光纳米组装。
我的前期（1983-2003）研究工作主要在激光宏观制造领域，曾进行过激光合金化、激光熔覆、激光非晶化、激光冲击硬化、激光快速制造、激光切割和激光制备颗粒增强金属基复合材料，在激光熔覆和激光制备颗粒增强金属基复合材料方面进行了多年的研究并有了良好的积累。除了讲授激光制造相关的3门研究生、本科生课程，培养了10多名研究生，发表了150多篇国内外刊物论文和60多篇国际会议论文（93%被SCI/EI收录），值得欣慰的是我们的一些研究成果在工业领域取得了良好的应用效果。我与山东能源机械集团大族再制造有限公司进行了多年的合作，指导矿山机械三大主要零件（立柱、截齿和中板）的激光熔覆材料、技术和生产工艺。他们有十套10kW功率的激光熔覆系统，每日工作三班，每周工作7天，2010年激光熔覆用掉了80顿粉末（国际上屈指可数的激光熔覆生产规模），效益数亿元。激光熔覆的立柱井下寿命提高3～5倍，经特殊材料激光熔覆的截齿一个可以顶25个常规截齿，经济效益和社会效益非常显著。
2010年，我应邀在国际刊物Journal of Mechanical Engineering Science (Proc. IMechE C 224 (2010) 1041-1060) 发表了一篇关于激光熔覆的综述论文“Laser surface cladding: the state of the art and challenges”，全面总结了激光熔覆的历史、发展情况，激光熔覆涉及的研究方面，激光熔覆的快速加热和快速凝固特征，激光熔覆过程的晶粒细化、固溶度扩展、亚稳相、非晶态和定向凝固特点，激光熔覆在商用合金粉末、碳化物/金属间化合物、原位自生颗粒增强复合涂层、梯度分布涂层、层叠结构涂层等方面的研究情况以及激光熔覆作为两维涂层技术、三维制造技术和新材料研发手段的发展情况。该论文得到了国际同行的良好反馈。2011年2月份，应美国激光学会邀请，我参加了LIA举办的第三届激光添加式制造论坛（Laser Additive Manufacturing Workshop），作为大会报告全面介绍了中国在激光熔覆、激光快速制造方面的研究、发展和产业应用情况，得到与会各国专家的高度评价。我注意到中国学者在激光熔覆方面发表了大量的论文，仅以激光熔覆为标题来检索，自1985年到2010年的25年间，中国学者在SCI检索国际刊物上已发表激光熔覆论文412篇，占国际总数的43％；在EI检索国内外刊物上发表激光熔覆论文1181篇，占国际总数的45％；在期刊网中文刊物上发表了1666篇中文激光熔覆论文。我意识到激光熔覆的基本规律已经得到比较清楚明白的研究和阐述，激光熔覆已经是一项适合于大批量产业化应用的成熟技术。对我本人而言而且就我本人而言，我感觉激光宏观制造相关的毫“米”已经“吃”了好多年了，似乎“没味道”了。激光微加工涉及的微“米”是否“味道”更好呢，激光纳米制造涉及的纳“米”是否更“新鲜”“好吃”呐？
从2004年开始，我们根据激光制造和纳米科技的国际发展趋势，开展了激光纳米制造的前沿研究，在国际上率先开展了碳纳米管的激光处理研究，承担国家自然科学基金项目“激光连接厘米长度一维单壁碳纳米管宏观体”（50475013），同时开展“激光辐照下碳纳米管宏观体的结构变化及电学与光学行为”，（高校博士点基金项目，20060003071），取得了一系列原创性研究成果，在《Carbon》（影响因子 4.26）、《Nanotechnology》(影响因子 3.31)、《Applied Physics Letters》(影响因子 3.596)、《Journal of Physical Chemistry》、《Materials Letters》、《Materials Research Bulletin》、《Diamond and Related Materials》《Applied SurfaceScience》等重要国际刊物上发表论文SCI论文 11篇（4篇影响因子超过3），国际会议论文 8篇，国内刊物论文5篇。2006年在美国举行的第25届国际激光与光电子学应用会议上清华机械系博士研究生龚涛的论文“Connection of macro-sized double-walled carbon nanotube strands by current-assisted laser irradiation”被授予学生优秀论文奖（中国学生在该国际会议上的第一次）。
我本人承担了2009年度国家自然科学基金委重大研究计划“纳米制造的基础研究”培育项目：“多维多尺度形状纳米金属结构的激光复合成形与功能化制造新方法研究”（90923021），项目基于多技术复合思想，利用激光快速成形离散堆积物理方法在目标体表面沉积微观/介观/宏观（多尺度）、一微/二微/三维（多维）形状的特种金属，利用选择性腐蚀脱合金化学方法去除其中的某元素获得纳米多孔金属结构。该项目提出了一种纳米结构成形与纳米尺度功能化制造新方法，同时兼具纳/微/宏(跨尺度)制造特征，有可能有良好潜在应用。我作为第二负责人与江苏大学合作获准国家自然基金重点项目“基于强激光冲击波效应的非传统制造原理及方法研究”（50735001），在该项目中，我们开辟了基于强冲击波效应的“轻金属纳米颗粒激光植入强化技术”的全新研究领域，面向轻金属合金表面强化方法，提出了一种结合强激光冲击波效应和纳米颗粒特性的轻金属表面激光纳米植入新方法，即利用激光冲击产生的GPa量级的超高冲击力，将预先置于轻金属表面的纳米（碳化钨、碳化钛等）涂层中的纳米碳化钨颗粒压挤进入轻金属表面一定深度的表层中。研究已表明，基于激光冲击强化、纳米颗粒强化及纳米颗粒增强的激光冲击强化的综合强化作用，轻金属表层的性能得到显著提高，表面硬度可提高2倍，耐磨性能可提高5倍以上。这一方法由清华大学课题组在国际上首先提出并进行深入研究，国内外均未见先例，已经申报发明专利。
目前主要研究精力集中在激光微纳米制造方面，正在进行的项目包括：2011年度973项目（2011CB012000）“激光微纳米制造新方法和尺度极限基础研究”第五课题（2011CB013005）“面向柔性IC典型结构的激光微纳制造基础研究”，2010年度清华大学自主研究计划项目，2011年度北京市教委重点项目，2011年度英国皇家工程院国际交流合作项目，2012年度中德科学中心国际合作项目以及多年来众多的日本三菱公司国际合作项目。主要进展包括在国际上首先发展了激光物理/化学复合纳米制造方法，实现了尺度可控的纳米多孔铜、微纳米双结构铜和纳米丝瓜筋锰，具有超高比表面积和一些独特的纳米尺度性能；首先发展了基于激光冲击GaP压力的轻金属表面纳米碳化物植入技术，显著改善了铝合金的耐磨性和表面摩擦学特性。发展了激光表面微纳米结构复合制备方法，显著提高了汽车发动机摩擦副的耐磨性和极限抗粘着压力。作为在制造领域的学者，我们很明确所进行的所有激光宏观制造技术研究和激光微纳米制造技术研究，最终目标是而且只能是面向应用。
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