雷清泉
著名绝缘技术专家
雷清泉,男,汉族,1938年7月23日出生于岳池县中和乡,中国共产党党员,绝缘技术专家,中国工程院院士,电力设备电气绝缘国家重点实验室学术委员会主任和研究部主任,材料科学与工程学院院长,哈尔滨理工大学教授、博士生导师,西安交通大学双聘教授。
1962年,雷清泉毕业于西安交通大学;1962年—1981年,在哈尔滨电工学院工作;1981年—1983年,被公派到西德汉诺威大学(Universität Hannover)留学;1983年—1986年,在哈尔滨电工学院工作;1986年—1991年,担任哈尔滨电工学院系副主任;2001年,创立了哈尔滨理工大学长征科技开发有限公司;2003年,当选为中国工程院院士;2010年,成为青岛科技大学全职院士。
雷清泉长期从事工程电介质基础理论及其应用研究,特别是纳米电介质及其配位化合物的结构运动及性能研究。
人物经历
1938年7月23日,雷清泉出生于岳池县中和乡。 
1957年9月—1962年9月,在西安交通大学电气绝缘与电缆技术专业学习,毕业获得学士。 
1962年10月—1981年9月,在哈尔滨电工学院工作。
1981年10月—1983年10月,被公派到西德汉诺威大学(Universität Hannover)留学。
1983年11月—1986年8月,在哈尔滨电工学院工作。
1986年9月—1991年9月,担任哈尔滨电工学院系副主任。
1991年9月—1995年9月,在哈尔滨电工学院工作。
2001年,创立了哈尔滨理工大学长征科技开发有限公司,属高新技术企业。
2003年,当选为中国工程院院士。
2010年7月,成为青岛科技大学全职院士。
人物事迹
信念
1938年,雷清泉出生在岳池县中和乡,年幼时父母双亡,靠着姑母接济生活。读完小学后,他辍学在家务农。13岁时,乡干部找到家里,使他享受到全额助学金及生活补助费,一直到读完大学。
1957年,雷清泉以优异的成绩考入西安交通大学,师从我国电介质物理的开创者、奠基人陈季丹教授。陈季丹博学严谨的学术造诣和执着研究的求索精神深深地感染着雷清泉,引领他遨游科学的海洋,也坚定了他沿着恩师的研究方向笃定前行的信念。
1962年,雷清泉从西安交通大学毕业后,坚决服从国家分配,来到哈尔滨电工学院任教。1981年—1983年,他在汉诺威大学做访问学者,从事高压绝缘材料中空间电荷理论研究。其间,他清醒地看到我国与发达国家之间的悬殊差距。一颗强烈的爱国心使他暗下决心:科学研究就是要争取第一,只有第一,才有意义。
在学习期间,雷清泉放弃了一切旅游休闲机会,甚至把行李搬到实验室,进行介电现象的理论与应用研究。回顾那段经历时,他说:“在我看来,旅游什么时候都可以,但学习的好机会,一旦错过,就再也不会回来了。”
“我童年就失去父母,是党和国家送我上学,支持我的生活,我唯有勤奋工作才能回馈这份恩情。”雷清泉感慨地告诉笔者。归国后,他把研究目光瞄准了电气绝缘领域前沿及相应交叉学科。
当时,如何解决油田电泵井采油生产过程中连续监测井下地层的压力及温度变化问题,一直是世界性科技难题。由于用于监测传感器的制备上所用的半导电高分子材料,尤其是其中的聚省自由基均聚物(简称省醌黑)耐热氧化稳定性差,故其规模化应用一直无法实现。
从1962年起,美国麻省理工学院学者Pohl在社会各界的强力资助下,对此类材料的性能做了深入研究,虽然合成了数百种省醌黑,但直到1986年Pohl去世,仍未解决这一难题。
基于国内外油田市场对新型压力温度传感器的急需,1987年,雷清泉组建课题组,与团队成员瞄准这一领域的国际难题开始进行攻关。面对没有标准样品、没有参考资料,甚至连生产设备都没有的艰苦环境,他带领团队埋头苦干,专心研究,以惊人毅力和坚定信念,历时13年,历经数百次失败,终于在世界上首次成功研制了用于潜油电泵井下监测的半导电聚省醌粉末材料制备的温度压力双参数传感器
在该项目申报国家技术发明奖的评审会上,国内知名电子材料学专家韦钰听完答辩后连声称道:“这是原始创新,这绝对是原始创新。”
更令人自豪的是,从传感器材料、传感器设计到传感处理的整个研发过程,都是雷清泉率领团队自主创新完成的,拥有多项发明专利。这一科研成果获得2001年国家技术发明二等奖。2003年,雷清泉当选中国工程院院士,时任哈尔滨理工大学校长赵奇动情地说:“雷清泉教授是在哈尔滨理工大学贫瘠的土地上厚积薄发、土生土长的院士。”
在长期从事电介质理论基础研究的同时,雷清泉也特别重视工程实践。在详细研究聚省醌自由基半导电高分子材料的合成方法以及材料特性的基础上,他利用这种材料,成功开发出温度、压力双参数传感器,实现了利用一个器件完成两种参数测量的功能。这种传感器应用于油井中的温度、压力参数测量,大大简化了传统测量系统,显著增加了测量系统的工作寿命,提高了效率,降低了成本,在大庆油田以及我国援建的苏丹油田获得了重要应用。
创新
持之以恒,走创新之路是雷清泉对科学精神的坚守与追求。他善于站在时代和科学的高度,以前瞻性和开拓性的思路把握研究方向,一旦确认目标,即坚持不懈,不达目标绝不罢休。
雷清泉所取得的许多重要成果,都是十年磨一剑,有抱负,有责任,不气馁,不言败。关于创新,雷清泉有他自己的体会:“创新不能只盯着那些在科学上已经开始闪光和发热的亮点,要瞄准国家科技与经济发展的需求,盯住一个隐约有希望的点坚持下去,就可能导致创新。”
雷清泉是国内开展纳米电介质理论研究的开拓者。2001年,他在电气绝缘领域第一个承担了关于纳米复合聚酰亚胺材料的国家自然科学基金重点项目。在研究过程中,他敏锐洞察到纳米电介质领域存在的问题、解决思路和未来发展方向,盯住这个还未引起科研同行关注的“有希望的点”,开始了潜心研究。
2009年,雷清泉主持召开了第354次香山科学会议,并做了“纳米电介质的结构及运动的时空多层次性及其思考”的主旨报告。他指出,纳米电介质研究涉及凝聚态物理学、材料科学、表面与界面科学、电机工程学、电子科学与工程以及信息科学与工程等多学科交叉;涉及过去从未研究过的纳米电介质及相应结构这一介观领域。因此,在传统的电介质微观结构——宏观性能理论的基础上,应加强介观或纳米尺度结构与微观结构及宏观性能之间关联作用的研究,探索建立微观结构——介观结构——宏观性能三者之间的相互关系与理论模型。这就是在纳米电介质领域被广泛认同的3M关系(微观microscopic—介观mesoscopic—宏观macroscopic),为纳米电介质发展确立了理论框架并指明了研究方向,得到业界的高度评价。
瞄准这个方向,雷清泉又持续攻关了8年,在国际上首次命名了纳元胞及超绝缘体并获得了实验验证,在世界电气绝缘领域的科研高峰上再次折桂。
值得注意的是,雷清泉对纳米复合聚亚胺耐电晕老化薄膜材料,在材料结构、制备工艺以及材料特性方面做了大量研究工作。这些工作为我国实现这种材料的工业化生产奠定了基础,使我国成为除美国之外,又一个能够批量生产这种材料的国家。目前,这种材料广泛应用于变频电机制造领域。
务实
“落红不是无情物,化作春泥更护花。”作为哈尔滨理工大学高电压与绝缘技术学科建设的带头人,雷清泉以超前的战略头脑,思考和把握电机工程学学科的发展建设。
针对如何实现学科跨越式发展,雷清泉认为,应该目标远一点,心胸宽一点,开始步伐慢一点、稳健一点。在他的率领下,哈尔滨理工大学电气工程学科建设从1997年博士点“零”的突破到2007年成为国家重点学科,仅仅用了10年时间。
2007年,雷清泉以超前的眼光,对电气工程学科平台进行长远布局,从国际科学技术发展的前沿角度考虑,把纳米电介质的研究作为学科发展的突破口。为建设黑龙江省新材料支柱性产业,2009年,省领导来学校重点实验室视察,为雷清泉院士的献身科学精神所感动,并为他提出的以纳米电介质为特色的实验室建设落实了3900万元的建设经费。
充足的经费极大地丰富了学科发展和重点实验室的基础环境。2010年,雷清泉电介质工程国家重点实验室培育基地获批,为学校的学科发展建设带来了新的飞跃。
2009年,雷清泉亲任大会主席,在哈尔滨理工大学成功举办了电介质材料性能及应用国际会议,使哈尔滨理工大学成为我国继清华大学西安交通大学之后第三个举办该学术会议的高校。
传承
“1991年,法国德热纳教授在获诺贝尔物理学奖后,随即于1992年~1993年用两年时间在法国200多所高中做‘软物质与硬物质’的现代科普教育;美国诺贝尔物理学奖得主理查德·费曼自认为,他最大的贡献不是诺贝尔奖,而是他流芳百世的‘费因曼物理讲义’。他们崇尚教育的伟大品质一直是我学习的榜样。”在哈尔滨理工大学,上电介质物理专业基础课被喻为“听天书”,而雷清泉就是那位能把“天书”讲清楚明白之人,他一直把传承知识、提携后生作为自己矢志不渝的追求。
雷清泉不仅为学生“传道授业解惑”,更以一个科学家的品质和人格魅力感染、启迪着学生。他重视夯实学生的理论基础和实践功底,每年都从大三的本科生中选拔创新意识和动手能力强的学生参与他的课题研究。他早期的研究生、电缆86级王福来的硕士论文,1990年就在美国《FERROELECTRICS》刊物上发表,被SCI收录;硕士生王暄的论文于1992年发表在美国《J.Appl.Phys.》刊物上,被国外学者多次在SCI刊物上引用;他的研究生冯雪冰曾获1996年“全国十佳跨世纪优秀人才”的荣誉称号。
科研成就
截至2010年11月,雷清泉先后主持完成了国家"九五"重点科技攻关项目1项、国家自然科学基金项目3项、其它科研课题12项,在利用热激电流技术研究绝缘高聚物中的电子运动规律、评定其耐电老化特性和指导材料的改性等方面取得了多项创新性成果,且达到了中国国内领先及国际先进水平,发明了共缩聚制备新型省醌黑高聚物粉末材料的新方法,发现了新的导电规律,制成了原始创新的压力温度双参数传感器,解决了国际上半导电高分子粉末材料在传感器领域长期未获应用的多项技术难题,新型传感器与大庆市的采油电泵机组配套,取得了经济效益。
雷清泉坚持电气绝缘的基础理论研究,注重与电子信息和纳米科技的交叉,强调在电力与石油能源工程中的应用,在工程科技方面的主要成就和贡献为高聚物绝缘材料的热激电流研究和省醌黑高聚物的合成、电磁性能及传感器应用研究。
2017年,雷清泉在国际刊物Nano Energy上发表了题目为“An electrical super-insulator prototype of 1D gas-solid Al2O3 nanocell”的文章,首次提出了一维纳元胞的概念,使纳米电介质击穿理论取得了进展。
2009年,雷清泉申请并主持了第354次“纳米电介质的结构及运动的时空多层次性及其宏观性能”的香山科学会议,并做了“纳米电介质的结构与运动时空多层次性及其思考”的大会主旨报告。
据2020年3月西安交通大学官网显示,雷清泉在中国国内外公开刊物上发表论文100余篇,出版专、译著6本。
人才培养
截至2019年7月,雷清泉培养博士生20余名,硕士生50余名。
雷清泉认为,学科建设的重点是人才队伍建设,要有帅才和将才,他们要有雄厚的专业基础知识,突出的工程实践能力和创新思维,更重要的是,要有厚积薄发、远见卓识、献身科学的价值追求,鄙视安于现状、自我满足的心态。
雷清泉强调,要获得学科同行的肯定,需要不断凝练自己的科研方向,充分发挥自己的特色与优势,科研项目要有一个整体知识作支撑,必须有不看小、只看大的精神,要对学科建设有质的而不仅仅是数的贡献。
雷清泉认为,针对如何实现学科跨越式发展,应该目标远一点,心胸宽一点,开始步伐慢一点、稳健一点。
2007年4月,雷清泉在清华大学电机系成立70周年学术交流会上作了关于“工程电介质的理论基础及研究进展”的系列专题学术报告。
2019年7月16日上午,雷清泉在哈尔滨理工大学新主楼H513教室为哈尔滨理工大学电气与电子工程学院相关专业师生做学术讲座。
荣誉表彰
社会任职
雷清泉担任大阪大学客座科学家(1993年10月—1993年11月)  ,青岛科技大学双聘院士,清华大学、西安交通大学上海交通大学北京交通大学大连理工大学兼职教授,武汉大学讲座教授,中国电工技术学会工程电介质专业委员会终身名誉主任,第九、十届国家自然科学基金材料与工程学部评议组成员,黑龙江省第二届学位委员会委员(2002年1月起),中国物理学会电介质物理专业委员会委员(1993年9月—2005年10月),国际IEEE高级会员(1990年1月—2003年12月),国际IEEE-DEIS-液体电介质技术委员会委员(1989年1月—1995年1月),中国电工技术学会工程电介质专业委员会委员、副主任(1989年1月起)等职务。
个人生活
雷清泉平日总是衣着简朴,行事低调,从不奢华,彰显了他豁达开朗的人生态度。在早期科研条件极为艰苦的环境下,他经常鼓励大家发扬中国工农红军长征时期的艰苦奋斗精神。在热释光研究时,他和团队成员深夜在军大衣覆盖下获得过3个光子背景噪声的测试结果。
日常生活中,雷清泉最大的爱好就是读书,以对未知世界的探索为最大乐趣,成就了他融合物理学、材料科学、生命科学、信息技术于电介质理论的基础知识,造就了他在导电聚合物传感器制备技术方面的成就和在纳米电介质前沿领域的探索能力,并构成了独到的思考理念。近10年,他依旧花大量时间阅读国际知名刊物《自然》和《科学》上的文章,关心国际顶级科学家思考的问题。
黑发银霜织日月,之年霞满天。在哈尔滨理工大学这块“贫瘠”的土地上,雷清泉扎根、成长、开花、结果。当年年富力强的他现已逾80高龄,走过了55年教书育人、潜心科研、追求真理的人生旅途。
人物评价
雷清泉成为传感器领域的开拓者,为推进其技术进步作出了重大贡献。(青岛科技大学评)
在雷院士的教育生涯中,他一直工作在教学科研第一线,勤奋努力,默默耕耘,把传承知识、提携后生作为矢志不渝的追求。(哈尔滨理工大学评)
雷清泉是中国国内开展纳米电介质理论研究的开拓者,为中国油气开发和振兴东北老工业基地建设作出了卓越贡献。(哈尔滨理工大学副教授周长群、哈尔滨理工大学高级政工师张强评)
雷清泉院士身上体现出‘献身科学、只做第一,终生学习、持之以恒,艰苦朴素、阳光向上’的宝贵精神品质,是我们哈理工人需要认真学习和传承的宝贵品质。(哈尔滨理工大学党委书记赵国刚评)
雷清泉老师在学术上治学严谨,在生活中和蔼可亲,雷老师治学严谨,全校出名,他的电介质物理学是专业课里最难的一门,我至今仍能清晰记得他上课时的谆谆教诲,以及考试前的辅导和答疑,希望我们这些略显饺子的学生能学到知识。后来,我有幸跟随雷老师做科研,老人家总是把我引领到科研的前沿,不断地激励我前行。(美国希捷科技公司产品设计师冯雪冰评)
雷清泉老师最大的爱好就是读书,用“手不释卷”形容,绝不为过。他不仅以极大兴趣关注科技领域的前沿问题,而且痴迷物理学经典理论。雷老师带领团队在科研方向上不断求新求变,总能以独特视角为研究工作打开新思路,这些都得益于他多年积累的深厚数理功底和掌握运用英、德、俄、法等多国语言。雷老师曾说,所谓学问,学,即求知;问,即创新。只有刻苦努力地学,才能掌握知识,只有深入不断地问,才可能运用知识取得突破和创新。(哈尔滨理工大学电气与电子工程学院教授张晓虹评)
参考资料
中国工程院-雷清泉.中国工程院.2020-10-05
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