沈華生，冶金學(xué)家和半導(dǎo)體材料專家。他是中國(guó)工業(yè)高溫沸騰焙燒技術(shù)的發(fā)明者之一；錸、鍺等稀有金屬提取和工業(yè)化生產(chǎn)的開(kāi)拓者；為開(kāi)創(chuàng)中國(guó)鎵、砷等高純?cè)睾桶雽?dǎo)體材料的制備工作，以及提高中國(guó)半導(dǎo)體硅材料的質(zhì)量和建立中國(guó)半導(dǎo)體硅材料工業(yè)化生產(chǎn)作出了突出的貢獻(xiàn)。

華生簡(jiǎn)歷_沈華生 -人物簡(jiǎn)歷

華生簡(jiǎn)歷_沈華生 -生平概況

1936年沈華生大學(xué)畢業(yè)后，去南京永利化學(xué)工業(yè)公司合成氨廠工作。永利公司是愛(ài)國(guó)實(shí)業(yè)家范旭東創(chuàng)辦的，總工程師是著名的工程技術(shù)專家侯德榜。在開(kāi)始邁入社會(huì)之際，他就受到了侯德榜這一代人不屈不撓發(fā)展民族工業(yè)的愛(ài)國(guó)主義精神的深刻影響。當(dāng)時(shí)該廠全套設(shè)備是由美國(guó)氮?dú)夤こ坦局圃?，比較先進(jìn)。在工作實(shí)踐中他見(jiàn)到了現(xiàn)代化工廠的結(jié)構(gòu)和規(guī)模，了解到科學(xué)技術(shù)與工業(yè)發(fā)展的關(guān)系，這對(duì)他以后的業(yè)務(wù)發(fā)展產(chǎn)生了重要的影響。

水利公司曾準(zhǔn)備開(kāi)發(fā)東海縣錦屏磷礦，在氨廠內(nèi)建設(shè)磷肥車間，但因“八?一三”上海戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā)而停止。日本侵略軍的飛機(jī)炸毀了永利氨廠后，他在侯德榜的率領(lǐng)下小規(guī)模生產(chǎn)硝酸銨，作為軍工用炸藥原料。1937年日本侵略軍進(jìn)攻南京，他隨氨廠技術(shù)人員撤至漢口。1939年氨廠被迫解散，他轉(zhuǎn)到重慶后峰巖礦冶研究所，從事銻白研究工作。1943年調(diào)到資源委員會(huì)長(zhǎng)沙銻品廠，協(xié)助廠長(zhǎng)進(jìn)行建廠。該廠投產(chǎn)后，因日軍進(jìn)攻湘桂鐵路，而一度遷至重慶。1945年他被資源委員會(huì)派到美國(guó)考波公司所屬的工廠、設(shè)計(jì)公司及研究所實(shí)習(xí)，使他對(duì)科研、設(shè)計(jì)與生產(chǎn)的關(guān)系以及研究與開(kāi)發(fā)的關(guān)系有了深刻的了解。這種認(rèn)識(shí)對(duì)他后來(lái)的工作起著重要的影響。

1947年回國(guó)后，他在長(zhǎng)沙銻品廠從事改良銻白質(zhì)量的研究與開(kāi)發(fā)，并取得了第一個(gè)科研成果。1948年沈華生調(diào)到上海錦屏磷礦公司工作。

1949年上海解放后，沈華生調(diào)到北京華北人民政府工業(yè)部礦冶研究所（其前身是重慶礦冶研究所），嗣后便長(zhǎng)期在北京有色金屬研究院工作。中華人民共和國(guó)成立后，他服從國(guó)家任務(wù)的需要，兩度改變專業(yè)研究方向，由粉末冶金轉(zhuǎn)向有色金屬冶煉，最后又轉(zhuǎn)向半導(dǎo)體材料的研制。在工作中，他善于學(xué)習(xí)，廣泛涉獵各領(lǐng)域的科技書(shū)刊，雖然改變了專業(yè)方向，但也能隨時(shí)掌握該領(lǐng)域國(guó)內(nèi)外的發(fā)展動(dòng)向。這是他成功的一條重要經(jīng)驗(yàn)。

沈華生在研究與開(kāi)發(fā)領(lǐng)域內(nèi)，獲得了一系列重大科技成就。50年代初，他研制的硬質(zhì)合金與蘇聯(lián)當(dāng)時(shí)同類產(chǎn)品相當(dāng)；在工業(yè)上首先應(yīng)用的鋅精礦高溫沸騰焙燒技術(shù)，脫硫、鎘和鉛，其效果達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。50年代后半期，在國(guó)內(nèi)開(kāi)拓了錸、鍺等稀有金屬提取的研究，并在技術(shù)上負(fù)責(zé)在吉林鐵合金廠內(nèi)建成了中國(guó)第一個(gè)錸生產(chǎn)基地和在云南會(huì)澤建成了中國(guó)第一個(gè)金屬鍺生產(chǎn)基地。50年代末期在中國(guó)開(kāi)創(chuàng)研究制備高純?cè)丶鞍雽?dǎo)體砷化鎵材料。1962年任有色金屬研究院副總工程師后，重點(diǎn)研究提高硅材料的質(zhì)量，并在技術(shù)上以他為首建成了峨嵋半導(dǎo)體材料廠和北京2602半導(dǎo)體材料廠，為中國(guó)硅工業(yè)技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

1956年，他參加了發(fā)展周總理主持的全國(guó)1956～1967年科學(xué)技術(shù)遠(yuǎn)景規(guī)劃綱要的制定工作，具體參予編寫(xiě)有色金屬冶金、欽冶金及其合金、稀有元素和稀散元素的開(kāi)采、提取和利用等幾個(gè)中心問(wèn)題。1979年他參加《中國(guó)大百科全書(shū)?礦冶卷》的編寫(xiě)工作，任有色金屬冶煉分支學(xué)科編寫(xiě)組主編．并撰寫(xiě)了鎵、銦、鉈、鍺、錸、硅、超純?cè)氐葪l目。他曾任中國(guó)金屬學(xué)會(huì)和中國(guó)有色金屬學(xué)會(huì)理事及半導(dǎo)體學(xué)術(shù)委員會(huì)主任委員。

沈華生于1956年3月參加重工業(yè)部第一屆先進(jìn)生產(chǎn)者代表會(huì)議。同年4月參加全國(guó)先進(jìn)生產(chǎn)者代表會(huì)議。1962年列席中國(guó)人民政治協(xié)商會(huì)議第三屆全國(guó)委員會(huì)第三次會(huì)議。曾當(dāng)選為第三屆全國(guó)人民代表大會(huì)代表，第五、第六、第七屆全國(guó)人民政治協(xié)商會(huì)議委員。曾在七屆二次會(huì)議期間提出《關(guān)于加強(qiáng)基礎(chǔ)理論及尖端技術(shù)（高技術(shù)）的研究工作并增設(shè)工程技術(shù)基金案》，該案被評(píng)為優(yōu)秀提案，獲政協(xié)全國(guó)委員會(huì)的表彰。1984年他加入了中國(guó)共產(chǎn)黨。

華生簡(jiǎn)歷_沈華生 -硬質(zhì)合金

1953年指導(dǎo)朝鮮研究生研制了“銅―鉛合金”，解決了使銅鉛合金均勻分布的技術(shù)問(wèn)題，用離心鑄造法制備出合乎要求的銅鉛合金，改進(jìn)了產(chǎn)品質(zhì)量，達(dá)到了軍用卡車軸承的要求。

華生簡(jiǎn)歷_沈華生 -焙燒技術(shù)

沸騰層焙燒技術(shù)與過(guò)去多層焙燒技術(shù)相比，每平方米的產(chǎn)量高6．5倍；焙砂中鋅回收率高2％～3％；二氧化硫濃度高1．5～2倍，大大降低了硫酸廠的投資。

當(dāng)時(shí)他提出采用兩種鋅精礦焙燒制式：第一種是國(guó)外已有的低溫沸騰層爐焙燒，溫度為876℃，焙砂供應(yīng)沈陽(yáng)冶煉廠濕法煉鋅用；第二種是國(guó)內(nèi)外在工業(yè)上首次采用的高溫沸騰層培燒，溫度為1090℃。其脫硫、脫鎘和脫鉛率以及二氧化硫的濃度均高于前者，焙砂供葫蘆島鋅廠豎罐火法煉鋅用。為此后者于1956年獲重工業(yè)部科技成果獎(jiǎng)。1965年與葫蘆島鋅廠共同獲得國(guó)家發(fā)明獎(jiǎng)，他是該發(fā)明的核心人物。

沈華生注重理論聯(lián)系實(shí)際，提倡理論指導(dǎo)實(shí)踐。火法豎罐煉鋅過(guò)程中，爐子上部常常結(jié)成硬塊，加料受阻，出現(xiàn)所謂“懸礦”問(wèn)題，只好被迫停爐處理，從而嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率。為解決這一迫切技術(shù)問(wèn)題，他用Ｘ光衍射分析了“硬塊”的晶體結(jié)構(gòu)。從理論上證明了硬塊產(chǎn)生的原因，并提出只要調(diào)整爐頂溫度或ＣＯ與ＣＯ2的比例，就可以防止“懸礦”的生成。蘇聯(lián)專家接受了他的意見(jiàn)，改變了爐子上部結(jié)構(gòu)，成功地解決了這個(gè)懸案。
開(kāi)拓錸、鍺等稀有金屬的提取高純?cè)氐闹苽浜蜕榛壊牧系难兄乒ぷ?/p>

1954年重工業(yè)部在北京建立有色金屬試驗(yàn)所。沈華生擔(dān)任該所工藝設(shè)計(jì)組組長(zhǎng)。1958年，有色金屬試驗(yàn)所擴(kuò)大為有色金屬研究院，沈華生任第一冶金室主任，在他的技術(shù)指導(dǎo)下取得了如下的主要成就：

1．中國(guó)第一個(gè)錸工業(yè)生產(chǎn)基地在東北吉林建成。金屬錸的熔點(diǎn)高達(dá)3180℃，可用作耐高溫材料。為了尖端技術(shù)的需要，有色金屬研究院承擔(dān)從吉林鐵合金廠鉬礦焙燒車間煙塵中回收錸的任務(wù)，沈華生任工作組組長(zhǎng)。半工業(yè)試驗(yàn)在吉林鐵合金廠進(jìn)行，所需設(shè)備均由有色金屬研究院自行制造，其中包括小型沸騰層焙燒爐和濕式收塵器等，回收率大于70％。半工業(yè)試驗(yàn)成功后，由設(shè)計(jì)單位現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)了工業(yè)用濕法電收塵器。以沈華生為首設(shè)計(jì)了濕法車間，最初采用電解法提取錸，后改用錸酸銨氫還原法制取金屬錸粉末。1959年在吉林鐵合金廠內(nèi)，建成了中國(guó)第一個(gè)金屬錸的工業(yè)生產(chǎn)基地。

2．中國(guó)第一個(gè)金屬鍺工業(yè)生產(chǎn)基地在云南會(huì)澤鉛鋅礦建成。會(huì)澤氧化鉛鋅礦在16～17世紀(jì)已被發(fā)現(xiàn)，當(dāng)時(shí)只能用火法冶金直接冶煉礦石，在礦山留有大量的古代爐渣。1950年以后按蘇聯(lián)專家建議，用反射爐熔礦，而后用煙化爐揮發(fā)鉛鋅，作為濕法煉鋅的原料。為了回收煉鋅過(guò)程中的稀有金屬，沈華生具體負(fù)責(zé)技術(shù)指導(dǎo)，發(fā)現(xiàn)氧化鉛鋅煙塵中有鍺的富集。采用濕法冶金處理煙塵，鍺回收率達(dá)82％。但反射爐熔礦的試驗(yàn)并不成功，達(dá)不到設(shè)計(jì)能力，且脈礦難熔，熔煉時(shí)必須摻入含鍺較高的古代礦渣，這對(duì)回收鍺有利，而古代礦渣并不是長(zhǎng)遠(yuǎn)性資源。為此，他對(duì)火法流程進(jìn)行了重大改進(jìn)，采用鼓風(fēng)爐代替反射爐，從而解決了熔礦問(wèn)題，為工業(yè)回收鍺工藝流程奠定了基礎(chǔ)。1960年完成了該工藝流程的工業(yè)試驗(yàn)。同年，設(shè)計(jì)單位據(jù)此進(jìn)行了設(shè)計(jì)，在中國(guó)建成了第一個(gè)金屬鍺的工業(yè)生產(chǎn)基地。

3．開(kāi)拓了制備高純?cè)氐男骂I(lǐng)域。沈華生根據(jù)國(guó)外的發(fā)展動(dòng)向，認(rèn)識(shí)到未來(lái)化合物半導(dǎo)體的發(fā)展，首先要解決所需元素的純度問(wèn)題。1958年，他在國(guó)內(nèi)開(kāi)拓了銦、鎵、鉈、砷、銀等高純?cè)氐难兄乒ぷ?。在他的指?dǎo)下，將這些元素由2N或3N的純度提高到4Ｎ或5Ｎ的純度。1961年，在他的直接指導(dǎo)下，進(jìn)行了制備6N高純鎵和6N高純砷的研究。1963年分析23個(gè)雜質(zhì)元素，檢測(cè)結(jié)果達(dá)到了要求。1964年，6N的高純鎵和高純砷分別獲得國(guó)家新產(chǎn)品二等獎(jiǎng)。

4．創(chuàng)建化合物半導(dǎo)體砷化鎵的研制工作。1959年，沈華生在北京有色金屬研究院組建了砷化鎵化合物半導(dǎo)體研究小組，在他的直接指導(dǎo)下，用二溫區(qū)爐進(jìn)行鎵、砷的合成和單晶生長(zhǎng)。采用石英表面涂碳的方法，成功地解決了物料與石英舟皿的粘結(jié)問(wèn)題，于1960年研制出中國(guó)第一個(gè)涂碳砷化鎵單晶。

華生簡(jiǎn)歷_沈華生 -半導(dǎo)體硅材料

1964年，中國(guó)進(jìn)行三線建設(shè)，沈華生參加了峨嵋半導(dǎo)體材料廠建設(shè)指揮部的工作，任總工程師。當(dāng)時(shí)由于石英設(shè)備不適于工業(yè)應(yīng)用，而含鈦不銹鋼耐鹽酸腐蝕能力又不能達(dá)到要求，他決定采用間斷精餾法，即用三個(gè)精餾塔輪換使用，減少了設(shè)備受腐蝕的可能性，從而增加設(shè)備使用壽命。經(jīng)過(guò)一年的努力，該廠于1965年底建成投產(chǎn)，并一次試車成功，產(chǎn)品多晶硅及單晶硅的質(zhì)量，滿足了當(dāng)時(shí)軍工及民用的需要。1965年11月，冶金部召開(kāi)現(xiàn)場(chǎng)會(huì)議，對(duì)該廠實(shí)現(xiàn)當(dāng)年投產(chǎn)以及產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求，作了高度評(píng)價(jià)。

1971年，沈華生任中國(guó)人民解放軍總政治部2602廠總工程師。該廠是一個(gè)小型的硅材料廠，也是有色金屬研究院的半工業(yè)試驗(yàn)基地。在他的指導(dǎo)下，2602廠在技術(shù)方面取得重要進(jìn)展。為了解決設(shè)備的防腐蝕問(wèn)題，他根據(jù)理論分析選用了超低碳含鉬不銹鋼代替含鈦不銹鋼。采用兩相結(jié)構(gòu)的方法，以提高焊接點(diǎn)抗應(yīng)力腐蝕的能力，并嚴(yán)格控制不銹鋼設(shè)備的拋光和鈍化技術(shù)，取得了良好效果。為了去除硼、磷雜質(zhì)，進(jìn)一步提高多晶硅的純度，針對(duì)該廠所用原料三氯氫硅純度低、含鐵量高的特點(diǎn)，采用氧化鋁吸附法除鐵。在實(shí)踐過(guò)程中，沈華生發(fā)現(xiàn)：氧化鐵沉淀具有與硼形成絡(luò)合物的作用，可有效除去雜質(zhì)硼。同時(shí)，氧化鋁還能有效地吸附磷，因此，這種方法可作為精餾前除去硼，磷等雜質(zhì)的輔助手段。從而他提出了制備超純多晶硅的新流程：三氯氫硅氧化鋁吸附→粗餾→精餾→氫還原，使該廠所生產(chǎn)的多晶硅達(dá)到了當(dāng)時(shí)國(guó)際工業(yè)生產(chǎn)的先進(jìn)水平。1987年，他在《稀有金屬》雜志上發(fā)表了題為《三氯氫硅的精密精餾》及《三氯氫硅還原法生產(chǎn)超純硅反應(yīng)機(jī)理及工業(yè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)》的論文，總結(jié)了他這一時(shí)期的科技成就，這一成就是沈華生以基礎(chǔ)理論指導(dǎo)工業(yè)實(shí)踐的成果，也是科研成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的典型。沈華生為中國(guó)硅工業(yè)技術(shù)的發(fā)展作出了突出貢獻(xiàn)。

華生簡(jiǎn)歷_沈華生 -主要論著

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