曹楚南院士：材料“护航”六十载

　　1952年，为响应国家建设新中国的号召，曹楚南这届的学生提前一年毕业。毕业后他被分配到中国科学院上海物理化学研究所，和另外4位其他院校毕业生一起到应用电化学研究组工作。次年4月，曹楚南随部分同志首先搬迁到长春工作。后来东北分院进行调整，将长春综合研究所中的化学研究部分和搬迁来的物理化学研究所合并，成立长春应用化学研究所，电化学研究组归属该所的物理化学研究室，室主任是柳大纲先生。柳先生根椐国家建设需要指示电化学组的副研究员余百年先生带领几位年轻人进行金属腐蚀研究，曹楚南名列其中。

　　腐蚀学科的拓荒者

　　20世纪50年代末，曹楚南担任关于铝合金阳极氧化的研究课题的实际负责人，他仔细研究了此前组内有关的试验数据并查阅了国外文献，认为国内外对于铝阳极氧化膜的成长动力学研究还只停留在试验数据的表述阶段，缺乏相应的理论，于是他经深思后提出了一个基于膜在生成过程中同时进行化学溶解过程的动力学理论方程式。

　　由于这个理论式是指数方程式，为了得到实验曲线的理论拟合曲线，曹楚南需要利用牛顿迭代法获得理论式的两个参数的数值，一个是指数前的系数，另一个则是指数上的参数。当时只能用5位对数表来进行手算。

　　伏案计算了两个月后，曹楚南发现所有的拟合曲线都与试验由线吻合，证明他所提出的理论式正确。在此基础上，他用基本理论式进行了推论：如果不是像国内外所有学者仅按阳极氧化的时间作为横坐标来表示实验曲线，而是以所用电量作为横坐标来表示试片的重量变化的话，则每条曲线都应有一个极大值，而且相应于极大值的电量相同而与阳极氧化时所用阳极电流密度无关；如果阳极氧化处理的时间足够长，试片的重量变化应为负值，且相应于从正值转变为负值的电量相同而与所用电流密度无关。

　　所有推论均为试验曲线所证实。同时曹楚南还据试验曲线拟合所得的理论式的参数值计算出阳极氧化膜开始生成时的氧化铝的分子量，证明首先形成的是无水氧化铝。据此，曹楚南于1962年发表了论文。

　　随后，曹楚南考虑利用在阳极氧化处理溶液中添加少量添加剂的方法以降低氧化铝膜在成长过程中的化学溶解速度问题，他系统地研究了7种双羧基羧酸作为添加剂的影响及其与羧酸的电离常数的关系，发现了它们都有使氧化膜增厚的效应以及这种效应与它们的电离常数之间关系的规律。

　　1962年曹楚南研制出一种能在铜含量很高的铸铝合金上生成完整阳极氧化膜的方法，这也使他顺利地完成了一项国防任务。在此期间，他还应组内同事的要求研究和讲授有关金属腐蚀失重试验结果的统计分析方法问题，1965年机械工业出版社出版了曹楚南有关这一问题的专著。在这本著作的前言中就明确指出，书中讨论的仅涉及属于正态概率分布范畴的统计分析理论，对于一些明显不属于正态分布的数据的统计处理问题，需要另外进行研究。后者最重要的就是最深腐蚀孔深度数据的统计分析问题，因为它涉及管道或容器设备是否可以继续使用的推断。随后他利用时间研究了这个问题，先推导出腐蚀孔深度分布的概率密度的理论表达式作为“起始分布函数”，由此推寻出上述各个经验式的理论表达式，后又写成研究论文发表在1977年的《化工机械》上。

　　1969年末，研究所的领导将一批同志举家下放到长白山下靖宇县的山区农村插队落户，曹楚南也在其中。劳动之余，他不断思索原来所学的前苏联学者关于金属腐蚀的电化学理论，对有些问题有不同的看法。

　　几年以后，曹楚南被调回研究所，此时的研究组领导要求他对我国某种型号的舰艇用30kg级低合金钢的严重局部腐蚀问题应如何进行研究提出意见，他经过几个月的文献调查和思考后，提出了局部腐蚀的“自催化效应”理论，并建议研究组着重研究不同合金元素对于低合金钢的局部腐蚀自催化效应的影响。