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长期致力于材料科学研究，在高温合金、合金钢、金属腐蚀与防护等研究领域取得丰硕成果。1957年起负责合金钢和高温合金的研究与开发，领导开发中国第一代空心气冷铸造镍基高温合金涡轮叶片，使我国成为继美国之后第二个自主开发这一关键材料技术的国家。为国家科技政策的制定及科技机构的设置和发展作出了突出贡献。倡导并参与主持了中国工程院的建立，主持筹建中国第一个腐蚀专业机构中国科学院金属腐蚀与防护研究所，推动我们国家国家重点实验室的发展。
2011年，国际小行星中心发布第77506号公报，将第28468号小行星永久命名为“师昌绪星”。2015年2月，当选“感动中国2014年度人物”。
“八载隔洋同对月，一心挫霸誓归国。归来是你的梦，盈满对祖国的情。有胆识，敢担当，空心涡轮叶片，是你送给祖国的翅膀。两院元勋，三世书香。一介书生，国之栋梁。”这是师昌绪当选“感动中国2014年度人物”时的颁奖词，也是他一生的线生于忧患、长于忧患
1920年11月，师昌绪在河北省徐水县大营村的一个知识分子大家庭中诞生。他的父亲师克和是清末的秀才，以教书为业；母亲出身于破落的官宦之家，勤劳善良、敏于行而讷于言。师家祖上是读书人，师昌绪和他的兄弟们就是在这个“忠厚传家久，诗书继世长”的大家庭中成长起来的。
在念了一年乡村小学后，师昌绪转到徐水县城的模范小学，插班到二年级，开启了他的第二段小学生涯。城里的同学很“欺生”，这让初来乍到的师昌绪吃了不少苦头，但也锤炼了他隐忍的性格。
1937年底，在战火中诞生的河南中学给了师昌绪一个继续学业的机会。他回到了久别的书桌前，并且被编入师范部一年级，师范第五班。1940年春，重庆教育部发出通知：凡不愿教书的师范班学生，可以转入同等学力的中专或高中。这个机会使师昌绪由师范生变成了高中生，后被保送到西北师范学院，入读大学先修班。
1947年5月，师昌绪离开生活了两年的三溪镇，前往鞍山钢铁公司，继续担任工务员。当时，鞍钢已被国民政府接手一年多，生产基本处于瘫痪状态。1947年底，师昌绪晋升为助理工程师。但鞍山仍是一片衰败的景象，抗日战争留下的创伤依然历历在目，内战又接连不断，工厂动荡不安，生产活动难以为继，加之物价飞涨，经济陷入崩溃边缘。
1948年8月，深感无用武之地的师昌绪决定赴美深造。考虑下，师昌绪选择了学费更低的美国密苏里矿冶学院。在密苏里矿冶学院的硕士研究生生活是充实的。他师从冶金系主任A. W. Schlechten教授，论文题目是《真空处理炼铅的锌渣》。仅仅半年时间，师昌绪就成功使锌渣中银的收得率和纯度均达到95%以上。他将此成果以A Better Way to Treat Parkes Process Crusts为题发表在《环境管理杂志》（Journal of Environmental Management）上。他的这一开拓性研究，成功改变了前人发明的用锌提取液铅中金、银的方法。
1949年5月，师昌绪获得了硕士学位，选择继续攻读博士学位。在美国印第安纳州的诺特丹大学，师昌绪跟随E. A. Peretti教授，以《In-As-Sb（铟-砷-锑）三元系相图》为论文题目。通过深入的研究和学习，师昌绪成功测得了In、As、Sb三个元素的相图，还发现了砷化铟及锑化铟两个三五族化合物，这些合金化合物都是现今很重要的光电子半导体材料。师昌绪的实验结果以3篇论文形式于1953年、1954年和1956年分别在ASM Transactions（美国金属学会学报）及American Chemical Society（美国化学学会）上发表。
1951年5月，正在攻读博士学位的师昌绪收到天津北洋大学的聘书，原本计划在完成博士学业后再回国入职，但就在他入读诺特丹大学几个月后，朝鲜战争爆发了。美国政府对新中国采取了一系列强硬措施，其中一项就是禁止中国留学生回国，师昌绪更是被明令禁止回到中国的35名学者之一。他的护照被移民局收走了，回国计划被迫中断。
归国之路被美国政府堵死，师昌绪不得不留在美国麻省理工学院担任研究助理。师昌绪主持的课题代号为“7124”，主要研究硅对高强度钢力学性能的影响。直到师昌绪回国几十年后，他才知道美国科研人员在他研究的基础上，又开发出了300M超高强度钢，大多数都用在大型军用运输机的起落架，有很大成效避免了飞机起落架因韧性或冲击值不足可能引发的严重事故。
在师昌绪等众多中国留学生的顽强抗争下，美国政府最终在压力下将扣留的中国留学生放行。1955年6月，师昌绪登上了开往中国香港
回到北京后，师昌绪被分配到中国科学院。当时，中国科学院有两个与他的研究专业相关的研究所：位于沈阳的中国科学院金属研究所（以下简称金属所）和位于上海的中国科学院冶金陶瓷研究所。师昌绪后来回忆起当时选择时的情景坦言：“想到既然已经历尽艰辛回到祖国，就不能挑肥拣瘦，要依照国家的需要决定自己的去向。”就这样，师昌绪来到了条件更加艰苦的金属所，一待就是30年。
1959年，苏联专家突然撤离，中国在航空航天与原子能工业发展中所依赖的高温合金陷入了生产困境。其实早在1957年，金属所的领导就已经敏锐地意识到，依赖苏联的日子即将结束，独立自主研制新材料迫在眉睫。在这一背景下，师昌绪与胡壮麒、朱耀霄等人于1957年加入205高温合金组，专门负责研发喷气发动机的核心材料。
当时金川镍矿尚未开发，考虑到我国缺镍少铬，师昌绪提出“以铁基代镍基高温合金”的创新战略，同时在党和国家的领导下迅速与抚顺钢厂携手合作。在没有一点经验的情况下，师昌绪带领团队研制铁基高温合金，用以制造涡轮喷气发动机的涡轮叶片。历经挑战，由金属所与抚顺钢厂等多家单位研制开发的铁基高温合金GH135（808合金），终于在1958年取得成功。808合金在经过不断的试验与改进后，于1969年作为涡轮盘材料大量生产。这不仅是中国自行研制出的第一个铁基高温合金，也标志着中国在高温合金材料领域取得了重要突破。
金属所迅速集结了上百名科研人员组成专项任务组，由师昌绪亲自挂帅。“铸造实心叶片还没做成，就想铸空心叶片，是不是步子迈太大了？”面对来自各方的质疑，师昌绪和他的团队选择用实际行动回应。面对重重技术难关，他们一次又一次发起挑战并突破极限。终于在1966年，我国第一台铸造空心叶片装机试车成功。
20世纪90年代，随着我们国家改革开放政策的深入推进，我们国家的经济快速的提升，国家对科学技术的发展提出了更加高的要求。在这一历史节点上，我国党和政府提出科教兴国的战略，同时，国家相关部门开始精心筹划建设更多的国家重大科学工程。
为了确保国家重大科学工程顺顺利利地进行，师昌绪多次主持召开咨询专家组会议，广泛听取各方面的意见和建议。他不仅在宏观上把握大局，还针对复杂的局面制定出一系列切实可行的工作方法。在师昌绪的领导下，从1996年4月到1998年10月，共评审、评议了35个国家重大科学工程建设项目。这些国家重大科学工程的立项咨询结果，为国家相关部门和国家科技教育领导小组的审批决策提供了重要的科学依据。
1984年，我国开始实行国家重点实验室制度。1988年，原国家计划委员会准备再建立一批国家重点实验室和专业研究室。在国家自然科学基金委员会的全力支持下，师昌绪在评审重点实验室的过程中，创造性提出并实施了引入外国专家参加评审的方法。在对多地进行当地考验查证，并经过严格的投票程序后，师昌绪及其团队最终遴选出75个国家重点实验室和59个专业实验室。这一开创性的举措不仅极大推动了我国国家重点实验室的建设与发展，也使他荣获了科技部颁发的“国家重点实验室计划突出贡献者”荣誉称号。
“过去（中国）科学院的地位很高，但是我们以经济建设为中心，工程技术人员应该是主体。要想提高工程技术人员的地位，应该成立一个中国工程院。”1982年9月，师昌绪、张光斗、吴仲华、罗沛霖4人联名在《光明日报》上发表文章《实现四化必须发展工程科学技术》，精确指出全力发展工程科学技术的必要性和方法。1992年，师昌绪再次与张光斗、王大珩、张维、侯祥麟、罗沛霖中央，详细阐明了成立中国工程院的必要性和急迫性。1994年，中国工程院成立。74岁的师昌绪也因其成就和贡献，成为中国工程院的首批院士，并担任首任副
师昌绪经常强调，中国的基础科学研究要跻身世界前列，必须热情参加国际交流与合作，摒弃闭门造车的传统模式。他积极倡导并借鉴国际上在基础科学领域的先进经验，确定了国家自然科学基金委员会的英文名称，并指导、审核科学基金的《项目指南》和《自然科学进展》期刊的英文版本，让世界了解中国。
上世纪八十年代末，中国的国际合作工作遇到挑战。美国国家科学基金会叫停了中美基础研究联合工作组的第7次会议，联邦德国、瑞典等国家也采取了不友好的行动。1990年，在国家自然科学基金委员会的组织下，师昌绪为团长，带领机械学科专家为主的学者教授代表团，出席美国亚利桑那州立大学机械学科成果汇报会。会议期间，师昌绪广泛接触各国朋友，不卑不亢，积极宣传、展示我国改革开放的新面貌，不仅结交了不少美国国家科学基金会组织和学术界的朋友，还进一步探索了美国机械学科和产业的发展状况。此行，师昌绪一行不仅在业务与学术上收获颇丰，还得到了外交部的重视和表扬。
“作为一个中国人，就要对中国作出贡献，这是人生的第一要义。”师昌绪的一生都献给了祖国的事业，无怨无悔。在与家乡暌违的几十年里，那位走遍万水千山却始终没有改掉乡音的老先生，从一个曾梦想当高小教员的徐水小伙子，变成了一代科学巨匠。师昌绪用自己的实际行动践行了他的人生信条，也激励着新时期的青年一代不断追求真理，为国家的繁荣与发展贡献自己的青春和力量。
我1954年10月得到美方的释放令，12月时正在归国的海轮上。昌绪当时还没有被放行，他们仍在争取立即回来。就是在这样一个时间段，《波士顿环球报》的一位记者访问了师昌绪。这条新闻的标题是《被扣的 35 名中国人中的一个 MIT 人》。在昌绪照片下的说明文字是“师昌绪，一位 MIT 的中国研究助理，盼望通过和美国人的交换回到红色中国去”，报纸记者写的全文如下：
党从夺取到控制中国的政权之前不久，他到了诺特丹大学做助教。1952年在那里的冶金系得到了博士学位。师有一个哥哥在电信单位工作，他所有的薪金只能勉强养活他的妻子和三个孩子。师说：“他再也无力养活得起我们的父母了。事实上，他很生我的气，说我就是不想回家去了。我写信告诉他我回不去，这里不让我回。我想让他们现在可以相信我说的话都是真的了。一年以前我根本不敢告诉他们，他们都70岁以上了，不清楚自己还能活多久。他们对我不在身边都很难受。”
我写这一段经历，一是昌绪的这些具体的轶事知道的人不多，二是我想从这些对话中能够正常的看到昌绪是很能应付对手的。昌绪是一个颇有风趣和个性的人，昌绪回答记者的那些话，真真假假，令人发笑，似乎掩盖了他骨子里是一个“敢于向艾森豪威尔挑战的人”（又一位美国朋友对他的笑称）。不过，有些的确是真的，他的确有年迈的父母在郑州，跟着他哥哥一家子住。我比昌绪先回国，昌绪嘱我代他看望他的老父老母，我没到北京就先到郑州停下到他家去看望他两位老人家。至于要为他找妻子的事，那显然是他逗记者玩的。
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