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在稀土中培植“坚韧”

来源: 时间:2005-04-22

稀土在我国蕴藏极为丰富,却一直只能作为廉价的原料和初级产品出口。

  如今这种状况发生了改变,北京工业大学周美玲教授和她的团队把稀土与钼融合在一起,奇迹般地产生了一种新材料——稀土钼。这种材料就像它的创造者一样,拥有了“坚韧”的禀赋,既具高温强度,又有室温韧性,成为沿用百年的放射性钍钨阴极的极佳替代品。她们的“镧钼等热阴极材料及制备技术”日前又获2004年度国家技术发明二等奖。

  常言道:十年磨一剑。年近七旬的周美玲教授笑着说:“我这‘一剑’整整磨了十六年!”

  探索之初:寻求既坚且韧的新材料

  1987年,周美玲到电子部出差,在办公室等候时,具有专业敏感性的她无意中看到桌子上材料上的一行字:急缺钍钨丝!专搞钨、钼等难熔金属研究的周美玲立刻萌生了一个想法:钍钨丝加工难,又有放射性污染,能不能研制一种代替材料呢?

  周美玲和她志同道合的人生伴侣——左铁镛先生,义无反顾地投身到新型阴极材料的研发之中。阴极是真空电子源器件的心脏,目前在中、大功率电子管中普遍使用的是钍钨阴极,其优点是发射稳定性好,但存在三个致命缺点:工作温度高、难以加工成型、存在放射性污染。

  在苦苦寻觅的过程中,他们想到了和二氧化钍结构和性能相近的稀土氧化物,比如氧化镧,没有任何放射性,热稳定性也好,少量加入到钼里,就能解决钼丝易脆断、不耐高温的问题,是可以替代二氧化钍的合适原料。

  发现之路:艰辛与成就的交织

  为了获得氧化镧和钼的最佳掺杂比例,周美玲带着她的博士生们在实验室里夜以继日地工作。辛勤的工作迎来了回报,1993年在奥地利普兰西举行的难熔金属最高权威国际会议上,周美玲教授与国外学者同时分别发表了关于稀土钼阴极研究的论文,赢得了一片赞誉之声,开启了国内稀土钼材料研发的先河。

  “需要就是前沿”。当时很多人开始搞更为“时髦”的集成块、微电子研究,周美玲却依然坚守着稀土钼电子发射功能的研究,在她看来,科研必须要有自己的特色。经过上千次实验和调试,第一支稀土钼阴极电子管做了出来。

  周美玲教授把这支凝结着大家心血的电子管拿到学校广播电台,安装在喇叭上试用。两周后的一天中午,广播的音量突然一下子掉了下来,周美玲顾不得吃饭,一路小跑赶到广播电台,把那个电子管换下来,拿回实验室里继续调试。经过艰难的摸索,终于使电子管的稳定工作时间突破1000小时的标准,达到3000小时!

  创新团队:传承与发扬的辉映

  “工作是靠团队完成的”,周美玲把荣耀归功于参与研究的每个人。在对年轻人的培养上她同样倾注了心血。她对博士生的选拔极为严格,要求他们不仅有扎实的专业基础,而且有坚韧不拔的品格,科研工作琐碎而又艰辛,只有不畏困苦、锲而不舍的人才能胜任。王金淑博士说,科研工作不仅需要付出辛勤的汗水,在攻关时甚至是身心的煎熬,是周老师的鼓励和支持使她坚持下来,取得了关键性突破。

  一个好的学科带头人能带动一个学科的发展,在周美玲的带领下,北京工业大学材料学院人才辈出,有6位博士生、20多位硕士生参与研究,共获得6项国家授权发明专利,发表学术论文100多篇,1997年获国家教委科技进步一等奖1项(理论)、2003年获教育部技术发明一等奖1项。

           

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