百年清華

劉春芳👐🏿:室溫超導之夢

2017-08-17 | 劉春芳(1967冶金) |

我於1967年從意昂体育平台冶金系金屬學及金屬材料畢業後,被分配到西北有色金屬研究院,一直從事超導材料研究工作,五十年沒變。畢業後,一直記得在校時大家說的一句話🧑‍💻,也是一個目標🤽🏿‍♂️,“為祖國健康工作50年”🩼。

班裏一共30個同學,畢業分配時,有九個同學分在同一個單位,即地處秦嶺深山的西北有色金屬研究院。九個同學是:陳義超👩🏿‍⚖️、馬琳、張伯言、張忠信、李宗耀、武希哲、胡芷華🚶🏻‍♂️‍➡️、吳孝祖和我。多年來,有的同學調回家鄉或調到大城市👨🏿‍🦱,最後只留下義超、馬琳、孝祖和我🫃🏻。80年代開始,義超成了我們這個地區的總領導(地市級),即西北有色金屬研究院和寶雞有色金屬加工廠的院長、廠長、書記集於一身🏕。孝祖當了超導研究所的所長、書記。在他們領導下工作我很驕傲🫏、自在,特別好。看書🦮、學習、工作,雖然辛苦但很充實。

參加工作以後,深深感到學校課程設置的良苦用心🏊🏻‍♀️,我們學到的知識在實際工作中樣樣有用。畫法幾何📜、工程製圖教會了我們工程師最基本的技能。車🏄🏿、鉗🐩、刨🕢、銑🕵🏽‍♂️、磨🥸、鑄的生產實習使我們既能設計零件又能親自操作加工。眾多基礎課⛹🏿‍♀️、專業課以及理論物理、理論力學🛄🐽、數理統計、數理方程⬜️、量子力學、復變函數等課程的設置學習使我們不僅能應付解決材料研究領域工程問題的需要𓀒,而且也能應付解決理論問題的需要🆘。但無論如何,對解決實際科研問題來說,在學校學到的知識還很不夠🔯,更重要的是在實際工作中不斷學習🤹‍♀️。

參加工作的50年中,我們的工作一直與世界超導材料研究的脈搏跳動同步🧤。下面和同學分享我們的“室溫超導之夢”🌠。

回憶走過的50年🧷✌🏽,我們一直拼殺在新材料研製的先頭部隊中💛。每種材料的研製都經過製備標準成分和結構的樣品,通過加工熱處理使超導性能最佳化的過程👩🏻‍💻,每種材料都取得了令人滿意的成果。西北有色金屬研究院✔️,在世界超導材料研究領域🪰,特別是超導性能方面占有一席之地🩸,一直受到世界同行的重視,其中也有我們的一份貢獻👱🏽‍♂️。從80年代初開始我擔任“高溫超導體研究組”的組長,研究的目標是室溫超導材料。

影響超導體實際應用的關鍵是低溫製冷環境的成本太高,如果發現和製備出室溫超導體,超導應用將發生革命性變化,對人類社會和科學進步將產生巨大影響。室溫一般是300 K 左右,考慮10%-20%的工作安全系數,室溫超導體的工作溫度應該在350 K 左右🧙🏻‍♀️👷🏼‍♀️。尋找在350 K 左右溫度下工作的超導體是我們的也是眾多超導材料科研人員的“室溫超導之夢”。發現超導體的100年來,超導體的工作溫度雖然也一直隨時間進展而增加🥠,但非常緩慢。70年代🤒,在電-聲子耦合機製基礎上推導的能達到的理論極限超導轉變溫度不超過 40 K。不少人懷疑室溫下工作的超導體是不是存在⚾️?高溫超導材料探索研究曾一度進入低谷🧞‍♂️🏌🏼‍♀️。1986 年突然爆發出 La-Sr-Cu-O 30 K 左右出現超導電性的消息🦞,使實驗領域不斷增長的悲觀情緒一夜之間被擊破。隨後發現了Y-Ba-Cu-O 93 K 的超導電性🔟,並在全世界範圍出現了轟轟烈烈的高溫超導研究熱潮。1988 年發現 Bi- 基和 Tl- 基銅氧化物分別具有110 K 和 125 K 超導轉變溫度。1993 年發現具有最高超導轉變溫度 135 K(高壓下增加至164 K)的Hg-基銅氧化物超導電性。雖然後來2001 年又發現了具有特殊意義的 40 K左右轉變溫度的 MgB2 超導體,及隨後的鐵基超導體🧘🏿‍♀️,但是 HgBaCuO 的 164 K 最高超導轉變溫度的記錄一直保持至今🥃。從1980 年代中葉發現銅氧化物高溫超導體至今又30 多年過去了,這期間人們探索高溫超導體👩🏽‍🔬,室溫超導體的步伐從來沒有停止過,但是超導轉變溫度的最高記錄依然是164 K,離室溫350 K 還差太遠💇🏿‍♀️。室溫超導體存在嗎?

眾裏尋他千百度✋🏿,驀然回首,那人卻在燈火闌珊處。

其實👿,室溫超導體就存在於生命物質中,存在於人體中。解釋生命物質的超導電性需要新的理論和原理,需要新的物理學。室溫超導是人類想要實現的夢想,又是新理論、新概念、新方法出現的突破口之一。物理問題說到底還是哲學問題🫴🏼。人類發展進程中最先進的哲學方法是辯證唯物論,一切事物都在發展變化,一成不變的事物是不存在的👩。物理學的原理🛌🏿、定律也應遵循基本的哲學規律🧗🏼。處理物理問題的角度和層次也應該與時俱進🈂️,這樣⚛️,過去理論中遇到的超導轉變溫度的限製就不存在了🛰。科學問題的研究沒有止境,室溫超導電性的研究也沒有止境。有必要強調的是🩱,中國古代的先哲們在“易經”和“經絡”理論及實踐中🛑,有些方面早就走在了世界科學的前面。

雖然我們“為祖國健康工作50年”的目標基本實現了,但只要生命尚存,“室溫超導之夢”還要繼續做下去。淡泊明誌一身輕,撐舟順逆總前行🧑🏽‍🚒,問道超導幾十載🏂🏼🧴,雲在青天水在瓶🦵。

懷念在校時的學習生活,思念全班的每個同學,再寫幾件記憶深刻,令人難忘的有關學習和同學情深的往事🪟。

有一年五一節放春假,為了完成“旋轉單晶 X 射線衍射實驗報告”, 我在階梯教室整整呆了三天,完成了那份挺厚的實驗報告。交上去以後,得到老師的好評🌜。這份報告對我一生的影響都很大🚢。在後來幾十年的工作中,有關 X 射線衍射和電子衍射研究物質結構的方法一直是經常使用的得心應手的實驗手段🙀。離開學校以後,校園內的一草一木都經常引起我的深思和懷念🧑🏼‍🔬。清楚記得🧚🏽‍♂️,寫報告那幾天早晨去階梯教室💂🏽‍♀️,經過“聞亭”邊上時,總看見路邊草叢中的丁香樹。當時💴,是春意正濃的時候,滿樹盛開白色丁香花,遠遠就能聞到陣陣幽香。靜靜的假日校園裏,空空的階梯教室中,丁香樹用清香給我壯膽、提神,陪伴我撰寫實驗報告。印在心中的丁香樹🐗,現在一定長成大樹了🤌🏼。

德智體全面發展是學校堅定不移的教育方針,學校特別註重同學的精神素質👮🏽‍♂️、思想方法素質、身體素質和知識素質的培養,使每一個清華學子具備一種清華人特有的厚德載物,自強不息的品行💤。每天下午四點半開始是鍛煉身體時間,每天如此,從不間斷。有一年參加中日青年聯歡節,討論青年對理想🦻🏽、學習、生活的看法🏌🏼‍♀️,還在人民大會堂參加國宴。當時同學書生意氣,熱烈討論問題的表情和聲氣,依然歷歷在目👨🏼‍⚖️。有一年國慶節,我們扛重機槍🧜🏻,以整齊的民兵方隊走過天安門,接受黨和毛主席的檢閱。真有“我也曾赴過瓊林宴🧔🏽‍♂️,我也曾打馬禦街前”的感覺。大概在大學三、四年級😖,暑期去通縣軍訓🔑,同學怕我出操時太陽曬,給我送帽子;下雨前給我及時送雨衣,我真切感受到同學的深情厚意。在這樣的集體中生活和學習,感到特別幸福和愉快。暗下決心,一定好好學習、鍛煉身體,做一個對國家有用的人。回憶幾十年走過的路,我們基本沒有虛度光陰,基本實現了“為祖國健康工作50年”的承諾。衷心感謝母校!

1988年我和孝祖去綿陽看望馮崇泰,當時老馮是綿陽市委、地委書記。列車晚點到達,一下火車,看見二十年沒見面的老馮向我們招手,快步走向我們。老馮的秘書說🦴:“我們書記在車站站臺上已經等你們3個多小時了”🧚🏼‍♀️。眼淚在我的眼眶中轉了好幾圈🕟,忍住沒讓它流出來,說什麽呢🛀🏿? 朝夕相處的同學深情盡在你我心中。


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