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加快提升固体缺陷的理论和实际应用水平

时间:2019-11-12 14:59:25       来源:科技日报

现实生活中人们都追求完美,极力地想避免缺陷,但在科学上有些缺陷却无法避免。“实际晶体与理想晶体相比有一定程度的偏离或不完美性,这种结构发生偏离的区域叫缺陷。”苏州科技大学化学生物与材料工程学院教授刘波说,事实上,无论是天然的或人工合成的实际晶体都不是理想的完整晶体,它们都存在着对理想空间点阵的偏离。

在专家看来,固体缺陷是一个前沿基础研究,其发展水平的高低,是未来一个国家综合实力的重要体现。尤其近年来,通过调控缺陷生成、缺陷结构及其运动规律,来优化材料及器件性能,也已成为国内外研究的一个热点。近日,“第十四届全国固体缺陷学术研讨会”在苏州举行,参会代表围绕缺陷研究开展了热烈的学术交流。

专家认为,缺陷对于材料来讲,可谓是把双刃剑,一方面缺陷可直接影响到材料的物理性质。许多晶体内部都有大量位错、小角度晶粒间界、第二相杂质颗粒等微观或亚微观缺陷。这些缺陷对晶体的强度性质有很大影响,在压力或拉力下,会在一个弱点处形成裂纹,然后遍及整个晶体。然而,如果在材料中引入预想的缺陷,并加以有效控制,就能调控材料物性,获得意想不到的优异性能。目前,这方面的研究已成为缺陷研究的热点和重点。

“加快提升固体缺陷的理论和实际应用水平,对推动我国材料科学与新一代信息技术、新能源、节能环保、生物技术和新医药、高端装备制造等战略性新兴产业的发展,有着举足轻重的作用。”中国科学院院士、中国物理学会固体缺陷专业委员会主任祝世宁教授说。

记者了解到,30多年来,我国高校和科研院所始终以国家重大需求为牵引,集中组织科研力量,积极开展材料缺陷生成、运动规律、缺陷控制及缺陷对物性影响等方面的关键基础理论与应用研究。

目前,在离子晶体、铁电晶体、准晶体、共价晶体、硅单晶体、金属、合金、非晶合金、半导体、有机晶体、高温超导体、核聚变能量等方面,无论是在基础理论研究,还是在应用上都取得了一批重要的标志性成果。其中,中国科学院固体物理研究所成功研制出特种高效吸能材料,已在多个重要领域得到应用。

“目前,尽管我国基础理论和应用上取得了多方面突破,但必须清晰地看到,与发达国家相比,我们在一些重点研究领域与应用上仍有差距。”刘波说。

该如何进一步提升我国固体缺陷领域研究水平?会上,专家们建议,固体缺陷研究是一个大交叉学科,要打破各自为政的科研体制,建立不同学科协同创新的机制,国家要重视基础原始创新研究,高校要重视专业人才的培养,地方政府部门要引导加强产、学、研、用交流合作,要为该领域科研和产业工作者搭建紧密的交流合作平台,推动我国材料科学与新材料产业的快速发展。