國產航母甲板鋼的研發是基礎科學研究推動產業發展的典型案例_風聞
马氏体-9小时前
【本文來自《什麼是基礎研究?很簡單》評論區,標題為小編添加】
雖然從學科分類的角度看,材料學屬於工科,但它同樣有大量的基礎研究內容。對於有比較明確的應用背景的材料研究,大學、研究所搞的基礎研究與企業主導的產業技術開發仍然是有區別的。比方説鋰離子電池的研究,我的一個博士同學曾經關注的問題是電解質中每個鋰離子和陰離子要結合多少個溶劑分子,這是針對鋰離子遷移速率影響因素的基礎研究(偏向化學理論了),但企業在產品開發中只需要篩選出最佳的鋰鹽種類、溶劑種類和濃度。工程開發是“現在怎麼做”,科學研究是“為什麼要這樣做”以及“建議以後怎麼做更好”。基礎研究的成果可以為企業提供理論指導,讓企業的開發工作事半功倍,乃至為企業提供新原理、新思路而催生出新技術、新產品;企業的現實需求和遇到的技術問題,也可以反過來為實驗室的基礎研究提供選題,幫助相關科學認識的深化。基礎研究和產業發展應該是緊密結合、相輔相成的,所以在國家的科研項目分類裏,有“應用基礎研究”一説,希望架起基礎科學原理到產業應用之間的橋樑,而“唯論文”、產學研結合不緊密,批評的應該就是這方面我們做得還不好。目前我國在很多產業的規模達到世界第一(至少是前列),相當一部分技術水平也已達到世界先進,説明相關工作還是取得了很大的成效,但我們要從當下的趕超階段走向未來的引領階段,就更需要從基礎研究發展而來的原創先進技術。
舉一個基礎研究推動產業發展的典型案例吧。低合金高強鋼是一大類先進鋼鐵材料,研發難點在於在較低的合金元素含量下(為了保證鋼材的焊接性,避免焊接導致鋼材脆化、開裂),獲得高強度,這就離不開對鋼材強化機制的深刻理解。上世紀90年代,東北大學的王國棟院士在實驗室內實現了只靠調整軋製和冷卻工藝(控軋控冷技術),在不額外添加合金元素的情況下提升鋼材的強度。從基礎科研的角度,其中涉及鋼材的變形機制、冷卻時的相變過程、碳原子等合金原子在不同微觀組織間的分佈和遷移情況等材料科學基礎問題。只有把這些基本原理搞清楚(基礎研究),才能為實際的低合金高強鋼研製提供指導(應用研究),比如針對具體需求有的放矢地優化生產過程中的軋製和冷卻工藝參數以及鈮、釩、鈦、銅等微量合金元素的添加量(產品開發)。如今,控軋控冷已經從實驗室基礎研究成果發展為鋼鐵行業的共性關鍵技術,廣泛應用於船舶、橋樑等行業。尤其是用於國產航母的甲板鋼(對標美國航母用的HSLA系列鋼材),是由鞍鋼負責具體研製生產的。