文档介绍：卢磊构筑属于未来的新材料
卢磊,1970年生,中国科学院金属研究所研究员。2003年11月-2004年9月,2008年5月-2008年10月,两次赴美国麻省理工学院做高级访问学者。
第九届中国青年女科学家奖评审会评语:
卢磊针对金属材料高强度和高导电性相互矛盾这一难题,巧妙利用纳米孪晶强化机制,成功实现了铜的超高强度和高导电性,有可能为高强高导电材料的开发提供一个新途径。
卢磊寄语青年人:
科研需要有一定的天赋,但更需要执著。科研是一个漫长的过程,一次次失败,摸爬滚打,对各个方面的能力都是很大的挑战。但如果在经历了无数次失败以后,你依然能够坚持下来,回头看看整个过程,你会发现你的个人能力得到了升华。
“鱼与熊掌不可兼得”,这是我们在日常生活中时常面临的困境,因此在很多时候,我们不得不做选择题。而有时,这种难题也会出现在科学研究中,但科学家却没有选择,因为现实情况要求他们“鱼”与
“熊掌”必须兼得。
强度和导电性,是导体材料的2个至关重要的性能,因此在工业应用中,往往需要导体材料同时具有高强度和高导电性。例如,导电磁铁线圈中的导线既要承受巨大的电磁作用力,又要保持较低电阻,以降低电流导致的温度升高。故而,高强度和高导电性是超导磁铁中导线必不可少的重要性能。
然而,“鱼与熊掌不可兼得”的难题,恰好就出现在这里。因为在常规金属材料中,这2种性能往往相互抵触,不可兼得。通常,纯金属(如银、铜等)都具有很高的电导率,但它们的强度却很低。通过一些强化手段,我们可以提高金属的强度,如合金化(添加合金元素)、晶粒细化或加工强化,但问题在于,通过这些技术手段进行强化后,金属材料的强度会有所提高,但电导率却会大幅度降低。其原因在于,这些强化技术会在金属材料中引入各种缺陷,这些缺陷会显著增加材料对电子的散射,从而降低导电性能,使电阻增大。还有一些方法,比如复合材料法,虽然可以把材料的强度增强很多,导电性也有一定的提高,但这种方法的工艺非常复杂,得到的产品在性能上也不稳定,最关键的是成本非常高。因此,如何同时实现金属材料的高强度和高导电性,一直是一个悬而未决的科学难题。
2000年,这个难题也摆在了卢磊面前。经过一段时间的摸索,她决定跳出既有方法的限制,在以前研究纳米晶体金属的基础上,她和同事决定尝试一种特殊的低能共格结构:纳米孪晶(如果2个晶体沿1个公共晶面构成镜面对称