施剑林给我的第一印象是他很高,不但人长得高,学向也很高。他是中国最出色的搞先进陶瓷的研究所——中科院上海硅酸盐所的国家重点实验室副主任、博士生导师。本月中旬的一天,我到小施的实验室里访问这位上海优秀科技启明星。我们间的交谈虽只有一个多小时,但我的一个强烈感觉是中国的陶瓷研究后继有人。
从1986年攻读博士学位起,小施在结构陶瓷领域已磨炼了10年。这10年里,他从一个博士生到成为培养博士的导师,并成为国内陶瓷界瞩目的一颗新星。
说起陶器,国人会感受到一种亲切感,中国的出土文物中陶器和瓷器是最多的。陶瓷是人们居家生活的必需品,但施剑林他们搞的陶瓷却与我们日常生活中的瓷器有天壤之别。这种区别首先表现在原料上,由传统陶瓷的天然矿物原料为主体发展到先进陶瓷以高纯的化合物为原料;其次是工艺上,在原先经验为主的烧结工艺基础上发展了一系列全新的工艺,如成型上有等静压成型、注射成型等;在烧成上有热压烧结、微波烧结、激光烧结等等。
小施告诉我,先进陶瓷可分为结构陶瓷和功能陶瓷两大类结构陶瓷以机械性能为主,特别适用于高温状态下应用的则称之为高温结构陶瓷,如在发动机中应用等。其他在机械工业、化学工业、电子工业、军工方面,利用它的高硬度、耐磨损、耐腐蚀等均有较广泛的应用。
小施本人侧重于结构陶瓷的制备机理研究。即研究在制备过程中哪些因素在何种情况下会影响结构陶瓷的使用功能,这是这一领域最基本也是最重要的工作。硅酸盐所的前任所长,该领域的首席科学家郭景坤院士这样评价这位年轻人 :施剑林在材料的制备科学方面,包括从纳米粉体的制备到陶瓷的固相烧结理论,均有创造性的工作,有些方面已达到国际一流水平。
这段评语是对小施10年刻苦工作成绩的恰当评价。他能取得这样的进步是与他对这份工作的专注、执着努力分不开的,早在南京化工学院读大学期间,他就立志日后要到国内最好的材料研究所深造。大学毕业后,他优异的学习成绩吸引了北京的好几家部级单位,纷纷邀他前去工作。但他主意已定,非硅所不去。当年(83年)硅所小施报考的研究方向只招一名硕士研究生,他如愿以偿考入硅所。3年后又在该所攻读博士学位。当时正是全国(也是国际上)陶瓷热很甚的时候。不少研究单位、科研人员转向陶瓷领域,这在很大程度上是人们被先进陶瓷的特殊性能及可能的应用前景所吸引,希望能早日在若干产品应用方面有所突破。这种热情无疑也感染、振奋过小施。但他在冷静思索后,确定自己的方向依然是高温结构陶瓷的制备机理及工艺过程研究。施剑林把自己关在实验室里,潜心于理论计算,对实验数据的多角度验证,精心控制实验过程中的各项参数。这样过去了几年后,他终于能提出具有独立见解的新的固相烧结模型和新的固相烧结理论,并更正了国际上某个权威的某一定论。
谈到国际上陶瓷研究的现状,小施介绍说,目前美、日、德等国在世界上处于前列,美国在基础研究方面有优势,日本人则在陶瓷材料开发应用方面一路领先。中国的总体水平与世界先进水平相比有相当大的距离。这些年来,我们与国际水平在基础研究方面的距离在缩短,但在开发应用方面的距离在拉大。施剑林这番话,冷静中不失激情,耐人品味。
这几年由于冷战结束等原因,国际上陶瓷热也在降温中。从国内的情况看,全国现有从事结构陶瓷研究开发的约有400人,与鼎盛时期相比,少了许多人,这也部分反映了陶瓷材料要真正能广泛应用还必须解决易脆性、价格太高等致命缺陷。要突破这些问题意味着必须要有巨额投入,这对目前的中国是难以做到的。施剑林和他的同行们很清楚自己国家的家底,更知道自己身负的使命。陶瓷曾给中国的文明史添写过辉煌的一章,当今的中国在阔步迈向21世纪的时候,先进制造技术和先进材料是必不可少的助推器,而在材料大家族中,先进陶瓷的地位将日渐重要。
一份关于结构陶瓷产品开发的国内需求报告这样称,在石油工业中,仅钻井机泥浆泵用结构陶瓷部件一项年产值就近2亿元,购置费比金属件节约5000万元/年,每年1500台钻机可节约更换金属件约2万个工作曰,节约维修费2000万元。
再如机械制造行业需要大量切削效率高、使用寿命长的陶瓷刀具,数量近百万片,其推广应用将大大提高机械加工质量,节约能源,提高工次。据1994年使用统计,花20~30万元购买1万片陶瓷刀片。可在生产中增创效益1000万元以上,如能在“九五”期间推广应用各种陶瓷刀具,将为机械制造行业节约10亿元左右。
我问小施,面对这样一种广阔的市场需求。是否有过日后下海主攻陶瓷产品开发的想法。小施想了一下,很认真地对我说,他觉得自己还是做课题,做应用基础研究更合适,况且目前手边还有好几项大项目正在做,如国家攀登计划、上海科技启明星计划、中科院的百人计划等等,事实上这些项目中也有产品开发的内容。
施博士对自己的定位今人信服而钦佩。诚然,我国目前科技的主战场在经济领域,我们需要一大批科技专家投身于经济主战场,这一决策对当今的中国是英明的。然而与此同时,我们仍必须要有一支精干、一流的科学家队伍在基础研究、应用研究方面作艰辛的探索,厚积薄发乃致胜之道,而厚积者往往需要耐得住寂寞,守得住清淡。一位年仅34岁的陶瓷材料学家能清醒地为自己定位,在10年的磨剑生涯后,还将再10年、20年的干下去,我们能不对这样的年轻人表示由衷的敬意吗?
(江世亮采写于96. 8. 30)