“中国稀土之父”徐光宪,助力我国稀土打破技术封锁,实现自主研发
稀土这种资源在如今我国的高铁、新能源甚至是航母事业上都发挥着重要作用,它有着“工业味精”的称号。因此稀土的提炼技术就显得极为关键,美国就凭借牢牢掌握的稀土冶炼提出技术和大量的稀土资源大力发展工业,最终在第二次世界大战后一跃成为世界头号强国。
虽然曾经的我国拥有着世界上最多的稀土矿产资源,但奈何一直无法掌握将这种资源冶炼提纯的技术。只能将这种稀有资源作为廉价的矿产原料出售,使我国白白流失了大量的经济资源。
然而一个人的出现改变了我国面临的尴尬局面,这个人就是有着“中国稀土之父”之称的徐光宪。他凭一己之力改变了世界的稀土格局,使我国实现了从稀土供应大国到高纯度稀土生产大国的转变。
他还曾年少留洋,获得硕士博士双学位,因其优秀的个人能力以及学术潜质被国外挽留,本有着锦绣前程的他却毅然返回为祖国的建设事业添砖加瓦。除了在稀土领域取得的重大成就外,他还是我国优秀的物理学家和教育家,中国科学院院士,曾获“国家最高科学技术奖”。
丰富多彩的求学路
1920年11月7日,徐光宪出生于浙江省上虞县(今绍兴市上虞区),家里兄妹一共7人,徐光宪排行最小,父亲徐宜况毕业于政法大学,在当地的一所律师楼任职。
父亲徐宜况精通《九章算术》,同时对围棋也颇有研究,在他还未上学时,常常用九章算术和围棋方面的知识来启发他。
母亲徐陈氏也是出身书香门第,在教育方面对他很是上心,让他从小就对数学产生兴趣,逻辑思维也得到了很好地培养。
1936年9月,因家中突遭变故,仅上了一年高中的徐光宪不得不转入浙江大学附属杭州高级职业学校土木科就读。 正是如此,徐光宪从此便与化学结下了不解之缘。
徐光宪经过几番奔波,终于在1939年顺利毕业。但是命运对他又开了个玩笑,本来被“叙昆铁路”录取当练习工程员的他,因当时的领队中途携大家的差旅费潜逃,被逼无奈地去投靠在上海做中学教员的大哥徐光宇
在大哥的帮助和他不断地努力下,同年便考入大同大学化学系就读。半年后又考入国立交通大学。因为当时的社会环境,“科技救国”的理想深深地扎根在他心中。所以徐光宪在大学校园里,丝毫没浪费时间去做其他事,不断汲取知识充实自己。
毕业后,徐光宪几经辗转又回到交通大学,做了当时化学系顾翼东教授的助教。
1946年4月18日,徐光宪与相爱了6年的交大同班同学高小霞,在上海国际饭店走进了婚姻的殿堂,将余生郑重地许诺给彼此和国家。当时谁也不敢相信,这对年轻的神仙眷侣会是今后我国对付美帝的“王炸”。
打破技术封锁,实现自主研发
随着时代的发展,世界的变革,各国军工业、大型工业的发展中,一种名为“稀土”的物质出现在了大众的视野中。这种物质在各个高精尖领域内有着重要作用,他还被用在大型器械、武器的制造上。
因此这种资源的矿产量是否丰富就成为每个国家在未来世界发展中能否处于领先地位的关键之在。每个国家纷纷派出考察队伍对自己国家这种资源的多少进行勘探与发掘。不过可惜的是稀土这种资源在全球的储量非常少,因此很多国家只能依赖进口。
美国自上世纪五十年代,在芒廷帕斯地区发现一处巨大的稀土矿以来,就成为了全球最大的稀土供应国以及高纯稀土生产国,牢牢地把握着这种稀有资源的命脉。很多国家都受制于他,而真正的原因是美方掌握了萃取高纯度稀土的技术。
稀土作为稀有资源,在很多高科技领域应用广泛。但是这种资源不能直接使用,它需要将其萃取提纯后才能进行使用。因而很多国家虽然有这些稀有资源,也只能望洋兴叹,只能以低价将原材料出售给美国,再用高价从美国购回高纯度稀土。
而彼时的我国也深受这一局面的困扰。后来经过长时间的勘探,发现我国才是世界上稀土资源最丰富的国家,竟然占比超过世界总和的90%。这让美方眼红的同时,更加加大了对我国的技术封锁。
历史的重任落在了徐光宪的肩上。
时年52岁的徐光宪,自20年前借由归国探母的名义回国后,第三次调整自己的研究方向。此前,他已经以北大教授的身份,在物质结构、核物理化学等领域取得了突出的成就。
对镨和钕两种元素的分离是徐博士需要攻克的难题。
镨可制作护目镜,且是制造飞机引擎合金的重要元素,而制导导弹的必备组建,固体激光器则需要单一稀土元素钕。镨和钕性能卓越,但也是众多元素中最难分离的一对,难到科学家在用希腊词创建“镨钕”这个词时,其内在含义就是“双生子”。
即便强如业界标杆罗地亚厂,对此只能进行离子分离,产出量小,成本高。而徐博士则选择萃取法,完成分离和提纯。
徐博士说,萃取类似泡药酒,把药材中的相关物质转移到酒里面。而两种元素的分离需要放在两种互不相容的溶剂中,后者可以理解为油和水,混合物中的两种物质,一种喜欢往水里跑,另一种喜欢往油里跑,油和水是容易分开的,再把两种物质分别从水和油中提取。
思路确定之后,经过两年的艰苦攻关,最终团队在实验室成功实现了镨和钕分离。从量化指标来看,当时业界基准的分离系数是1.4,徐博士达到了4,同时在纯度上达到了创世界纪录的99.99%。
无法进行产业化落地的研究成果都是耍流氓,研究成果刚刚诞生,徐博士就利用该方法,对国内积压的几乎被视作废料的镨钕富集物进行了处理,成功实现了“变废为宝”,成为产学研结合的典范。
不过,打通产业闭环的掣肘依然存在。
因为国内原料产地过于分散,同类精矿的成分构成及其比例千差万别,这使得分离过程中的很多关键参数无法通过理论获得,只能通过俗称“摇漏斗”的原始人工模式操作,耗费人力的同时,难以实现计算机模拟,更无谈起后续的自动化生产。
经过几年的潜心研究,徐博士带领团队,开创了“一步放大技术”(即“串级萃取理论”),颠覆了传统分离操作中,繁复的逐级放大试验到工业化应用的流程,而直接从计算机模拟到工厂生产,保证一次试车成功。这一成果将原本至少1年多的过程缩短到了几个星期,同时实现了生产的全自动化。更重要的是,此方法适用于所有元素。
从对行业的贡献来说,这两项成果相当于调教了中国的稀土研究领域的底层代码,并一举将中国稀土研究推上了顶级玩家的牌桌。
从此,我国打破老美的技术封锁,使我国不再依赖于稀土深加工产品的进口。后来随着技术的越发成熟,我们的稀土加工产品开始走向世界。我国不仅成为了世界最大稀土供应国,还是世界上的高纯稀土生产大国。
徐光宪除了大力为我国的科研事业做贡献外,还非常重视对祖国人才的培养。多年来,他为国家带出了大批优秀的硕士生、博士生,他的学生们也在国家各个领域的建设发展中起着重要作用。
徐光宪不仅是一位优秀的科研工作者、教育家,还是一位环境爱好者。他呼吁要合理利用自然资源,避免过度开采,这样国家才能有长足的发展。徐光宪科学家是我们当代青年的榜样,他的这种精神也值得当代青年好好学习。
同类文章排行
- 5SHX1960L0006 3BHB016120R0002
- 怎么联系业务?
- ABB厦门工业中心“碳中和”园区示范基地落成
- 3500/22M 288055-01 表面检测系统分类性能的
- 3500/33-01-00 全集成线扫描接触式图像传感器
- 协作机器人市场能否在后疫情时代迎来二次增长?
- 5SHX1960L0006 3BHB016120R0002
- 辉瑞6年的工业数字化转型历程与成果
- 3500/34 125696-01 相机用于开发眼睛研究的瞳
- 5SHY4045L0003 3BHB021400 克服制造
最新资讯文章
- CI535V26 3BSE022161R1 凯本隆SC30双
- SB510 3BSE000861R1 智能驾驶领域再迎新动作
- RB520 3BSE003528R1 CMA三十而立:埃夫特
- SC520 3BSE003816R1 皮尔磁即将亮相汉诺威工
- SC520M 3BSE016237R1 智辟新天地!ABB机
- CS513 3BSE000435R1 ABB赋能广东阳江能源
- MB510 3BSE002540R1 ABB推出水和废水能源
- SC510 3BSE003832R1 将人工智能嵌入全线业务
- SR511 3BSE000863R1强生公司将以7亿美元出售
- RF533 3BSE014227R1 龙沙从罗氏收购加州生物