坚持电子陶瓷基础研究20多年,5G爆发给他带来什么?( 二 )


坚持电子陶瓷基础研究20多年,5G爆发给他带来什么?文章插图
▲亚微米结构Ba(Zn1/3Ta2/3)O3微波陶瓷有序畴结构的高分辨电镜照片
刘绍军感叹道 , 国内材料大而不强 , 实则有待加强基础研究的“源头供给” 。
“紧盯可以落地的基础研究”
除了深刻剖析材料结构 , 刘绍军还认为 , 作为连接基础科学和应用科学的桥梁 , 材料科学与工程学科具有其鲜明的特色 , 也决定了材料科学基础研究成果应当具备很好的应用背景 。 刘绍军教授课题组也一直在开展有很强应用背景且能落地的新材料研究方向 。
2007年9月 , 在美国完成博士学位和博士后训练后 , 刘绍军回到国内 , 继续电子陶瓷的研究工作 。 在此期间 , 他主持完成了包括国家自然科学基金项目、粉末冶金国家重点实验室自主课题和开放课题、深圳市重点科技攻关计划项目和深圳市自然科学基金项目等在内的多个基金项目 , 展开对电子陶瓷的基础和应用基础研究 。 虽然与企业的合作不多 , 但刘绍军始终盯着有强大应用背景的材料基础研究 。
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他认为信息功能陶瓷是移动通信中的革命性材料 , 应用领域及其广泛 , 可以实现机械能和电能转化、光能和电能转化、热能和电能转化等 。 移动通讯需要微波传输和接收 , 微波通讯基站首当其冲 , 其核心就是微波电子陶瓷所制备的滤波器和天线 。
“可以说 , 电子陶瓷材料是信息时代的基石 。 ”刘绍军对《大国之材》说道 。 他带领的项目组针对功能电子陶瓷在移动通信中的应用展开了深入的材料基础研究 。
实际上 , 回到国内后 , 刘绍军意识到国内在电子陶瓷材料产业方面的发展仍比较滞后 , 他一直寻找机会想宣传和推广微波陶瓷材料在微波通信基站上的应用 , 然而国内整体市场还不够成熟 , 并没有人“搭理”他 。
不过 , 随着5G时代的来临 , 近两年刘绍军与企业打交道的次数渐渐多了起来 。 他发现一个现象 , 从基础研究角度看 , 在欧美日韩等微波陶瓷发达地区开展微波介质陶瓷基础研究的团队已经开始减少 。 “通常而言 , 假如一款材料的基础研究不热门了 , 只有两个原因 。 一是大家觉得这材料近期内没前途了 , 二是大家认为基础研究工作已经大体完成 , 相关研究成果开始转移到产业界去了 。 ”刘绍军说道 。
刘绍军感觉到 , 微波介质陶瓷已经进入到爆发的阶段 。 近些年的数据也佐证了他的预感 。 相关数据显示 , 2014年 , 中国微波介质陶瓷行业市场规模为18.9亿元 , 至2018年中国微波介质陶瓷市场规模达到41.8亿元 , 2014年至2018年 , 年复合增长率达到21.9% 。
因此 , 他也在抓紧与相关企业合作 , 将研究成果推向落地 。 事实上 , 在深圳市重点科技计划项目支持下 , 项目组合作开发的一款陶瓷滤波器产品已通过了华为公司的商业合格认证 , 正在批量生产 。
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▲项目组合作研发的已通过华为商业合格认证的应用于6-8G频段的陶瓷滤波器
除了电子陶瓷 , 刘绍军近两年关注的另一个重要方向是陶瓷增材制造技术 。 实际上 , 增材制造的概念在上世纪90年代已出现 , 从原材料区分来看 , 增材制造包括高分子增材制造、金属增材制造和陶瓷增材制造 。 陶瓷增材制造因陶瓷的难成型性 , 发展明显落后于前两者 。 但基于以前对注塑成型的研究经验和对电子陶瓷的了解 , 刘绍军还是在短时间内成功介入了陶瓷增材制造领域 。
在他看来 , 陶瓷增材制造相对于高分子和金属增材制造 , 品种更多 , 应用范围更广 。 除了可以打印结构陶瓷 , 在信息功能陶瓷和光子晶体制备等领域也拥有广阔的应用面 , 在医疗领域也有发挥的舞台 。
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▲利用项目组自主设计和制备的光固化增材制造机打印和烧结的致密氮化硅陶瓷
“只要解决了陶瓷增材制造的生产速度和成本问题 , 它就变为常规的材料制备技术 , 并演变成真正革命化的技术 。 ”刘绍军憧憬道 。
“做强材料需转变观念”
近两年 , 刘绍军在与企业合作时也遇到了不少“摩擦” 。
“刚开始的合作不是特别愉快 。 ”刘绍军有些感慨 。 他对《大国之材》表示 , 很多企业追求的是“短、平、快”的项目 。 比如一些做代工的企业 , 任务节点十分明确 。