科学网—最不需要动脑的科研：变成分和变工艺
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2026-10-1 10:33
| 个人分类: 教学科研相通 | 系统分类: 科研笔记
最不需要动脑的科研：变成分和变工艺
冯培忠 中国矿业大学材料与物理学院
身边有好多同学，非常勤奋，一天不干活感觉日子好像白过了， 干的精神值得鼓励，然而勤奋的着力点却始终停留在干字上，很难看到想的角色 。老师告诉一个课题，看了两篇文献就开始干，例如 SiC 颗粒增强 Al 基复合材料，改变 SiC 的含量从 5 、 10 、 15 、 20% ，看 XRD 、 SEM 有何 变化，测硬度、强度、韧性；接着改变烧结温度从 500 、 540 、 580 、 620 ℃ ，继续看物相观组织测性能，展示的成分工艺有变化、图片挺丰富、数据有规律、曲线挺妖娆，看着不错，写个实验报告，从高向低，总能找到期刊发表，堪称完美！接着复制，二次方、三次方成长！！
这些工作有意义么，肯定有，研究不同条件的变化，筛选数据，找到优的开始培育，一个成长的过程，一个成熟的技术员就可以干，甚至一个勤奋的农民工培训一周后就可以干， 在 AI 时代一个机器人干这些事不发脾气、效率更高、精度更高、干的更好， 今天机器人已经替代了多少工种？快递车、酒店送餐车、做咖啡、做面条、黑灯工厂，不胜枚举。但是从研究的层面是否有意义？值得商榷，因为从 变成分和变工艺 的 角度，几乎看不到任何创新的思想，所谓的 “ SiC 增强 Al ”可能是导师给的，不是学生想的，有了课题学生就不假思索地开始干，对于新手，确实没干过，如同新生儿学习 1+1 一样，也需要学习很多、失败很多，一个人学习、成长的过程，是为了后续更好的创新做铺垫，但是站在历史的长河来说，这些并没有多大贡献，仅仅是亲自重复了一次实验，重复了自己没干过的一件事， 如同今天学会做馒头了，对于个人成长来说有点意思，但是对于社会、科技并没有多大贡献。
可否超越简单的 变成分和变工艺 ， 把更深层次的一般规律搞清楚，怎么能搞清楚一般的规律，首先，性能为王，不管怎么样，必须做出一个好性能，不是自己和自己比！如果和自己的昨天比，今天还长了一天、和去年比长了一岁，毋庸置疑，这样容易井底之蛙，所以 要和别人比，不是攀比，而是比着进步 ，和文献报道的性能比，我做的性能怎么样，如果比大多数文献的性能都低，比工业产品的性能都低，那就说明是在试错性学习，不是研究，是学习，是成长，是模仿，没啥创新。所以做出一个性能相对不错的物质很重要，这样需要持续的摸索，把工艺摸透了，把成分摸准了，把原料摸清了、把环境摸准了。
怎么深，就是看得细，很多美女帅哥，远看大帅大美，近看满脸皱纹、老年斑等，遇到一个既可远看又可近看的大帅大美实属难得，就算这样，今天的医美还是带来了可能，也就是说人工可以带来美，对于材料也是一样，人工也可以带来美，通过不断的人工复制、探索，研究出美的材料。美的材料一定是看着好看，用着耐用。怎么深，把物相搞清楚，目前物相对于微量区分的并不是十分准确，千里之堤毁于蚁穴，细节决定成败，要想办法把微量物相搞清楚，也许就是这些微量物相决定了关键的性能；不光要鉴别出来微量物相的存在，更进一步，确定含量，比例很重要，量变引起质变，按照混合法则含量直接影响性能的变化；有物相了，但是怎么分布？成分是什么，单一的物相，还是固溶了其他元素，形成畸变，产生畸变能，这些都需要继续分析和研究，这里难的是一些起关键作用的 少量物相，能否鉴别到，能否认识到其关键的作用，否则可能工具太粗了，没观察到，或者观察到了没意识到，或者意识到了不会分析 ，这些都会导致效果一般。
先敬罗衣后敬人，面子的事情很重要 ，出门总得洗把脸，所以表面和界面同样是材料关注的重点。通常界面都会产生偏析，谁来偏析，偏析的动力？偏析之后必然导致成分不平衡，哪些不平衡，不平衡有哪些结果，而表面既是物质和外界的界面，也是物质本质的表面，表面的状态如何？可受外界影响，外界如何作用，作用的热力学和动力学是什么？从原子层面如何解析，都需要研究。
通过变成分变工艺试错式的寻求高性能完全有理，这个世界上还有很多伟大的发明是无意中的意外收获，甚至是失误导致的意外收获，但是意外收获也是前期计划的意外，而不是完全的意外，所以要破除简单的变成分变工艺的实验模式， 从更细观、更微观的层面把宏观和微观统一起来，解释清楚，这样就可以达到精准而全面的认识。
图1 云南陆军讲武堂历史博物馆；图2 中国矿业大学南湖校区1818餐厅美食，感觉比许多网红美食美味。
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