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【“青科”骄子】刘来君:因爱守心征浩漫天途,以拙做砧铸科研利剑

GUT材料人 2024-05-05



保持热情,十年如一日研究电介质材料,这是他心之所向;


脚踏实地,严抓每一场实验每一个细节,践行“守拙”初心;


春风化雨,引导后辈对材料学产生兴趣,让学术的水滴汇聚成海。


刘来君,男,汉族,中共党员,材料学博士,现任有色金属及材料加工新技术教育部重点实验室桂林理工大学分室副主任、桂林理工大学教授,致力于铁电、压电氧化物结构与物理性能研究,聚焦于钙钛矿氧化物介电弛豫机制和载流子输运机制、介电和压电性能调控和微观机制,对高性能无铅压电陶瓷等相关产品进行优化。


刘来君


千姿百态的奇山,明洁如镜的漓江,以及藏身于其中奇洞怪石,共同构成了一幅名闻天下的桂林山水画。桂林真正是“人在画中游,处处皆胜景。”“智者乐水,仁者乐山”,笔者今天拜访的这位科研工作者,在电介质物理领域潜心钻研多年,他自远方而来,在桂林理工大学为他热爱的事业不断努力。


笔者在桂林理工大学屏风校区门口见到了刘来君,他脸上挂着微笑,让人感觉他很好相处。刘来君与笔者一同步行前往实验室所在的材料科学与工程学院,路上遇到的学生十分热情地和他问好,原来他也担任了学院的任课老师。既是热衷科研的学者,又是桃李满园的老师,刘来君是怎样兼顾好两份职责的呢?伴着响起的校园上课铃声,我们倾听刘来君多年深耕电介质物理的故事。


刘来君在实验室操作实验设备


真心实作,铭“守拙”于心


“‘守拙’,守是坚守的守,遵守的守,拙就是笨拙的拙。因为我们做材料的人一定要脚踏实地,老老实实地去把问题一个一个地解决。”刘来君向笔者分享了他的座右铭。做电介质材料研究不是一件一蹴而就的事情,“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行”,所有的材料发展都要靠长期积累,他做研究的风格也正是中国人从古至今踏实做事的风格。团队研究的介电材料必须符合产品生产应用的标准,哪怕有一丝不足都会被判定为不合格品,这要求刘来君和他的团队对材料参数进行多次调试测验,每项调整实验都需要全神贯注。普通人一直不断重复某件事往往会感觉十分枯燥,常常会产生放弃的念头,对刘来君而言做材料实验枯燥吗?事情本身是如此,但刘来君乐在其中,因为在他的心中有一团熊熊燃烧的火焰,他钟爱他研究的材料。


刘来君与电介质材料结缘,始于他就读河南科技大学材料与热处理专业时。他在做毕业设计时发现电子材料的研究十分有趣。随着研究的深入,刘来君认为电子材料行业前景广阔,可以作为自己的未来发展方向,于是读研究生的时候选择了西北工业大学材料学院的信息功能材料方向。博士毕业以后,慕名于美丽的桂林山水,以及桂林理工大学深厚的学术底蕴和拥有一个能充分展现的平台——有色金属及材料加工新技术教育部重点实验室,于是他来到了桂林,在这座画一样的城市中一干就是13年。


在团队与企业开展合作研究的过程中,刘来君渐渐感觉到电子材料目前在我国还是一个非常有潜力的领域,要在薄弱领域突破、赶超,需要长期的研究和积累,需要投入更多的时间和精力。除了教室,他待在实验室的时间最长,“我觉得做实验和备课就是平时最快乐的事,哪怕是周末也会来实验室走一走看一看,为学生们答疑解惑。我喜欢不断探索材料里面的这些未知问题,始终对新问题充满好奇心。”谈到日常爱好,刘来君有些不好意思,做科研、备课授课就是他平时最热爱的事。


刘来君在实验室维修实验设备


而今,刘来君还想让团队的研究做得更好,不仅要把学生培养好,而且要将研究工作做得尽善尽美。这是一个长时间的积累过程,好比每天滴一滴水进池子,从一件件小事做起,才能让研究的水滴汇聚成海。刘来君将“守拙”铭记于心,19年来,不断践行心中所念,打磨自己的“心剑”,将介电材料研究作为自己要去填满的那片“海”。


精益求精,登“心中有剑”之境


一种材料的突破,需要几代科研人的不懈努力。刘来君着手研究的碱金属铌钛酸盐材料,国内高校对于其宏观结构已有不少研究成果,站在前人打下的基础上,我们能够看到材料发展出现的新问题。但是这些新问题是基于原有的研究成果上提出的,刘来君的研究不能完全踏着这些高校的路子亦步亦趋,重复研究难有突破,于是他将目光投向更加微观的领域。


2004年刘来君攻读研究生学位时,已经着手研究无铅压电材料,直到2007年他的研究才有一点点真正的起色,但是铌酸钠钾-钛酸铋钠固溶体结构和物理性能之间的差异仍然难以解释清楚。独学而无友,则孤陋而寡闻。2013年和2014年他在德国访学,与同事进行深度学术交流,寻找了一种可以观察材料局域微观结构的方法。足够努力,好运也会随之而来,在这里刘来君接触到一种极合适研究材料结构的方法,可以用作进一步对材料结构进行洞察,一步步将材料的相图描绘出来。后来,刘来君将这种方法思路带到了桂林理工大学有色金属及材料加工新技术教育部重点实验室,2016~2017年与德古卡尔斯鲁理工学院合作,通过同步辐射、中子衍射、原位拉曼、选区电子衍射、介电性能等实验详细分析了碱金属铌钛酸盐的宏观/局部结构,给出了赝二元体系的清晰的精细的结构相图和物理性能相图,为高性能无铅压电陶瓷的设计提供了思路。并基于相结构的演化和相图,设计了钙钛矿铌钛酸盐固溶体,通过调控显微结构获得了优异的压电性能,通过调整组分和相转变温度,获得了介电温度稳定性良好的介质材料,为开发X8R陶瓷电容器提供了备选材料。


刘来君对行业的热爱鼓励着他不断地自我调整,自我修正,实现自我突破,“做研究是一件有价值有意义还充满激情的事情,我想达到一个‘手中无剑,心中有剑’的境界,好像武侠中的剑客一般,对我们研究的方方面面心中有谱。”他认为自己如今所学所知远远不够,心中的“剑”还没有练成。如今刘来君有了自己负责的团队,自己与团队成员在合作研究之间能形成优势互补,能更好地帮助自己修成“心剑”。


刘来君(中)带领学生一起做陶瓷载体


刘来君与团队成员还面向产业需求开发微波介质材料,微波陶瓷材料广泛应用于5G通讯、6G通讯,这些通讯设备中关键的天线或者滤波器、谐振器都是由陶瓷元件构成。研究小组从材料的配方、结构、工艺设计方面协同攻关,并对微波介电的响应机制进行了深入研究,将陶瓷材料从性能、工艺、成本、使用效能等方面进行提升,促进微波陶瓷材料产业的升级。


数十年的深度学习让刘来君做好了专业知识储备,多年的科研活动也让他积累了丰富的理论实践经验,每一次学术的进步,每一次实验的突破,都让这把剑磨得更加锋利。刘来君和团队的研究成果即将经过企业检验投向实际生产,而他站在教室的讲台上,将“心剑”传授给新一届学生。


诲人不倦,让材料领域灯火长明


除了科研工作者,刘来君还有另一个身份——桂林理工大学里受学生们喜爱的任课老师。他也同样热爱着教学授课工作,当初自己能与电介质物理结缘,正是因为当初这门课程成绩优秀,后来也在毕业设计中选择了这个领域。刘来君希望,自己能把对材料的热情传递到学生们心中,让他们也能热爱自己所学的领域。刘来君有自己独特的教学风格,他的心中自有一本书要教授给学生们,同时,他总会将学界公布的最新成果与同学们分享,将课程知识与实际案例相结合。上过刘来君课程的本科生和研究生对他的课堂氛围赞不绝口。笔者采访的一名研究生回忆道:“刘老师讲课像说故事和评书一般,把整个课程知识从宏观到微观讲得生动形象。”实验室里不少成员是刘来君的研究生,他们在刘来君的互动式课堂上感受到介电材料的魅力,接受并热爱上了这门课程,所以选择加入团队探索介电材料的魅力。


闲暇之余,刘来君就会为自己的《材料科学基础》课程备课。自己的教学风格得到了学生们的喜爱,教学质量得到了学生们的认可,他倍感欣慰。“备课是一件花多少时间都觉得不够的事情,因为身为老师,你要想这个内容怎么举例子,怎么去把这个概念的内涵与外沿讲透彻,要想清楚怎样让学生领会这些知识。”刚来桂林理工大学的时候,刘来君一学期要教授2~3门本科生课程,备课时间远远不够,这样仓促的备课,刘来君自己尚且不能完全把握教学内容,那这样的课堂教学又怎能引起学生的兴趣呢?所以,刘来君主动减少了任课科目,每学期仅教授1门课程,走精品化教学路线。他仿佛是武侠小说中的老师傅,将心中多年练成的绝世武功毫无保留地传授给自己的弟子,教学相长,立德树人。


刘来君在做陶瓷制品的检测


科研为重,学生为本,刘来君以课题研究为抓手,以学院资源为依托,深入开展专业研究,将材料领域的经典理论和最近成果展示给学生,加强课题的有效研究,提高学生兴趣,为有色金属及材料加工新技术教育部重点实验室注入新鲜血液,也让材料领域灯火长明。


生逢其时,责任在肩,新时代中国繁荣发展,中国青年科研人将拥有更好的发展环境、更广阔的成长空间。刘来君既是青年科研人的一员,也是召集更多有志青年投入介电材料科研事业的号召者。刘来君如武林侠客携着心中利剑,行所爱之事,不忘初心,方得始终,继续在介电材料领域开辟光辉未来。

材料科学与工程学院新媒体中心

转载自 | 广西科协

审核 | 尹贤彬





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