2024年全国电子显微学学术年会材料科学主题分会场集锦（上）

中国电子显微镜学会、仪器信息网联合报道 2024年10月18日，2024年全国电子显微学学术年会在东莞市会展国际大酒店龙泉厅盛大开幕。大会由电镜学会电子显微学报编辑部主办，南方科技大学、松山湖材料实验室、大湾区显微科学与技术研究中心共同承办，仪器信息网作为独家合作媒体参会报道。

大会现场

除了大会报告，本届年会按材料科学与生命科学拟设立十五个专题分会场，包含：01）显微学理论、仪器方法与技术；02）原位电子显微学表征；03）功能材料的微结构表征；04）结构材料及缺陷、界面、表面，相变与扩散；05）先进显微分析技术在工业材料中的应用；06）扫描探针显微学表征；07）电子衍射及电子显微全息（含SEM、EBSD和TEM）材料微结构表征；08）聚焦离⼦束（FIB）在材料科学中的应用；09）低温电子显微学表征；10）生物医学电镜技术发展与应用；11）显微学在农林及生物科学领域中的应用（超分辨显微镜，激光共聚焦显微镜等）；12）农林电子显微学研究与应用； 13）先进材料；14）显微科学仪器与先进材料组织结构表征；15）大型科研仪器平台建设发展与开放共享。

18日和19日下午、20日全天，材料科学主题的03）功能材料的微结构表征；04）结构材料及缺陷、界面、表面，相变与扩散；05）先进显微分析技术在工业材料中的应用；13）先进材料；14）显微科学仪器与先进材料组织结构表征等五个专场悉数上演精彩报告。

以下是材料主题分会场部分专家的精彩报告内容（上），以飨读者：

报告人：天津大学 何春年 教授

报告题目: 纳米氧化物弥散强化铝合金的设计与耐热机制

随着空天领域对提速和减重的需求增加，对耐热铝材的要求也越来越高。何春年团队通过界面置换策略，实现了纳米氧化物在铝合金中的均匀分散，并利用这些氧化物稳定合金元素，从而大幅提升了材料的高温性能。这种材料在300摄氏度、400摄氏度、500摄氏度的温度下都展现出了优异的强度和耐热性，远超过现有铝合金的水平。此外，何老师还提到了这种材料在成本效益方面的优势，因为它通过添加少量的合金元素和大量的氧化物来提升性能。目前，这种材料已经引起了航天航空部门和企业的广泛关注，并正在进行工程应用和产品开发。

报告人：厦门大学 魏现奎 教授

报告题目：铁电与功能材料中的新极性现象

报告详细介绍了铁电材料的基本结构和性能。研究发现，通过引入缺陷和二维材料叠层，可以调控材料的性能。在PBT体系中，发现了一级相变和二级相变相交区域的配偶现象，这对于材料科学具有重要意义。应用方面，通过调控极化翻转和形态变化，实现了功能和性能的变革。报告还讨论了铁电材料中多重相互作用和关联，强调了深入理解这些现象对于材料功能认知的重要性。

报告人：清华大学 于荣 教授

报告题目：扭转钛酸锶中隐藏的极化涡旋

于荣团队意外发现了扭转钛酸锶薄膜中隐藏的极化涡旋现象。通过使用新型积分型探测器，团队能够记录完整的二维颜色信息，显著提高空间分辨率。研究发现，钛酸锶薄膜在室温下表现为铁电体，在低温下则呈现铁弹体特性。利用局域轨道叠层技术，团队揭示了极化涡旋的存在，这些涡旋在薄膜的上层和下层表现出差异，并且随深度变化。对比实验和模拟验证确保了这些极化涡旋非实验误差所致，而是由阴阳离子相对位移引起。这一发现对理解钛酸锶薄膜的铁电性质具有重要意义，可能对铁电材料研究提供新视角。

报告人：西南交通大学 罗胜年 教授

报告题目：教授超快X射线和电子衍射——方法与应用

报告介绍了超快X线电子衍射技术及其在材料动态行为研究中的应用，特别是在极端条件下材料的变形、损伤和裂纹尖端行为。罗教授团队首次观察到宏观孪生现象，为理解材料在高压下的相变和力学性能提供了新视角。展示了高时空分辨率和强穿透性的诊断技术，如同步辐射光源和激光等离子体光源，这些技术对于捕捉材料在高速加载下的瞬态行为至关重要。最后，罗教授分享了其研究成果在工程和科学应用中的潜力，如镁合金的动态压缩行为和3D打印材料的微观结构分析，展示了超快电子衍射技术在材料科学中的广泛应用前景。

报告人：河北工业大学 郑士建 教授

报告题目：教授超快X射线和电子衍射——方法与应用

报告探讨了位错在界面滑移行为及其对材料变形的影响。研究发现屈服强度与界面取向差有关，而加工硬化能力则与位错反应产生的剩余位移矢量相关。位错在界面上的交互作用可能导致应力集中和孪生，进而影响材料的强塑性平衡。报告还讨论了层状材料的制备和性能，指出通过控制界面特征可以显著提高材料的损伤容限和应变协调能力。未来工作将聚焦于通过合理选择金属元素来优化强塑性匹配，以及设计三维网状界面以进一步提升材料性能。这些发现为材料科学领域提供了新的研究方向和应用前景。

报告人：中国科学院合肥物质科学研究院 吴学邦 研究员

报告题目：聚变堆钨材料的界面调控与性能优化

报告探讨了聚变堆对金属结构材料的影响，特别是在高温、高辐照等苛刻环境下材料的性能问题。聚变能作为一种清洁能源，其开发是国家能源战略的一部分。报告指出，聚变堆中材料需要承受高温等离子体的长时间约束，这对材料的强度、热导率、稳定性和抗辐照性能提出了极高要求。研究团队通过添加纳米碳化锆来强化钨合金，提高了材料的热稳定性和抗辐照性能。同时，通过液相合成法制备了含有纳米钨颗粒的铜合金，显著提高了其强度和热导率。这些材料在聚变堆的传感模块和平板模块中表现出色，满足了聚变堆的苛刻要求，并被选为欧洲聚变示范反应堆的材料。

报告人：中国科学院上海硅酸盐研究所 许钫钫 研究员

报告题目：功能陶瓷跨尺度微结构于构效关系

专家在报告中探讨了引入同位素后对材料吸收临界电压的影响及其微观机制。研究发现，同位素的引入可以提升材料的稳定性，尤其是在含有稀土元素的铜材料中。通过理论计算和实验观察，揭示了材料中存在的结构现象，包括原子态的缺陷和化学价态的变化。利用电场诱导的方法，观察到了铜流失后留下的结构，这一发现有助于理解材料在电场作用下的微观进程。最后，报告提出了材料设计中初始调制周期对性能的影响，为未来的材料设计提供了重要指导。

报告人：南开大学 章炜 教授

报告题目：电化学原位电镜新型储能电极材料

报告介绍了一种新型原位电池测试技术，用于深入研究电池材料的微观机理。该技术能够在实际电池工作条件下动态观察材料的离子输运和结构变化，从而揭示电化学反应过程。通过这项技术，发现了锂离子电池正极材料在高电压下表面不可逆相变和氧气释放的问题，并提出了微处理策略，有效提高了材料的循环稳定性和安全性。此外，报告还提出了一种仿生策略，通过消除固液界面输运过程，显著提升电池的快充和低温性能。这种策略模拟生物体系中的离子输运方式，实现离子从正极直接快速输运到负极，规避了传统电池中固液界面的瓶颈。