马氏体

近日，湖南大学机械与运载工程学院姜潮教授团队与德国马普所Dierk Raabe院士团队合作提出相变介导疲劳的全新科学概念与物理机制,该研究成果以“The dual role of martensitic transformation in fatigue crack growth”为题在线发表在《美国国家科学院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America，通常简称为PNAS）。论文第一作者为湖南大学王晓钢教授，（从事机械结构强度学研究，2014年毕业于法国里尔一大，毕业后入职湖南大学机械与运载工程学院，2021年获国家自然科学基金优秀青年项目资助），论文共同通讯作者为湖南大学姜潮教授和德国马普所孙彬涵博士。该研究提出相变介导（Transformation-mediated）疲劳的全新科学概念与物理机制，深入揭示了马氏体相变对疲劳裂纹扩展影响的两面性，澄清了相变疲劳的多尺度效应。这一机理性突破为新一代抗疲劳材料的设计提供了全新理念与技术路径，并有望用于构建基于材料失效物理的多尺度寿命模型，应用于航空、航天、核电、高铁等重要工业领域。疲劳失效是机械装备结构失效的首要原因，约占全部机械失效事件的90%，由此带来了巨大的经济损失和安全隐患。为避免疲劳失效的发生，就需要深入理解控制疲劳损伤的微观物理机制，这些机制可能显著区别于材料在静载荷下的力学行为。一个典型例子就是形变诱导马氏体相变（Deformation-induced martensitic transformation），尽管这一机制早已被公认为合金材料最有效的强化机制之一，但其对材料疲劳性能的影响目前仍不明确，并长期存在着多种相互矛盾的机理解释。马氏体相变对材料疲劳裂纹扩展速率的影响该工作采用一种新兴的中锰TRIP钢作为研究材料，该材料可实现对奥氏体含量和机械稳定性的大范围调节，从而有效控制材料发生马氏体相变的倾向性，这为通过直接对比两种在相变倾向性上具有显著差异的材料力学行为，从而探明相变疲劳效应提供了理想条件。此外，该工作还采用了先进的原位SEM疲劳实验技术，可对疲劳裂纹扩展及其周边微观组织演化进行实时观察，从而实现疲劳过程细节信息的完整获取。得益于新材料和新技术手段的采用，研究发现了一些关于马氏体相变效应的有趣现象和结果。研究表明，马氏体相变对疲劳裂纹扩展的影响存在着两面性。在短裂纹阶段，马氏体相变可起到抑制疲劳裂纹扩展的有益作用，可使疲劳裂纹扩展速率降低高达2个数量级；而在长裂纹阶段，马氏体相变却起到加速疲劳裂纹扩展的相反作用。进一步的机理研究揭示，马氏体相变可诱发两种具有对抗性的疲劳机制，即起抑制裂纹扩展作用的相变介导裂纹滞止（Transformation-mediated crack arresting）和起促进裂纹扩展作用的相变介导裂纹合并（Transformation-mediated crack coalescence），其分别在短裂纹阶段和长裂纹阶段起主导作用。研究深入分析了这两种疲劳机制的成因，证明其来源于相变产物马氏体自身所具有的“硬而脆”的内禀特性，而并非来源于相变过程本身（如裂纹闭合效应）。相变介导裂纹滞止效应关于相变疲劳效应两面性的揭示，可用于合理解释和调和一些看似矛盾的疲劳现象报道，并有望用于一种全新亚稳微观组织梯度材料的设计，以提升材料的抗疲劳性能。研究提出的相变介导概念是对传统相变疲劳理论的一个重要补充，有助于深入理解亚稳合金材料疲劳损伤的微观物理机理。研究得到了国家自然科学基金委杰出青年科学基金项目（51725502）、面上项目（51975195）以及德国洪堡基金的支持。

百若仪器，不断创新，正在引领着中国应力腐蚀试验（SCC）新的高度，为中国材料应力腐蚀敏感特性研究测试做出新的贡献。 我国幅员辽阔，海岸线长达几万公里，开发海洋资源，发展海洋经济对我国国民经济具有十分重要的战略意义。海水是腐蚀性极强的电解质，为了高效的利用海洋材料，必须研究海洋材料的耐腐蚀性，开发具有耐海水腐蚀的材料。 由于传统的海洋腐蚀试验环境已无法满足试验需求，试验不可能在深海环境中进行，只能模拟深海环境，由于本项目研究的是在深海环境中服役的材料，其目的是研究这些材料在深海环境中的耐腐蚀行为。 上海百若试验仪器有限公司开发的模拟深海环境的慢应变速率应力腐蚀试验机，根据深海环境的特点，模拟深海环境，恒低温2℃，高压，可达25MPa，专门用于检测工作在深海环境的金属材料的耐腐蚀性能。该设备腐蚀介质循环系统，模拟海水环境中，可进行控氧、PH值调节、电导率调节。这台设备是国内首台低温高压深海应力腐蚀（SCC）试验机，此产品的研制成功填补了国内空白，在国际上也是首屈一指的新产品，为我国研究深海材料应力腐蚀敏感特性提供很大的帮助，产品交付中科院金属研究所。该产品符合以下标准： ASTM G111 Guide for Corrosion Tests in High Temperature or High Pressure Environment, or Both ASTM G129 - 00(2006) Standard Practice for Slow Strain Rate Testing to Evaluate the Susceptibility of Metallic Materials to Environmentally Assisted Cracking ISO 7539-7-2005 Corrosion of metals and alloys – Stress corrosion testing Part7: Method for slow strain rate testing HB 7235-1995 慢应变速率应力腐蚀试验方法 HB 5260-1983 马氏体不锈钢拉伸应力腐蚀试验方法 GB/T15970.7-2000 《金属和合金的腐蚀 应力腐蚀试验 第7部分：慢应变速率试验》

引 言电子显微学技术作为现代科学中最重要的材料表征手段，不仅可以表征材料的微观结构与成分信息，还可以观察其表面形貌状态的细节信息，已经广泛应用在材料的研发以及工业生产过程中。在材料研发方面，我们知道材料的强度与延展性是金属材料中的关键力学性能，往往决定了材料的应用前途。而这两个性能往往也是相悖的。金属材料会因为位错密度的增加表现为强度的增加，于此同时延展性却会减弱。但是通过改进合金的组分和加工策略可以避免两种性质的对立局面。因此，如何同时获得高强度以及高的延展性是工业中亟需解决的问题。而这一切都离不开电子显微学的表征。在工业生产方面，国产材料往往在性能上与外国生产的材料有所差距，这是由于材料的结构组织的差异，通过电子显微学的观察其结构组织差异，进而改进生产工艺，提高材料的性能。由此今天小编就举两个例子，说明先进电子显微学在材料研发生产过程中的重要作用。一 、SEM在材料研发方面的应用第一个例子就是在材料研发方面，近日，北科大研究人员在国际知名期刊Science上发表论文（2017年8月24日题目为“High dislocation density–induced large ductility in deformed and partitioned steels”），其研究的成果是发展了一种变形分区(D&P)策略解决材料的强度与延展性同时提高的新思路。研究人员利用轧制和低温回火过程将中锰钢成功发展为超级钢（10%锰，0.47%碳，2%铝，0.7%钒）。这其中锰和碳原子都是奥氏体稳定剂，而铝的作用是抑制了回火过程中渗碳体的析出，钒的加入则可以形成碳化物来增强对滞后断裂的抵抗性。通过引入大量的可移动位错，研究人员成功地证明了提高位错密度能够同时提高材料强度和延展性。其材料的结构组织表征用到了EBSD技术，确定了奥氏体相与马氏体相的分布状态(如图1所示)，运用透射电子显微技术表征了马氏体相中的位错以及孪晶的存在。经过后续不同的热处理工艺，使得材料既具有良好的韧性也有较高的强度(见图2)。可以看出通过材料微观组织形态的调整，使得不增加材料元素种类的情况下，仅仅是通过调整结构组织的组成比例与形态，达到了较高的力学性能。由此可以看出材料的微观结构表征对材料的研发有着重要的实际意义。图1 拉伸试验以前D&P钢的微观结构 a）EBSD图像显示了奥氏体相(γ)与马氏体相(α’)的板条状分部以及取向信息，b）马氏体中的位错，c）包含有孪晶与位错的透镜状的马氏体相图2 D&P合金以及相关的高强合金的拉伸性能二、SEM在材料生产方面的应用第二个是工业生产中的限动芯棒的例子，限动芯棒是无缝钢管限动连轧机组中参与钢管轧制内变形的最重要工具,是一种高附加值的大宗消耗备件。 其工作环境极为恶劣, 需在高温下承受很大的复杂循环热应力。根据使用条件,国内外均选用H13作为芯棒材料。H13热作模具钢材以其高的淬透性、淬硬性、强韧性和热疲劳抗力在国内外得到广泛的应用。国内轧管厂以前使用的H13芯棒多为进口的，进口芯棒不但价格高,库存资金占用大,而且交货期长且不稳定,影响连轧机组的正常生产，现各公司轧管厂使用的芯棒基本实现了国产化。芯棒的一个重要指标是横向冲击性能要大于15J。国产芯棒的横向冲击值时常低于15J，而进口芯棒横向冲击值高于50J，进口芯棒是国产芯棒横向冲击值的2～4倍。为搞清楚国产芯棒横向冲击性能偏低原因，天津钢管集团股份有限公司的宁玫等人通过使用先进的电子显微学手段，能谱分析等技术，对进口和国产芯棒解剖进行对比分析，试图找出材料性能差异的结构性因素，为提高国产芯棒的冲击性能和使用寿命，进一步降低生产成本提供一定的技术支持。1、芯棒生产工艺和试验材料1.1 生产工艺进口H13芯棒生产工艺流程为：电炉冶炼（EAF）+炉外精炼(LF)+真空脱气(VD) → 模铸 → 保护气氛电渣重熔(PESR) → 高温均质化处理 → 多向锻造 → 退火处理 → 机加工 → 检验 → 调质处理 → 镀Cr处理。国产H13芯棒生产工艺流程为：碱性电炉冶炼 → 钢包炉外精炼 → 真空脱气 → 模铸八角锭 → 热送锻造 → 去应力退火 → 电渣重熔 → 退火 → 锻造成型 → 锻后球化退火 → 粗车 → 调质处理 → 镀Cr处理。球化退火后硬度要求HB≤255，调质处理后芯棒硬度要求310－360HB，各部位硬度差要求1.2 试验材料 进口和国产实心芯棒化学成分分析结果见表1。从分析结果可以看出：进口芯棒C含量偏上限，V含量偏下限，还加入了少量的Ti。国产芯棒C含量偏下限，V含量偏上限。 表1 化学分析结果 厂家进口国产C0.390.35Si0.750.95Mn0.360.34P0.0080.012S0.0010.001Ni0.180.05Cr4.895.13Mo1.21.31V0.741.04CuTi0.015＜0.01

p 　　磁巴克豪森噪声(Magnetic Barkhausen Noise，MBN)技术作为一种新的无损检测技术，可实现对铁磁性材料早期性能退化及微损伤的检测和评估，能够在材料使用早期确定材料表面应力状态、疲劳损伤状况及微观组织变化特性，从而能够及早发现材料早期损伤的部位，为重要设备或构件的安全评价和剩余寿命评估提供可靠依据。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201607/insimg/8512b097-7a8a-4cfc-93a1-05e223c0f2f0.jpg" title=" 640.webp.jpg" / /p p style=" text-align: center " MBN检测装置框图 /p p 　 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " 　 strong 1. 国外研究现状 /strong /span /p p 　　目前已有多国的研究人员开展了MBN技术的研究，如德国弗劳恩霍夫研究所、英国纽卡斯尔大学、牛津大学、美国爱荷华州立大学、芬兰Stresstech公司、坦普雷科技大学、巴西圣保罗大学、伊朗马什哈德菲尔多西大学以及印度科技大学等。 /p p 　　国际上对于MBN效应的研究及应用主要集中在应力检测、疲劳状态分析、硬度检测、微观组织分析、晶粒度测量及表面热处理工艺评价等方面，并提出了许多改善MBN信号的处理方法。 /p p 　　 strong (1)材料应力检测 /strong /p p 　　材料所受应力主要有两大方面： /p p 　　一是外界加载应力，涵盖压应力与拉应力、单向应力与周期应力、低应力和超限应力等 /p p 　　二是材料内部残余内应力，包括残余拉应力和残余压应力等。 /p p 　　对于外加应力，英国的M. Blaow等研究人员在探究铁磁性材料受外力加载弯曲过程中的MBN信号变化时，指出应力会影响材料的磁化能力，改变MBN信号的波峰幅值和波峰位置，并且指出拉应力下的MBN信号多为单峰信号，而压应力下的MBN信号会出现多个峰值。2014年，德国的M.S. Amiri等研究人员指出应力的各向异性和晶体的各向异性对材料的磁化起决定性作用，在铁磁性材料的易磁化轴方向上，应力对MBN信号的影响大于其他方向，并通过磁致伸缩曲线和磁化曲线进行了验证说明。 /p p 　　对于材料内部的残余应力，目前已有较多的研究成果。如印度的M. Vashista长期研究材料表面残余应力和MBN信号的关系，并指出材料在弹性范围内，MBN磁响应信号与残余应力成正相关的关系。 /p p 　　 strong (2)疲劳状态检测 /strong /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201607/insimg/d4675d39-fa9e-403a-ac32-e3ebfd429b27.jpg" title=" 640.webp (1).jpg" / /p p style=" text-align: center " 金属疲劳过程中产生的缺陷 /p p 　　目前非常急需铁磁性材料疲劳状态的全生命周期无损检测和评估技术，特别是针对疲劳裂纹形成前和形成初期的检测技术，而MBN技术为解决这一问题提供了有效的理论支撑和技术支持。目前疲劳过程中的MBN信号变化的研究主要集中在位错密度的增加、滑移带的形成、裂纹的萌生等微观结构的变化，以及缺陷数目、畴壁与MBN峰值电压的相互作用等方面。 /p p 　　金属在循环载荷的作用下，MBN信号变化显著，为了探究循环载荷和单向载荷对MBN信号影响的区别，2004年英国的V.Moorthy研究了En36钢在超限应力(最大达1700MPa)循环作用下的MBN信号特性，指出与单向载荷相比，高应力下的循环载荷会增加材料的位错密度，会使MBN信号峰值减小，加速材料疲劳。 /p p 　　对于部分非磁性的金属材料，利用MBN技术也可进行疲劳检测。2005年，Vincent等研究人员将MBN技术用于304L奥氏体不锈钢低周疲劳的检测，由于不具有磁性的& amp #947 铁在冷轧及循环载荷作用下会产生形变，诱导马氏体产生，所以研究人员提出了& amp #945 ’-马氏体内应力计算的复合模型，通过MBN技术可以测得马氏体体积分数，评估非铁磁性奥氏体不锈钢的疲劳损伤特性。 /p p 　　 strong (3)金属微观组织和晶粒度分析 /strong /p p 　　关于金属内元素化学成分对MBN信号的影响，巴西的M.F.Campos等研究人员于2011年重点研究了合金钢中镍含量对材料硬度和MBN信号幅值的影响，总结出镍含量少的合金磁畴更易发生偏转。英国的V.Moorthy在2014年比较了碳含量不同(含碳量分别为0.20%和0.41%)钢的MBN信号的差异，并对试件进行了金相组织分析，指出碳含量的变化只会影响波峰的位置，对波峰的高度影响不大，还指出低频激励下的碳钢MBN信号存在两个波峰，而高频激励时只有一个波峰。 /p p 　　材料中的相含量(如马氏体、铁素体等)不同会影响MBN信号。2014年，伊朗的S. Ghanei详细研究了双相钢中马氏体含量和MBN信号峰值的关系，得出马氏体含量的增大会使MBN信号峰值增大的结论。VINCENT A等研究人员通过研究奥氏体和马氏体相互转换前后MBN信号的差异，来判断材料中的马氏体含量。 /p p 　　在晶粒度方面，S. Ghanei等研究人员于2014年分析了铁素体-马氏体双相钢中晶粒各向异性、晶体边界等微观结构对MBN信号的影响，指出晶粒尺寸的减小会使晶界密度增大，导致MBN信号增加。墨西哥的P. Martí nez-Ortizyan等研究人员于2014年研究了晶粒的易磁化轴和MBN信号主峰之间的关系，通过转动试样对其进行360& amp #176 的MBN检测，通过MBN信号能量的不同来确定材料的易磁化轴方向。 /p p 　　目前对于金属内部化学成分、相含量和晶粒度的研究，大多结合金属材料的金相组织分析进行，虽然得出了MBN信号与相含量相关的定性规律，但是实际工程中通过MBN信号来反向估测相含量的应用或仪器甚少。主要原因在于： /p p 　　①MBN信号受多种因素的影响，相含量改变往往伴随着其他影响因素的改变，缺乏通用的定量结论来描述相含量与MBN之间的关系，若单从MBN信号来推测相含量往往精度不高，有失偏颇。 /p p 　　②在进行化学成分和含量检测时，往往需要通过和已知含量的标准试样MBN信号进行参考比对，实际工程中获取一致的标准试样难度较大。 /p p 　　 strong (4)材料硬度测量 /strong /p p 　　为了探究由温度变化引起材料硬度不同对MBN信号的影响，2003年，英国的V.Moorthy等研究人员将En36钢加热至不同温度(192℃~900℃)后进行MBN检测实验。结果表明En36钢的MBN信号对材料温度的变化十分灵敏，材料温度越高，其表面硬度越小，测得的MBN信号幅值越大，实验中可检测到的MBN信号的最大深度为425& amp #956 m。材料热处理后的冷却速率对硬度的影响也较大。2012年，巴西的F.A.Franco等研究人员探究了冷却速率对MBN信号的影响，用顶端淬火的方法设计出材料中不同区域的不同冷却梯度，指出材料冷却速度越快MBN信号越弱。 /p p 　　国外许多学者都总结得到材料硬度越大MBN信号越弱这一结论，这对于材料硬度测量有很好的指导作用。由于MBN技术只能检测材料表面硬度，而对内部不同的硬度梯度无法进行有效检测，因此无法实现材料内部深度较大区域的硬度检测。 /p p 　　 strong (5)材料表面处理工艺评价 /strong /p p 　　德国弗劳恩霍夫研究所在金属表面处理和表面残余应力的MBN研究方面有较为显著的成果。2009年利用MBN对不同热处理的合金进行了微残余应力的检测研究，重点比较了室温(20℃)和居里温度(230℃)下残余应力趋于饱和时MBN信号之间的差异，发现材料处于居里温度下的MBN信号远小于室温下的MBN信号。2011年，通过MBN设备对齿轮表面质量进行检测，通过表面(50& amp #956 m内)MBN信号的特征，推断出材料表面硬度和硬化层深度。 /p p 　　芬兰的Suvi Santa-aho等研究人员近年来将研究方向聚焦在探究铁磁性材料表面激光加工工艺和MBN信号的关系上，分析了硬化钢渗碳层深度、残余应力等表面质量与激光工艺之间的关系，提出了避免材料重淬火和应力饱和的铁磁性材料表面控制热损伤的技术。 /p p 　　MBN技术是评价材料表面加工工艺的有效方法之一。目前，通过MBN技术进行表面处理工艺的检测已有成熟的商业化设备，已经应用于一些金属零部件的表面加工工艺检测中，如芬兰Stresstech公司的Rollscan 300检测仪可实现对材料表面加工工艺、残余应力的检测。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201607/insimg/ef0dccfa-f27f-4b09-9fa8-ff5b5743963f.jpg" title=" 640.webp (2).jpg" / /p p style=" text-align: center " Rollscan 300表面质量检测仪 /p p 　 strong 　 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " 2. 国内研究现状 /span /strong /p p 　　国内对MBN技术的研究始于20世纪80年代中期，近年来开展MBN信号研究的机构主要有南京航空航天大学、北京化工大学、上海交通大学、沈阳工业大学、吉林大学等。 /p p 　　1988年，原北京钢铁学院的穆向荣等研究人员开展了对双相钢的MBN效应的研究，指出利用MBN技术，可以实现对材料组织结构和组织性能的研究。1994年，华中理工大学的马咸尧等研究人员研究了MBN效应受应力影响的规律，还将MBN技术和磁声发射(MAE)技术进行了对比，指出MBN信号特征依赖于铁磁材料的组织结构和应力状态，拉应力降低了MAE信号强度，而增加了MBN信号强度 压应力可降低MBN信号强度，提出将两效应结合测量，既可提高测量拉应力的灵敏度，又可判别应力的正负值。 /p p 　　2003年，上海交通大学的陈立功等研究人员开始研制MBN传感器及信号采集处理系统，研究了残余应力和MBN信号的关系，建立了结合虚拟仪器技术的MBN残余应力检测系统，利用该系统进行了铁磁材料热处理后残余应力的分析，指出热处理后的板材MBN强度呈下降趋势。2008年，他们改进了针对各向异性及非均匀残余应力的MBN传感器。 /p p 　　从20世纪90年代初至今，北京化工大学的祁欣等研究人员持续开展了巴克豪森效应在残余应力检测、硬度和晶粒度分析、相含量的检测及疲劳寿命的预测这四个方面的研究，结果指出：在利用MBN效应进行铁磁性材料内部应力的测量时，激励信号不能过大，否则材料处于饱和磁场中时，会降低MBN信号对内部应力变化的敏感度。2011年，他们设计了抗干扰、输出信号信噪比高的MBN传感器。 /p p 　　南京航空航天大学的王平等研究人员于2008年开始对MBN现象进行研究。2010年，提出了在高速运行条件下，利用MBN效应，用直流电源作为线圈的激励信号来进行钢轨应力检测。2011年，比较了三角波和正弦波对MBN信号的影响，总结出用三角波作为激励信号时MBN信号的特征值呈现出更好的线性度。2012年，研制了第一代便携式MBN铁轨应力检测仪。2013年，将BP神经网络算法引入了MBN信号处理中，得到应力测量值和真实值的平均误差为1.0618%，检测可靠度较高。2015年，丁松提出了一种名为“偏度skweness”的新的MBN信号特征值评估方法，利用该方法可以获得比均方根电压(RMS)评价法更多的MBN信息。 /p p style=" text-align: right " 　　节选自《无损检测》2016年第38卷第7期 /p p style=" text-align: right " 本文作者：沈功田，博士，研究员，博士生导师，中国机械工程学会无损检测分会主任委员、中国特种设备检测研究院副院长，主要研究方向为声发射、红外和电磁等无损检测新技术。 /p p br/ /p

仪器信息网、中国电子显微镜学会联合报导：2021年10月15日，由中国电子显微镜学会主办、南方科技大学承办的“2021年全国电子显微学学术年会”在东莞市会展国际大酒店隆重召开。为期三天的大会吸引了来自高校院所、企事业单位等电子显微学领域专家学者1300余人参会。本次大会共设置十个分会场：1）显微学理论、技术与仪器发展；2）原位电子显微学表征；3）功能材料的微结构表征；4）结构材料及缺陷、界面、表面，相变与扩散；5）先进显微分析技术在工业材料中的应用；6）扫描探针显微学（STM/AFM等）；7）扫描电子显微学（含EBSD）；8）低温电子显微学表征；9）生命科学显微成像技术研究；10）中国电子显微镜运行管理开放共享实验平台其中，第三分会场“功能材料的微结构表征”、第四分会场“结构材料及缺陷、界面、表面，相变与扩散”和第五分会场“先进显微分析技术在工业材料中的应用”吸引了材料领域与会者的热烈关注。电子显微学技术是探索微观世界，揭示材料科学奥秘的重要手段，因此广泛应用于材料学等领域。以下为部分精彩报告摘要：报告人：郭俊杰 教授（太原理工大学）报告题目：《二维金属电催化材料结构设计与调控》郭俊杰教授利用石墨烯晶格缺陷以及石墨层之间狭小的空间的限域作用，实现了金属催化活性组分的“纳米颗粒-亚纳米团簇-单原子”跨尺度结构调控，充分发挥了金属催化活性组分的量子尺寸效应和金属-载体协同效应，表现出了优异的电催化性能；克服了二维材料等“电镜难视材料”易受电子束辐照损伤的难题，阐明了石墨烯缺陷对金属单原子的钉扎机理和d轨道电子调控机制，发现二维材料纳米孔对于材料电子结构的调控作用；综合运用相调控、晶面调控、应变调控等策略，增加催化活性位数量，提升材料传质、传电能力，调节表面电子结构，开发出性能优异的金属基二维纳米筛电催化材料。报告人：闫鹏飞 研究员（北京工业大学）报告题目：《钴酸锂失效机理的电子显微学分析》钴酸锂是目前应用最为广泛锂离子电池正极材料之一，尤其是在便携设备和移动电子设备中的锂离子电池中，这得益于其优越的体积能量密度和稳定的循环性能。然而，其实际所用的能量密度仅占其理论能量密度的一半，仍然有很大的发展提升空间。提高能量密度最常用的办法是提升充电电压，利用更多的锂源，但这样做会迅速加快钴酸锂正极材料的失效，造成电池性能快速衰退，以及安全性问题等。报告中，闫鹏飞介绍了利用电子显微镜相关的分析技术，研究LCO中的几种主要的衰退机制：体材料的相变、裂纹和界面衰退的表面相变、表面CEI和表面腐蚀/溶解。报告人：韩梦娇 副研究员（松山湖材料实验室）报告题目：《WTe2中的本征缺陷研究》二维材料具有光学、超导、铁磁等特性，可以应用于电学、催化、储能等领域。韩梦娇课题组利用控水氧的手套箱互联系统等设备研究了具有1T' 相的WTe2中的点缺陷、边缘结构、晶界结构、波浪状起伏等。结果表明，控水氧的手套箱互联系统能够有效降低敏感材料的氧化及污染，实现敏感材料的原子尺度结构表征；对WTe2中的空位、边缘及晶界的分析发现WTe2中仅存在120°旋转晶界；WTe2中还存在各向异性的ripple结构，并且Te空位更倾向于在ripple的压缩一侧产生。报告人：张英杰（北京科技大学）报告题目：《基于局域密排结构调控的非晶合金强韧化》在块体非晶合金中增加局域疏松区可以提高非晶合金的结构不均匀性，是提高非晶合金室温塑性的常用手段，但是一般会降低材料的屈服强度和硬度。北京科技大学吕昭平教授课题组吴渊等人提出了一种新的非晶合金强韧化策略，即通过适量非金属小原子掺杂，在非晶合金中形成局域密排区。这种提高结构不均匀性的方法可以促进溶质周围原子在较高的应力水平下参与塑性变形，同时提高材料的强度和塑形。目前这种新的合金设计理念已经在多个体系中得到了证实。报告人：王宇佳 副研究员（中国科学院金属研究所）报告题目：《铁电超薄薄膜和超晶格中的拓扑畴结构》铁电拓扑结构因其尺寸小而且具有优良的物理特性, 有望应用于未来高性能电子器件中。王宇佳老师从应变、屏蔽和外场等对于铁电材料至关重要的几个外部要素出发, 结合薄膜厚度等材料内部参数, 针对PbTiO3和BiFeO3这两种典型的铁电材料, 简要总结新型铁电拓扑结构的形成及其在外场作用下的演变规律。利用具有亚埃尺度分辨能力的像差校正透射电子显微术呈现了相关拓扑结构的原子结构图谱, 构建了针对PbTiO3体系的厚度-应变-屏蔽相图, 系统归纳了两种材料中各种拓扑结构的形成条件。最后指出这两类铁电材料中易于调控出拓扑结构的几何维度体系, 并指出像差校正透射电子显微术在表征铁电拓扑结构方面的重要作用, 展望了未来可能的关注重点。报告人：郑士健 教授（河北工业大学）报告题目：《Ti6Al4V孪晶及其β相交互作用机理》郑士健教授主要利用透射电子显微术，结合先进的透射电镜球差校正技术，研究了全片层Ti-6A1-4V合金中缺陷与a/β界面的交互作用机制，主要包括全片层Ti-6A1-4V合金中孪晶带及其他类型变形带的形核机制及其与β相的交互作用机制。通过多尺度结构分析，确定了全片层Ti-6AI1-4V合金中两相界面呈台阶状，并具体揭示了全片层Ti-6A1-4V合金中孪晶的形核机制及其与β相的交互作用机制。深入研究了全片层Ti-6A1-4V合金中孪晶与β相的交互作用机制，揭示了孪晶与β相诱导系列孪晶产生的机制。揭示了全片层Ti-6A1-4V合金中扭折带的结构及形成机理，并进一步发现和提出了全片层Ti-6AI-4V合金中滑移带及扭折带诱导β相分解的机制。报告人：赖敏杰 教授（西北工业大学）报告题目：《碳化物析出对低层错能铁合金形状记忆效应的影响及其作用机理》Fe-Mn-Si基形状记忆合金具有原料成本低、易于制作和加工、可焊接性好等优势。文献显示，与单晶状态相比，多晶Fe-Mn-Si基合金的回复应变明显更低。对此，赖敏杰教授研究了碳化物析出对低层错能铁合金形状记忆效应的影响及其作用机理。结果表明，碳化物的析出不会必然导致Fe-Mn-Si基合金形状记忆效应的提升；碳化物不是马氏体的形核位置，并且能被马氏体穿过，因此也无法为马氏体逆转变提供背应力；在高温时效过程中，大量层错会伴随碳化物的析出而产生，这些层错对应力诱发马氏体相变有促进作用，并使得马氏体呈现为在加热时容易回复的形态。因此主要是时效过程中产生的层错而非碳化物导致了形状记忆效应的提升。报告人：赖玉香 助理教授（湖南大学）报告题目：《Al-Mg-Si合金中微合金化诱导复合相及其与力学性能的关系》赖玉香老师研究了溶质Zn诱导的复合析出相结构，发现Zn进入β' ' 相中的Si3位点，形成了含Zn的有序β' ' 相（因此提高合金时效硬化潜力），后期相在β' ' 相上异质形核成复合相；研究Sc诱导的复合析出相结构发现，Sc诱导无序β' ' 相形成，无序β' ' 相进一步演变成β' ' /β' /B' /U2复合相，提高了合金的热稳定性。报告人：王涛 工程师（北京大学）报告题目：《石墨烯上外延氮化物的极性调控》氮化物半导体被广泛应用于固态光源、新型显示、功率电子器件、射频器件等领域。针对于此，王涛老师石墨烯上外延氮化物的极性调控。结果表明，通过MBE方法在石墨烯上N辐照可以得到N极性GaN；石墨烯上O辐照通过控制Ga和N的供给可以得到N极性GaN和Ga极性GaN；石墨烯上的AIN插入层中的极性反转可以得到Ga极性GaN。17日下午各分会场在报告结束后分别颁发了优秀报告奖。第三分会场第四分会场第五分会场大会后续精彩内容，敬请关注后续报道【点击报道专题链接 】。

仪器信息网、中国电子显微镜学会（对外名义）联合报道：2022年11月26日，由电镜学会电子显微学报编辑部主办、南方科技大学承办的“2022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顺利召开。大会为期三天，受全球持续的新冠疫情影响，大会主会场和12个专题分会场采用线下交流+线上直播方式进行，吸引来自高校院所、企事业单位等电子显微学领域专家学者3.5万余人次线上线下参会。大会线下会场大会线上会场2022年是中国电子显微镜学会（对外名义）成立四十二周年，《电子显微学报》创刊四十周年。在老一辈科学家引领下，中国电子显微学事业蓬勃发展至今；中青年学者赓续中国电子显微学的优良传统，瞄准国际前沿科学问题和国家重大战略需求，不断为我国卡脖子难题的攻克贡献中国电子显微学者不可或缺的重要力量。本届年会的主题是“‘动’析显微新世界”。本次大会主要由大会报告和12个分会场报告组成，11月26日上午和11月27日上午，大会报告特邀十二位著名电子显微学科学家、相关仪器设备厂商专家代表依次为大家呈现精彩报告。以下为11月27日上午大会报告内容摘要，以飨读者。大会报告主持人：中国电子显微镜学会（对外名义）理事长、北京工业大学教授 韩晓东报告人： 中国科学院院士、南方科技大学校长 薛其坤教授报告题目： 高温超导机理研究的新进展薛其坤院士首先介绍了高温超导的概念与技术发展历史，自1986年Bednortz和Müller发现铜氧化物高温超导以来，三十多年已经过去了，但作为凝聚态物理学最重要科学难题之一的高温超导机理至今仍然没有得到解决，甚至在最基本的科学问题比如配对对称性上也尚未达成共识。针对配对对称性这一核心科学问题，团队通过制备具有原子级平整界面的高质量Josephson结成了关键相敏实验，发现铜氧化物中s-波配对占主导地位。该结果颠覆了铜基高温超导是d-波配对的主流认识。结果表明，原子尺度控制材料和器件得到的结果似乎支持高温超导是常规超导；通过奇妙的想法和确定性实验解决高温超导机理难题似乎很有希望。报告人：中国科学院院士、广州生物岛实验室教授 徐涛(线上分享)报告题目：光镜电镜关联成像技术在亚细胞成像前沿的应用徐涛院士首先介绍了光电联用技术对于生物细胞结构研究的重要意义，光电关联成像可以将荧光显微镜对分子特异性定位以及电子显微镜观察细胞超微结构的特点结合起来，实现对目标分子的精确观测，实现1+12的作用。接着分享了围绕光电联用技术开展的系列工作，包括在常规EPON包埋样品上开发系列光转换荧光蛋白；发展了新的单分子成像及定位方法，重复光学选择性曝光（ROSE）等技术；冷冻光电联用技术在原位亚细胞结构中的研究等。作为时下方兴未艾的热点技术，原位结构解析或将成为下一代重要技术。报告人：捷欧路(北京)科贸有限公司 张滢(线上分享)报告题目：日本电子冷冻电镜在生命科学领域的应用张滢首先介绍了日本电子冷冻电镜技术近三十年的技术积累与发展历程，接着分享了日本电子最新一代CRO ARM 300的性能特点，包括科勒照明系统、无彗差合轴、新型冷场枪、新型Omega能量过滤器、无孔相位板、操作简便等。最后详细介绍了日本电子冷冻电镜客户在单颗粒分析技术、冷冻电子断层扫描技术、微晶电子衍射等方面取得的系列成果案例。报告人： 日立科学仪器(北京)有限公司 曾超斌(线上分享)报告题目： 日立原位环境球差校正电镜最新进展结合日立球差校正透射电子显微镜HF5000，曾超斌介绍了日立原位环境球差校正电镜最新进展。包括原位杆和原位芯片技术的最新进展、客户在原子级原位技术方面取得的系列成果案例等。相关优势包括，HF5000开放设计为原位表征提供了更多的可能性、在原位模式下可同时捕获内部结构和表面形貌信息、原子能谱(EDS)和电子能谱(EELS)分析可以在原位模式下实现等。报告人：中国科学院院士、西安交通大学教授 孙军（线上分享）报告题目：层级纳米马氏体合金的构筑与强韧化孙军院士报告从研究背景、解决思路、合金设计制备、结果讨论等方面详细介绍了团队关于层级纳米马氏体合金的构筑与强韧化的研究进展。作为关键结构材料，合金强韧化是共性关键问题，钛合金高成本限制其工程应用，低成本元素替代贵金属实现高强韧钛合金设计需求急迫。经过合金设计制备研究，提出基于元素扩散失配调控化学界面的新策略，构筑层级纳米马氏体结构；Ti-AI-Cr-Zr系纳米马氏体合金具有低成本高强塑性以及良好热稳定的组合；化学界面工程策略可应用于其它具有马氏体相变特性的亚稳态合金的强韧化等。报告人：北京工业大学研究员 王立华（线上分享）报告题目：晶界塑性变形机制的原位原子尺度研究王立华表示，基于晶界塑性变形机制的原位原子尺度研究，团队原创性发展了一些可以在透射电镜中进行原子尺度原位观察的实验技术系统并在百实创(北京)科技有限公司商业转化。借助该原位系统产品，在原子尺度观察到了晶粒滑移，同时揭示了以往模型没有预测到的一些变形行为，如倾斜GB通过GB位错活动旋转，无明显迁移；通过刚性原子滑动的GB伴随出现/消失和原 GB的运动与子间的相互转化；通过晶界位错沿晶界滑动实现晶界原子的刚性运动，形成Lomer-Lock结构，促进原子的出现/消失和相互转化等。报告人：南方科技大学讲习教授 廖茂富报告题目：生物电镜的革命与未来展望廖茂富结合自己的经历，分享了对生物电镜发展的看法。某种意义上讲，生物电镜是材料电镜的衍生分支，由于生物样品水化、对电子辐照敏感等特点，生物电镜达到0.4nm和达到0.1nm分辨率的时间大概都相比材料电镜晚了约二十年。近十年来，数据处理技术和电子探测器技术的发展成为生物电镜分辨率革命的两个主要因素，这不仅推翻了晶体学占主导的结构生物学，改变了结构生物学的许多内涵，同时，也助推结构生物学整合深入到制药医疗等工业界。关于未来，廖茂富认为生物电镜将促进下一代的结构生物学，而下一代的结构生物学则包括高分辨、高通量、原位和动态等趋势特点。11月26日下午-11月28日下午，12个分会场精彩内容也将悉数呈现，分会场依次为：1）显微学理论、技术与仪器发展；2）原位电子显微学表征；3）功能材料的微结构表征；4）结构材料及缺陷、界面、表面，相变与扩散；5）先进显微分析技术在工业材料中的应用；6）扫描探针显微学（STM/AFM等）；7）扫描电子显微学（含EBSD）；8）聚焦离子束（FIB）在材料科学中的应用；9）低温电子显微学表征；10）生物显微学研究；11）生物医学和生物电镜技术；12）中国电子显微镜运行管理开放共享实验平台经验交流。同时，大会还将颁发优秀青年学者奖、评选优秀学生论文奖与优秀Poster奖、为第十三届中国电子显微摄影大赛获奖者颁奖等，相关信息，请关注后续报道。微信扫码进入大会官方网站，查看大会详细日程及会议现场照片集锦：线下参会代表合影留念

不同材质的不锈钢价格差异巨大，如304、316等。不锈钢材质分为：铬不锈钢、铬镍不锈钢和铬锰氮不锈钢等。1、铁素体不锈钢。含铬15%～30%。其耐蚀性、韧性和可焊性随含铬量的增加而提高，耐氯化物应力腐蚀性能优于其他种类不锈钢。2、奥氏体不锈钢。含铬大于18%，还含有 8%左右的镍及少量钼、钛、氮等元素。综合性能好，可耐多种介质腐蚀。3、奥氏体-铁素体双相不锈钢。兼有奥氏体和铁素体不锈钢的优点，并具有超塑性。奥氏体和铁素体组织各约占一半的不锈钢。4、沉淀硬化不锈钢。基体为奥氏体或马氏体组织，沉淀硬化不锈钢的常用牌号有04Cr13Ni8Mo2Al等。5、马氏体不锈钢。强度高，但塑性和可焊性较差。6、承压设备用不锈钢钢板及钢带。压力容器专用不锈钢，其分类和代号、尺寸、外形及允许偏差、技术要求、试验方法、检验规则、包装、标志及产品质量证明书等有明确要求。 分辨不锈钢的方法： 传统分辨不锈钢的牌号包括经验分辨和药水分辨！经验分辨出错的概率较大，容易造成巨大损失！药水分辨时间较长，而且药水消耗非常大！ 手持光谱仪可以几秒内就可以分辨不锈钢牌号和成分，而且不损害样品，无损耗，是不锈钢检测的利器！

近日，中科院合肥研究院核能安全所姜志忠课题组在小型铅基堆材料腐蚀行为与机理研究方面取得新进展，研究成果发表在国际腐蚀领域知名期刊Corrosion Science上，中科院青促会会员罗林为第一作者，姜志忠和刘静为共同通讯作者。 小型核反应堆具有功率稳定、安全可靠、结构紧凑等优点，在海洋动力、区域供电、海水淡化等领域具有很好的应用前景。以液态铅铋合金作为主冷却剂的铅冷快堆在小型化方面具有独特的优势：堆芯紧凑、核热传输效率高、辅助系统简单。但是由于Fe、Cr和Ni等金属元素在高温铅铋合金中具有较高的溶解度，钢铁材料可能发生均匀的氧化腐蚀或溶解腐蚀，同时局部区域也可能出现铅铋渗透和点蚀现象。点蚀是破坏性和隐患性最大的腐蚀形态之一，会严重影响小型铅冷快堆的长期安全服役。 铁素体/马氏体钢（铁/马钢）是铅冷快堆的重要候选结构材料。当温度≥450℃，且氧浓度≥10-6wt%时，一般认为铁/马钢在铅铋合金中会形成氧化膜，包括磁铁矿层、尖晶石层和内氧化层。近期研究发现铁/马钢在铅铋中腐蚀后，氧化膜可能具有更复杂的亚结构及元素分布特性，而这些复杂的亚结构和元素分布可能是造成铁/马钢发生点蚀的重要原因。 该工作研究了铁/马钢在氧控铅铋环境腐蚀后表面氧化膜的亚结构，发现：磁铁矿表面局部区域存在蜂窝状组织，该组织由贫氧孔洞和网状枝干组成（图1）。低的氧浓度可以促进蜂窝状组织在更短的时间和更多的区域形成。随着腐蚀时间的增加，孔洞尺寸增大、贫氧区和贫铁区面积均增大。经2000h腐蚀，贫氧区延伸至孔洞下方的磁铁矿层和尖晶石层，导致上述层存在大量氧空位（图2），将诱发点蚀的形成，并促进点蚀坑的长大。分析认为蜂窝状组织的形成可能是因为磁铁矿表面高能量的局部区域在氧浓度变得较低后发生溶解。该研究进展表明，铁/马钢表面氧化层中蜂窝状组织的存在意味着所在区域铅铋溶解氧浓度较低，可能诱发点蚀。为避免蜂窝状组织的形成，有必要优化氧控系统的设计。该研究工作为小型铅冷快堆的设计提供了重要参考。 该项研究工作得到国家重点研发计划、中国科学院青年创新促进会及国家自然科学基金项目的资助。 文章链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0010938X22003286图1 铁马钢表面磁铁矿局部区域的蜂窝状组织图2 在500℃、氧浓度为10-7wt%的铅铋中腐蚀2000小时后，铁马钢氧化膜的截面形貌。红色圆圈1和2是蜂窝状组织的孔洞。

NO.1 最跨界的材料一说到玻璃，大众的反应是玻璃板，易碎。但是在科学家眼里，玻璃是任何能从液体冷却成固体而无结晶的材料。大多数金属冷却时就结晶，原子排列成有规则的形式称作晶格。如果不发生结晶并且原子依然排列不规则，就形成金属玻璃。不像玻璃板，金属玻璃不透明或者不发脆，它们罕见的原子结构使它们有着特殊的机械特性及磁力特性。这也是金属玻璃被称之为“敲不碎、砸不烂”的“玻璃之王”的原因。姓名：非晶态金属(又称金属玻璃)特性：强度高于钢，硬度超过高硬工具钢，且具有一定的韧性和刚性。来源：20世纪30年代，Kramer第一次报道用气相沉积法制备出金属玻璃，在1950年，冶金学家学会了通过混入一定量的金属——诸如镍和锆一去显出结晶体，1960年，美国加州理工学院的Klement和Duwez等人采用急冷技术制备Au75Si25金属玻璃。应用领域：航天方面，现在卫星收集太阳能维持运转的伸展机构 金属玻璃可用来制造动能破甲、穿甲弹。电压变压器芯体 手表表壳、高档手机、手提电脑外壳，仪器仪表，微型手术刀微型马达等医疗器械，折叠屏手机铰链以及在汽车重要部件上的应用。入选理由：玻璃圈里最像金属，金属圈里最像玻璃，靠跨界声名远播。NO.2 最耿直的材料磁铁作为日常的材料来说，为大众所知，好像自然而然理所当然的存在，因为磁铁并不是人发明的，而是天生的。古希腊人和中国人发现自然界中有种天然磁化的石头，称其为“吸铁石”。这种石头可以魔术般的吸起小块的铁片，而且在随意摆动后总是指向同一方向。中国四大发明之一指南针就是来源于此。当然应用的区域也是相当的广泛的。磁铁的“身份证”如下。姓名：磁铁特性：异极相吸，同极排斥。组成：磁铁的成分是铁、钴、镍等原子，其原子的内部结构比较特殊，本身就具有磁矩。分类：永久磁铁、软磁。应用领域：信息存储、用于发动机、创意产品设计、悬浮桌子、锻炼器材、重力感应概念腕表等。入选理由：中国文化深受中庸之道的影响，磁铁依然保持这种要么拒要么留的耿直性格，十分难得。NO.3 最具潜力的材料有没有意识到，你正在接触一种非常有潜力的超级材料。蜘蛛丝的强度是普通钢铁的5倍以上，马达加斯加BARK蜘蛛丝的强度更是达到普通钢铁的十倍。蜘蛛丝的弹性胜于橡皮圈，蜘蛛丝的弹性使得它可以吸收三倍于Kevlar材料的能量(Kevlar材料是弹性比最强的材料之一)。如果让蜘蛛产丝的话，量肯定很小。但是2010年，Wyoming大学将蜘蛛丝基因植入山羊体内，成功得到蜘蛛山羊。利用苜蓿的易种植性能，还有科学家将蜘蛛丝基因植入苜蓿，其蜘蛛丝的蛋白质含量高达20-25%。1999年，RAJAMANGALA研究所的人员使用16层蜘蛛丝可以抵抗9毫米口径的来复枪。蜘蛛丝作为未来的超级材料也是指日可待的。姓名：蜘蛛丝特性：高强度、高弹性。组成：蜘蛛丝由提供强度的蛋白质链和提供灵活性的非连接区域组成。来源：利用转基因植物或者动物，产出比蜘蛛更多的蜘蛛丝。应用领域：防弹衣、水下粘结材料、人造皮肤、安全气囊材料、医疗、军事、建筑等领域。入选理由：蜘蛛丝看似柔弱，完整一张网，轻轻一拂，便七零八落。这柔弱后面的坚强，坚强背后的心性是最值得我们期待的地方。NO.4 最黑的材料有一种黑叫做Vantablack，有了它，所有的细节都会消失，比如说，如果用它制作一条香奈儿的小黑裙，当穿上它的时候，人体就会像幽林一样的漂浮在空中，但是，造价太高。Vantablack自被创造出来，被吐槽的最多的也就是：它太黑了。这种“超黑”涂层由碳毫微管组成，每个碳毫微管都只有人类头发的一万分之一细，这种纳米管小到光线无法进入，只能穿过其间的缝隙。以致于其看起来特别黑。它太黑了，以至于人类的眼睛无法理解看到的东西。形状和轮廓缺失了，只留下看起来像一片深渊的物质。铝箔纸本身是折叠成了山川的形状，但是覆盖上去以后一切都遮盖住了。姓名：Vantablack(小名：super black)特性：可吸收照射其上的99.96%的光线组成：利用比头发细一万倍的碳纳米管所制造。来源：英国萨里纳米系统公司(Surrey NanoSystems)。应用领域：天文摄影机、望远镜以及红外线扫描系统、提高天文望远镜观看最暗恒星的能力、军事领域等。入选理由：眼前一黑，什么也没看到(知道黑色为什么显瘦了吗?因为看不到起伏的波纹以及纹路，比如说你的小肚子)。NO.5 最火的材料石墨烯自被发现以来，就被不断的推向最火热的顶端，毕竟石墨烯●目前是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料；●几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光；●目前世上电阻率最小的材料：因为它的电阻率极低，电子跑的速度极快，因此被期待可用来发展出更薄、导电速度更快的新一代电子元件或晶体管；结构虽然简单，但是用途却是广泛的。姓名：石墨烯特性：透明、良好的导体，也适合用来制造透明触控屏幕、光板、甚至是太阳能电池。组成：是只有一个碳原子厚度的二维材料来源：2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈海姆和康斯坦丁诺沃肖洛夫，成功地在实验中从石墨中分离出石墨烯。应用领域：单分子气体侦测、石墨烯纳米带、集成电路、石墨烯晶体管、透明导电电极、导热材料/热界面材料、超级电容器、海水淡化、太阳能电池、石墨烯生物器件、抗菌物质、石墨烯感光元件。入选理由：2010年石墨烯发现者获得诺贝尔奖，本就出身高等学府的石墨烯更是头顶光环照亮整个世界，关于石墨烯的巨大潜力连起来可以绕地球三圈。NO.6 最轻的材料接下来的大佬不简单啊，80%都是空气，曾经获得吉尼斯记录“最轻的固体”称号，我知道，你们已经知道了，它叫——气凝胶。气凝胶不同于我们传统思维中的“胶”，它是一种固体物质形态，密度为3KG/m，因其密度极低，所以也被叫做“冻结的烟”或“蓝烟”。也因为其体内80%的空气组成所以有非常好的隔热效果，一寸厚的气凝胶相当20至30块普通玻璃的隔热功能。姓名：气凝胶特性：低导热、低密度、高空隙、气体以及油污的过滤、光线分散。分类：SiO2气凝胶、碳气凝胶、金属氧化物气凝胶。来源：最早是在1931年，由S.Kistler采用超临界干燥方法成功制备出SiO2气凝胶。是一种固体物质形态，密度为3KG/m3。应用领域：工业、建筑、交通运输、家用保温和冷链物流、功能性装备等领域。入选理由：凭得是身材，身轻赛飞燕。NO.7 最隐忍的材料金属那是又厚又重众所周知，建筑工地上批零乓啷想必大家都深有体会，但是在材料界，有一种合金，它就算砸地上也是很轻微很细小的声音，顾思明意，它叫——无声金属。无声金属的发现是个意外，但是却极大的改变人们的生活，很多常见的地方，都有它的身影，它就像变形金刚，你可能不认识它，但你肯定有用到它。姓名：无声金属特性：金属或者合金的制品在跌落、碰撞、摩擦等几乎不发出声音或者声音及其微弱。组成：锰~铜-铝-铁-镍合金来源：在20世纪中叶，英国研究团队在研究合金时，无意将含有锰-铜合金铸块掉在地上，获得了具有减振特性的锰~铜-铝-铁-镍合金。应用领域：航空航天、汽车制造、土木建筑、机械制造、火车车轮、家用电器等方面运用。入选理由：我们多少次被金属跌落的声音惊醒，金属像个淘气的小朋友，抡起巴掌打下去，哭声震耳，总感觉不能安静得承受外来得打击。这种金属战胜本能，用实际行动证明什么样叫打不还手，骂不还口，三脚踹不出个声响来。NO.8 水量最好的材料高吸水性材料运用的很多，最常见的也是最熟悉的——卫生巾以及纸尿裤。高吸水性树脂一般可以吸收相当于树脂体积100倍以上的水分，最高的吸水率可达1000倍。为什么挤压也不漏，是因为在一定温度和压力下，高吸水树脂能自发地吸水，水进入树脂中，使整个体系的自由焓降低，直到平衡。若水从树脂中逸出，使自由焓升高，则不利于体系的稳定。差热分析表明，高吸水树脂吸收的水在150°C以上仍有50%封闭在凝胶网络中。因此，常温下即使施加压力，水也不会从高吸水树脂中逸出，这是由高吸水树脂的热力学性质决定的。姓名：高吸水树脂特性：具有亲水基团、能大量吸收水分而溶胀又能保持住水分不外流的合成树脂。组成：含有亲水基团和交联结构。来源：最早由Fanta 等采用淀粉接枝聚丙烯腈再经皂化制得。应用领域：医疗卫生、农业和园林、工业、食品工业用吸水剂，水果和蔬菜的保鲜剂等。入选理由：目测酒量应该也不错。NO.9 性格最怪的材料隐身是真的可以。超材料是一类由亚波长结构单元作为基本单元构成的具有自然材料不具备的超材料物理特性的人工复合结构或材料，在长波长条件下，具有等效介电常数和等效磁导率，电磁参数依赖于其基本构成单元的谐振特性。由于超材料可实现与以前常规材料截然不同的折射，因此人们对隐身的研究注意力也从单纯的吸波研究扩展到了控制电磁波的绕射从而达到隐身的目的。姓名：超材料特性：具有新奇人工结构的复合材料、具有常规(或传统)材料不具备的超常物理性质。分类：自我修复材料——仿生塑料、热电材料、钙钛矿、光操纵材料等。来源：科学家沿着菲斯拉格的理论，依靠一些间隔仅有1毫米的几千分之一的人工结构，将材料的单元结构(人工原子和人工分子)集合，通过不同的结合结构和排列设计制造出各种超材料。应用领域：高速列车、新型地面行进装备、航空航天、国防科技、地面智能机器人等领域。入选理由：性格和遗传以及成长环境有关，超材料出身决定了他们不正常的性格和不平凡的未来。(曾经以为，有了隐身衣，就可以瞒着爸妈偷偷吃零食，后来发现，躲在被子里也是一样的效果)。NO.10 记性最好的材料它的“记忆”，不是真的记忆。是一种在加热升温后能完全消除其在较低的温度下发生的变形，恢复其变形前原始形状的合金材料，即拥有“记忆"效应的合金。记忆合金之所以具有变形恢复能力(“记忆”)是因为变形过程中材料内部发生的热弹性马氏体相变。形状记忆合金中具有两种相：高温相奥氏体相，低温相马氏体相。根据不同的热力载荷条件，形状记忆合金呈现出两种性能——形状记忆效应以及伪弹性。姓名：形状记忆合金特性：在加热升温后能完全消除其在较低的温度下发生的变形，恢复其变形前原始形状的记忆合金。来源：1932年，瑞典人奥兰德在金镉合金中首次观察到“记忆”效应，即合金的形状被改变之后，一旦加热到一定的跃变温度时，它又可以魔术般地变回到原来的形状。应用领域：航空航天、机械电子、生物医疗、桥梁建筑、汽车工业及日常生活等多个领域。入选理由：千锤百炼，煎炒烹炸后大部分材料已经忘了自己的“材”样，只有这位仍不忘初心，回复原形。

在航空航天、微电子器件、光学仪器等精密仪器设备中应用的结构部件，对尺寸稳定性有极为严苛的要求。由于温度升高或降低而导致的材料形状变化对其功能特性和可靠性有着很大影响。因此，具有近零热膨胀性能的钛合金在需要高尺寸稳定性的结构中具有极高的应用价值。例如，美国国家航空航天局已针对太空望远镜所需的超高稳定性支撑结构，使用这类钛合金制造了镜体支架。在激光加工领域，已有使用这种材料制造的光学透镜筒体，解决了透镜焦点热漂移的问题。这类材料特殊的热膨胀性能与其内部αʺ马氏体物相的各向异性热膨胀行为有关。但是，现有的通过冷加工工艺获得的低热膨胀系数限制于单相马氏体相区，即使用温度上限通常小于~100℃，限制了其在工程领域的广泛应用。近期东莞理工学院中子散射技术工程研究中心王皓亮博士在冶金材料领域的TOP期刊《Scripta Materialia》上发表题目为《Nano-precipitation leading to linear zero thermal expansion over a wide temperature range in Ti22Nb》的研究论文。论文介绍了在宽温域线性零膨胀钛合金特殊热膨胀性能形成机理方面取得的新的进展。论文第一作者为东莞理工学院机械工程学院王皓亮博士，通讯作者为机械工程学院孙振忠教授，共同通讯作者为比利时鲁汶大学Matthias Bönisch博士，合作作者有中国散裂中子源殷雯研究员和徐菊萍博士等。王皓亮博士主要从事金属材料物相晶体结构、微观组织及应力分析；钛合金固态相变及功能性研究；高等级耐热钢焊接接头蠕变失效预测研究。1.拉曼光谱在材料研究中的应用（图1.Ti22Nb合金通过析出纳米尺寸第二相获得的宽温域零膨胀性能）研究人员利用中子衍射技术表征材料微观结构的巨大优势，配合使用XRD冷热台（变温范围 -190℃到600℃ ，温控精度±0.1℃，文天精策仪器科技（苏州）有限公司）实现测试样品的温度变化，精确鉴定了线性零膨胀Ti22Nb钛合金中的物相组成，证实了依靠溶质元素扩散迁移形成的等温αʺiso相也具备调控热膨胀系数的功能。相对于冷加工材料，该研究中通过机械+热循环处理获得的双相复合材料，其低热膨胀行为的作用范围被拓宽至300℃。结合其他原位X-ray衍射和EBSD/TKD电子显微表征技术，在纳米到微米尺寸范围内全面分析了材料微结构要素，澄清了热循环过程中纳米尺寸αʺiso相的形成路径，揭示了微观晶格畸变/相变应变、晶体学取向参量和宏观热膨胀系数的之间的定量关系，为设计具有较宽使用温度范围的低/负热膨胀钛合金提供了新的途径，是从理论研究向技术和产品层面跃进的重要依据和前提。 (图2.(a)不同状态Ti22Nb合金中子衍射谱线，(b)原位升降温XRD谱线(c)母相及析出相衍射峰强度随温度演化规律)（图3.原位升降温XRD测试）图4.原位XRD冷热台

首届大学生金相技能大赛开幕式 　　2012年12月6日，首届全国大学生金相技能大赛在北京科技大学开幕。本次大赛由高等学校实验室工作研究会、北京科技大学、清华大学主办，中国腐蚀与防护学会、中国体视学学会协办，有来自北京科技大学、清华大学、天津大学、北京航空航天大学、上海交通大学、哈尔滨工业大学等全国20余所材料学科相关高校的七十多位大学生参加此次比赛。 全国高校材料学科实验教学研究会秘书长、清华大学龚江宏教授，高等学校实验室工作研究会副理事长兼秘书长、北京大学王兴邦教授，北京科技大学党委书记罗维东教授，教育部高教司实验管理处处长李平，教育部科技委员会委员、清华大学潘伟教授，北京科技大学校长助理黄伟九教授等领导和专家学者参加了开幕式并致辞，表示了各部门、各高校等方面对实验教学、对提高学生实践能力的重视，并预祝参赛学生都能获得好成绩。 教育部高教司实验管理处处长李平 　　其中，教育部高教司实验管理处处长李平发表讲话，表示教育部重视加强学生的实验教学，重视提高学生的实践能力，教育部出台了一些列加强大学生实践能力的意见，学校新增经费需要优先保证教育教学需要，新增教学经费需要优先用于实践教学。 北京科技大学党委书记罗维东 　　北京科技大学罗维东书记发表讲话表示，不久前召开的十八大上，明确指出要加强学生的实践能力和培养学生的创新意识，各高校都意识到需要加大对实验室建设的投入，提高学生的实践能力。今年正值北京科技大学六十周年校庆，北京科技大学很荣幸能举办首届全国大学生金相技能大赛。 首届全国大学生金相技能大赛开幕仪式 　　潘伟教授、李平处长、罗维东教授、王兴邦教授宣布首届全国大学生金相技能大赛开幕。 参赛师生合影 　　全体参赛师生在合影后，分为A、B两组先后前往北京科技大学材料学院实验中心参加预赛，而每一组比赛进行时，另一组将参观清华大学实验室。 北科大材料实验中心 　　赛场位于北京科技大学材料科学与工程学院实验测试中心，国家级实验教学示范中心之一。赛事支持企业与单位 　　北京科技大学在科研、教学等方面显微镜的应用上有着优良的师资、设备与技术力量，此次大赛也得到了著名显微镜厂商奥林巴斯(中国)有限公司、蔡司光学仪器(上海)国际贸易有限公司、南京江南永新光学有限公司、蔡司材料显微镜中国独家代理商北京普瑞赛司仪器有限公司，以及北京科大分析检验中心有限公司的支持。 北科大-奥林巴斯共建实验室 奥林巴斯光学数码显微镜DSX500 　　在实验中心内北科大-奥林巴斯共建实验室内，我们看到了奥林巴斯光学数码显微镜DSX500的金相研究演示。 蔡司、普瑞赛司显微镜体验中心 蔡司-科研级正置智能数字材料显微镜Axio Imager A2 　　在蔡司显微镜体验中心，我看到了蔡司-科研级正置智能数字材料显微镜Axio Imager A2的金相研究演示。 老式徕卡显微镜 　　在实验室内还陈列着上世纪90年代、80年代、70年代、60年代等不同时期北京科技大学所使用过的显微镜，由于有专业的维护，很多老显微镜仍能正常使用。但最震撼的就是使用着原始镜架和皮腔等结构的古董显微镜了，这些珍藏甚至北科大校史馆也没有。 西汉铁剑马氏体组织显微照片 　　当年的老一辈院士们就是在用这种简陋的设备进行着研究。比如，由古董显微镜拍下的五十年代三道壕出土的西汉铁剑的金相组织照片，发现了马氏体组织。研究表明这种剑实为钢剑而且经过了淬火处理，是西汉以前的战国时期淬火技术已在应用的有力证明。 实验中心多媒体教室是此次大赛的赛场 　　作为赛场的教室内，40套同样配置的江南永新NJF-120A金相显微镜可以让40位同学同时观察样品。 显微镜调试 　　首先，参赛的各高校同学们领取了样品，开始调试显微镜。 选手打磨样品 选手打磨样品 　　显微镜调试完毕后参赛选手开始打磨样品。 加入抛光膏 抛光样品 　　完成样品打磨之后的同学开始做抛光。 用硝酸酒精溶液进行侵蚀 　　然后用硝酸酒精溶剂侵蚀出金相组织。 观察样品质量 　　最快完成样品制备的同学仅用了不到20分钟(比赛时间为1小时)。当然，决定成绩的是样品质量，使用显微镜检查样品后，同学们很多又继续返回到样品制做工作中以争取更高的样品质量。 作品提交 　　对自己的样品感到满意的同学们开始陆续提交作品，最快提交的大约用了35分钟，大部分同学在40-50分钟期间提交了作品。 评委观察样品 　　同学们提交的样品由5位评委老师评分，评委老师相当认真公正，每个样品直到边缘都仔细观察，为了某样品中的假相问题对得分的影响，持宽容意见的评委老师和非常严格的评委老师甚至发生了争论。　　总体上看，大部分参赛同学的表现都不错，其中有些同学的作品相当出色，反映了各高校优良的教学质量及实验室教学建设的高水平。但也有少数同学也许是因为紧张或是心急，出现了不应有的低级失误，令人惋惜。我们祝愿在复赛中，同学们能再创佳绩，并预祝此次大赛圆满成功。

11月份有199项标准将实施我们通过国家标准信息平台查询到，在2022年11月份将有199项与仪器及检测行业的国家标准、行业标准和地方标准将实施。(图1：11月份各行业领域新实施标准占比)11月份新实施的标准中，各领域分布的都比较均衡。其中化工类的占17%，其次是轻工纺织占11%，其他领域都在10%以内。新实施的标准中，分析仪器 检测类标准较少。具体11月份主要新实施的标准如下：需要相关标准的，点击链接即可下载收藏↓仪器仪表与计量标准（18个）GB/Z 41476.4-2022 无损检测仪器 1MV以下X射线设备的辐射防护规则 第4部分：控制区域的计算 GB/Z 41476.3-2022 无损检测仪器 1MV以下X射线设备的辐射防护规则 第3部分：450kV以下X射线设备辐射防护的计算公式和图表 GB/Z 41476.2-2022 无损检测仪器 1MV以下X射线设备的辐射防护规则 第2部分：防护技术要求 GB/Z 41476.1-2022 无损检测仪器 1MV以下X射线设备的辐射防护规则 第1部分：通用安全技术要求 GB/Z 41399-2022 无损检测仪器 工业X射线数字成像系统 GB/Z 41390-2022 工业自动化仪表用电源电压 GB/T 41398-2022 显微镜 双目镜筒最低要求 GB/T 22055-2022 显微镜 成像部件的连接尺寸 GB/T 1927.14-2022 无疵小试样木材物理力学性质试验方法 第14部分：顺纹抗拉强度测定 GB/T 12452-2022 水平衡测试通则 GB/T 11828.2-2022 水位测量仪器 第2部分：压力式水位计 DB44/T 2389-2022 计量检测数据与结果数字化处理系统技术要求 DB14/T 2499—2022 检验检测机构化学检测用标准物质管理及应用指南 DB14/T 2498—2022 检验检测机构人员技术档案管理指南 DB14/T 2497—2022 检验检测机构仪器设备档案管理指南 GB/Z 27021.11-2022 合格评定 管理体系审核认证机构要求 第11部分：设施管理管理体系审核及认证能力要求 GB/T 27029-2022 合格评定 审定与核查机构通用原则和要求 GB/T 27021.8-2022 合格评定 管理体系审核认证机构要求 第8部分：城市和社区可持续发展管理体系审核与认证能力要求 农林牧渔食品标准（17个）GB/T 41811-2022 魔芋凝胶食品质量通则GB/T 41552-2022 三七林下生态种植技术规程 GB/T 41551-2022 片猪肉激光灼刻标识码、印应用规范 GB/T 41550-2022 畜禽屠宰用脱毛剂使用规范 GB/T 41549-2022 油茶皂素质量要求 GB/T 41548-2022 畜禽屠宰加工设备 畜禽肉分割线 GB/T 41547-2022 地采暖用木质地板 GB/T 41441.2-2022 规模化畜禽场良好生产环境 第2部分：畜禽舍技术要求 GB/T 41441.1-2022 规模化畜禽场良好生产环境 第1部分：场地要求 GB/T 41438-2022 牛肉追溯技术规程 GB/T 41406-2022 袋装方便面全自动包装生产线 通用技术要求 GB/T 41405.1-2022 果酒质量要求 第1部分：枸杞酒 GB/T 19676-2022 畜禽肉质量分级 鸡肉 GB/T 17239-2022 鲜、冻兔肉及副产品 GB/T 17238-2022 鲜、冻分割牛肉 GB 7300.501-2021 饲料添加剂 第5部分：微生物 酿酒酵母 DB11/T 1188-2022 农业标准化基地等级划分与评定规范 环境环保标准（11个）GB/T 41475-2022 1：25 000~1：500 000土壤养分图用色与图例规范 GB/T 24789-2022 用水单位水计量器具配备和管理通则 GB/T 18916.9-2022 取水定额 第9部分：谷氨酸钠（味精） GB/T 18916.4-2022 取水定额 第4部分：纺织染整产品 GB/T 18916.2-2022 取水定额 第2部分：钢铁联合企业 NB/T 10937-2022 锅炉水（介）质处理检验导则NB/T 10941-2022 小型锅炉和常压热水锅炉技术条件NB/T 10939-2022 锅炉用材料入厂验收规则HJ 1243-2022 土壤和沉积物 20种多溴联苯的测定 气相色谱-高分辨质谱法 HJ 1242-2022 水质 6种邻苯二甲酸酯类化合物的测定 液相色谱-三重四极杆质谱法 DB35/T 2067-2022 锅炉用固体废弃物燃料性能评价规则 医药卫生标准（3个）GB/T 41482-2022 毫米波全息成像人体安全检查设备 GB/T 41426-2022 牙科学 一体式手柄牙线 GB 27951-2021 皮肤消毒剂通用要求 化工橡胶塑料标准（33个）GB/Z 41259-2022 自动电位滴定仪测定防腐木材和木材防腐剂中季铵盐的方法 GB/T 7717.1-2022 工业用丙烯腈 第1部分：规格 GB/T 6702-2022 萘酸洗比色试验方法 GB/T 41666.3-2022 地下无压排水管网非开挖修复用塑料管道系统 第 3 部分：紧密贴合内衬法 GB/T 41501-2022 纤维增强塑料复合材料 双梁法测定层间剪切强度和模量GB/T 41499-2022 废弃催化剂 分类 GB/T 41498-2022 纤维增强塑料复合材料 用剪切框测定面内剪切应力/剪切应变响应和剪切模量的试验方法 GB/T 41493.1-2022 阴极保护用混合金属氧化物阳极的加速寿命试验方法 第1部分：应用于混凝土中 GB/T 41491-2022 配网用复合材料杆塔 GB/T 41489-2022 塑料 聚酰胺 气相色谱法测定ε-己内酰胺和ω-十二内酰胺 GB/T 41488-2022 塑料 预浸料 术语定义和命名符号 GB/T 41483-2022 基于介电常数技术的液态危险化学品安全检查仪通用技术要求 GB/T 41456-2022 纳米技术 生产环境纳米二氧化钛粉尘浓度检测方法 分光光度法 GB/T 41422-2022 压力输水用取向硬聚氯乙烯(PVC-O)管材和连接件 GB/T 41394-2022 爆炸危险化学品储罐防溢系统功能安全要求 GB/T 38725.1-2022 可盘绕式增强塑料管 第1部分：总则 GB/T 26525-2022 精制氯化钴 GB/T 26523-2022 精制硫酸钴 GB/T 26255-2022 燃气用聚乙烯（PE）管道系统的钢塑转换管件 GB/T 25254-2022 工业用聚四亚甲基醚二醇(PTMEG) GB/T 210-2022 工业碳酸钠 GB/T 18998.5-2022 工业用氯化聚氯乙烯（PVC-C）管道系统 第5部分：系统适用性 GB/T 18998.3-2022 工业用氯化聚氯乙烯（PVC-C）管道系统 第3部分：管件 GB/T 18998.2-2022 工业用氯化聚氯乙烯（PVC-C）管道系统 第2部分：管材 GB/T 18998.1-2022 工业用氯化聚氯乙烯（PVC-C）管道系统 第1部分：总则 GB/T 18743.2-2022 热塑性塑料管材 简支梁冲击强度的测定 第2部分：不同材料管材的试验条件 GB/T 18743.1-2022 热塑性塑料管材 简支梁冲击强度的测定 第1部分：通用试验方法 GB/T 16422.4-2022 塑料 实验室光源暴露试验方法 第4部分：开放式碳弧灯 GB/T 16422.3-2022 塑料 实验室光源暴露试验方法 第3部分：荧光紫外灯 GB/T 16422.2-2022 塑料 实验室光源暴露试验方法 第2部分：氙弧灯 GB/T 14571.4-2022 工业用乙二醇试验方法 第4部分：紫外透光率的测定 紫外分光光度法 GB/T 1453-2022 夹层结构或芯子平压性能试验方法 GB/T 13217.3-2022 油墨细度检验方法 冶金地质矿产标准（12个）GB/T 6730.60-2022 铁矿石 镍含量的测定 火焰原子吸收光谱法 GB/T 6730.5-2022 铁矿石 全铁含量的测定 三氯化钛还原后滴定法 GB/T 41520-2022 主动源海底地震仪调查技术规范 GB/T 41497-2022 钒铁 钒、硅、磷、锰、铝、铁含量的测定 波长色散X射线荧光光谱法 GB/T 41496-2022 铁合金 交货批水分的测定 重量法 GB/T 41493.2-2022 阴极保护用混合金属氧化物阳极的加速寿命试验方法 第2部分：应用于土壤和自然水环境中 GB/T 41446-2022 基础地理信息本体范例数据规范 GB/T 3087-2022 低中压锅炉用无缝钢管 GB/T 24174-2022 钢 烘烤硬化值(BH)的测定方法 GB/T 20565-2022 铁矿石和直接还原铁 术语 GB/T 10322.6-2022 高炉炉料用铁矿石 热裂指数的测定 GB/T 10123-2022 金属和合金的腐蚀 术语 石油天然气标准（15个）GB/T 41614-2022 页岩气可采储量评估方法 GB/T 41613-2022 页岩气开发评价资料录取技术要求 GB/T 41612-2022 页岩气井产量预测技术规范 GB/T 41611-2022 页岩气术语和定义 GB/T 41519-2022 页岩气开发过程水资源保护要求 GB/T 41518-2022 页岩气勘探开发油基岩屑处理方法及控制指标 GB/T 3715-2022 煤质及煤分析有关术语 GB/T 3555-2022 石油产品赛波特颜色的测定 赛波特比色计法 GB/T 24138-2022 石油树脂 GB/T 2282-2022 焦化轻油类产品馏程的测定方法 GB/T 21391-2022 用气体涡轮流量计测量天然气流量 GB/T 18255-2022 焦化粘油类产品馏程的测定方法 GB/T 15224.3-2022 煤炭质量分级 第3部分：发热量 DB37/T 4549—2022 石油库碳排放核算和碳中和核定技术规范 DB37/T 4548—2022 二氧化碳驱油封存项目碳减排量核算技术规范 电子电器标准（16个）GB/T 41427-2022 家用电器质量安全 生产过程状态监测与评价指南 GB/T 41423-2022 LED封装 长期光通量和辐射通量维持率的推算 GB/T 41400-2022 信息安全技术 工业控制系统信息安全防护能力成熟度模型 GB/T 24114.1-2022 机械电气设备 缝制机械数字控制系统 第1部分：通用技术条件 GB/T 22264.1-2022 安装式数字显示电测量仪表 第1部分：定义和通用要求 GB/T 21098-2022 灯头、灯座及检验其安全性和互换性的量规 第4部分：导则及一般信息 GB/T 18380.34-2022 电缆和光缆在火焰条件下的燃烧试验 第34部分：垂直安装的成束电线电缆火焰垂直蔓延试验　B类 GB/T 18380.33-2022 电缆和光缆在火焰条件下的燃烧试验 第33部分：垂直安装的成束电线电缆火焰垂直蔓延试验　A类 GB/T 18380.32-2022 电缆和光缆在火焰条件下的燃烧试验 第32部分：垂直安装的成束电线电缆火焰垂直蔓延试验　A F/R类 GB/T 17466.23-2022 家用和类似用途固定式电气装置的电器附件安装盒和外壳 第23部分：地面安装盒和外壳的特殊要求 GB/T 17466.22-2022 家用和类似用途固定式电气装置的电器附件安装盒和外壳 第22部分：连接盒与外壳的特殊要求 GB/T 17466.21-2022 家用和类似用途固定式电气装置的电器附件安装盒和外壳 第21部分：用于悬吊装置的安装盒和外壳的特殊要求 GB/T 17215.303-2022 交流电测量设备 特殊要求 第3部分：数字化电能表 GB/T 15284-2022 多费率电能表 特殊要求 GB/T 12350-2022 小功率电动机的安全要求 GB/T 1002-2021 家用和类似用途单相插头插座 型式、基本参数和尺寸 轻工纺织标准（21个）GB/T 41553-2022 竹纤维 GB/T 41442-2022 山羊绒净绒率试验方法 近红外光谱法 GB/T 41439-2022 纸、纸板和纸浆 盐水提取物pH的测定 GB/T 41434-2022 纸、纸板和纸浆 光学性能基本术语 GB/T 41429-2022 消费品安全大数据系统结构规范 GB/T 41425-2022 婴幼儿学步带整体承载冲击性能试验方法 GB/T 41424.1-2022 皮革 沾污性能的测定 第1部分：翻滚法 GB/T 41420-2022 纺织品 形状记忆性能检测和评价 GB/T 41418-2022 纺织品 定量化学分析 间位芳香族聚酰胺纤维与对位芳香族聚酰胺纤维的混合物（氯化锂/N,N-二甲基乙酰胺法） GB/T 41417-2022 纺织品 定量化学分析 聚芳噁二唑纤维与某些其他纤维的混合物 GB/T 41416-2022 纺织品 α-溴代肉桂醛和1,3-丙烷磺酸内酯的测定 GB/T 41415-2022 纺织品 干湿热条件下尺寸变化率的测定 GB/T 41244-2022 可冲散水刺非织造材料及制品 GB/T 26380-2022 纺织品 丝绸术语 GB/T 22848-2022 针织成品布 GB/T 22793-2022 儿童高椅安全性能试验方法 GB/T 14463-2022 粘胶短纤维 GB/T 14344-2022 化学纤维 长丝拉伸性能试验方法 GB/T 14338-2022 化学纤维 短纤维卷曲性能试验方法 GB/T 14337-2022 化学纤维 短纤维拉伸性能试验方法 GB/T 13761.1-2022 土工合成材料 规定压力下厚度的测定 第1部分：单层产品 能源标准（14个）GB/T 41664-2022 低NOx燃油燃气燃烧器评价方法与试验规则 GB/T 41485-2022 核仪器仪表 地球物理密度测井仪 GB 40878-2021 葡萄糖酸钠单位产品能源消耗限额 GB 40877-2021 硅酸铝纤维及制品单位产品能源消耗限额 GB 31823-2021 码头作业单位产品能源消耗限额 GB 21454-2021 多联式空调（热泵）机组能效限定值及能效等级 GB 16780-2021 水泥单位产品能源消耗限额 GB 12021.9-2021 电风扇能效限定值及能效等级 NB/T 10936-2022 电加热锅炉技术条件NB/T 10935-2022 除氧器技术条件NB/T 10940-2022 火力发电厂排汽消声器技术条件NB/T 10938-2022 绕管式热交换器DB35/T 2063-2022 核电厂周围环境气溶胶中总α、总β分析操作规程 DB35/T 2062-2022 核电厂周围环境空气中全氚分析操作规程 机械标准（13个）GB/T 4357-2022 冷拉碳素弹簧钢丝 GB/T 4162-2022 锻轧钢棒超声检测方法 GB/T 41494-2022 铝合金衬塑复合管材与管件 GB/T 41487-2022 复合型密封垫片材料 GB/T 41486-2022 生活饮用水管道用波纹金属软管 GB/T 41480-2022 门和卷帘的防烟性能试验方法 GB/T 41393-2022 娱乐机器人 安全要求及测试方法 GB/T 41392-2022 数字化车间可靠性通用要求 GB/T 20887.5-2022 汽车用高强度热连轧钢板及钢带 第5部分:马氏体钢 GB/T 20887.4-2022 汽车用高强度热连轧钢板及钢带 第4部分:相变诱导塑性钢 GB/T 20887.3-2022 汽车用高强度热连轧钢板及钢带 第3部分：双相钢 GB/T 20887.2-2022 汽车用高强度热连轧钢板及钢带 第2部分：高扩孔钢 GB/T 20564.7-2022 汽车用高强度冷连轧钢板及钢带 第7部分：马氏体钢 其他标准（26个）GB/Z 41599-2022 车辆总质量监测 GB/T 41600-2022 汽车直线行驶稳定性试验方法 GB/Z 41305.2-2022 环境条件 电子设备振动和冲击 第2部分：设备的贮存和搬运 GB/T 4736-2022 日用陶器透气性测定方法 GB/T 41517-2022 船舶和海上技术 可行驶内燃机车辆的货舱的通风 气流总需量的理论计算 GB/T 41504-2022 建筑外门窗及百叶防非正常开启性能检测方法 GB/T 41503-2022 不定形耐火材料 气动喷嘴混合型喷枪制备耐火喷射料试块 GB/T 41502.1-2022 建筑施工机械与设备 内部式混凝土振动器 第1部分：术语和商业规格 GB/T 41500-2022 柱塞泵用氧化物陶瓷柱塞 GB/T 41495-2022 混凝土泵车保养、维修及报废规范 GB/T 41490-2022 氮化硅陶瓷 室温下滚动接触疲劳试验方法 球板法 GB/T 41478-2022 生产过程质量控制 系统模型与架构 装配与铸造 GB/T 41474-2022 设施管理 运作与维护指南 GB/T 41468-2022 印刷技术 印前数据交换 阶调调整曲线 GB/T 41467-2022 印刷技术 专色阶调值的测量与计算 GB/T 41466-2022 印刷技术 彩色软打样系统要求 GB/T 41459-2022 空间环境 空间太阳总辐照度 GB/T 41458-2022 空间环境 产生航天器表面最恶劣电位差的等离子体环境GB/T 41457-2022 空间环境 地球同步轨道太阳质子注量及其统计模型置信度选择指南 GB/T 41397-2022 生产过程质量控制 故障诊断 GB/T 3532-2022 日用瓷器GB/T 3298-2022 日用陶瓷器抗热震性测定方法 GB/T 1457-2022 夹层结构滚筒剥离强度试验方法 GB/T 13923-2022 基础地理信息要素分类与代码 GB/T 10811-2022 釉下/中彩日用瓷器 GB 40875-2021 油轮单点系泊作业安全要求 Get√小技巧：在仪器信息网APP里，可以免费下载上述标准→↓扫码到APP免费下载目前仪器信息网资料库 有近75万篇资料，内容涉及检测标准、物质检测方法/仪器应用、仪器操作/仪器维护维修手册、色谱/质谱/光谱等谱图。资料库每月有20多万人访问，上万人下载资料，诚邀您分享手头上的资源，与人分享于己留香！

微结构用于描述金属材料的主要特征，它在很大程度上决定了产品的性质和性能。 微观方法分析是材料科学的基本技术，以研究其状态和对材料特性的影响。 为了通过金相技术对微观结构进行最佳的描述，合适的样品制备起到了核心作用。微观结构的重要性及其分析无论是悬索桥的钢缆、涡轮机的叶片还是人体的人工髋关节，所有产品都有一个共同点：它们的特性不仅仅来自材料及其化学成分，而是来自内部结构的特殊排列[1]。这是指材料的微观结构，微观结构可以由不同的成分组成，如晶粒、晶界、沉淀或杂质。许多材料性能取决于这种微观结构，例如钢缆的强度或涡轮叶片在极端操作条件下的长期稳定性[2]。金相学是研究微观结构的最重要方法之一，它允许通过定性和定量分析方法对整个微观结构以及单个成分进行微观可视化。金相学的一个重要组成部分和中心作用是样品制备，这取决于材料的类型、条件以及检验方法。如果准备不足或执行不当，后续检查可能会导致错误的结果和对材料性能的错误评估。因此，了解具有特定材料要求的合适试样制备标准并正确实施尤为重要。以下将解释金相制备的基本程序，并以钛为例阐明具体材料要求的明确细节。适当的样品制备及其挑战图1显示了样品制备过程，包括以下步骤：样品切片和切割、样品安装、研磨和抛光，最后对样品进行蚀刻。每个单独的步骤都是相关的，并且会影响制备的金相截面的后续质量。图1 金相制备方法的示意图第一步是确定从整个零件上移除一个截面，有计划的调查研究将在该截面上进行，因为在许多情况下，关注的不是整个零件及其微观结构，而是特定区域。对于通过机械切割方法进行的拆卸，建议使用湿磨料切割机，包括工件的主动冷却。这减少了输入工件的热量，防止了不必要的微观结构变化，并冲洗掉了磨损的颗粒。切割钛时，通常使用碳化硅和合成树脂粘结制成的切割轮。第一步是确定从整个部分的整个部分的去除，在其上，这些部分将在许多情况下进行，而不是整个部分，并且其微观结构是感兴趣的，而是只有一个特定的区域。为了通过机械切割方法去除，推荐使用包括工件的主动冷却的湿磨削切割机。这将输入的热量减少到工件中，防止不希望的微观结构改变并冲洗擦除磨损的颗粒。对于切割钛，通常使用碳化硅与合成树脂键合的截止轮。在样品切片和切割后，将零件以正配合嵌入合成树脂基体中。这种嵌入简化了进一步的试样处理，便于制备机械上特别敏感的试样，允许将多个试样组合在一个金相截面中，并能够使用自动研磨和抛光设备。根据工艺温度，区分冷安装和热安装。温热嵌入期间产生的温度非常低，对试样的任何影响和可能的微观结构变化通常可以忽略不计。如果还要通过扫描电子显微镜检查试样，则必须注意嵌入介质中是否含有导电成分（例如石墨）。在下一步中，可以开始通过研磨和抛光进行准备。由于嵌入试样的表面质量通常较差，研磨过程首先以粗粒度开始，以提高质量并使试样平整。随后，以越来越细的粒度重复研磨过程，以去除粗研磨过程中产生的加工痕迹和划痕。重要的是确保足够的水供应，以消除金属磨损，并防止试样过热。对于钛，当使用碳化硅砂纸时，从P120的砂砾开始，继续使用P240、P320、P600、P800、P1200和P2400。在随后的抛光过程之前，试样应没有深划痕和大的机加工痕迹。如果计划对试样进行机械抛光（例如，电解或振动抛光工艺），则在第一步中使用细绒布和抛光剂。抛光可以手动或自动完成。自动设备的优点是节省时间和使用规定的接触力，因为过大的力会快速导致变形或划痕，尤其是在敏感材料上。在同步条件下，钛用金刚石悬浮液（3µm）在15-25 N的接触力下抛光约10分钟。如果金相断面质量足够且无划痕，则可继续进行最终抛光。为了控制目的，可通过使用暗场过滤器的光学显微镜进行目视检查。在这种情况下，质量良好的表面呈深色，而划痕和凹痕呈浅色。对于钛的精细抛光，使用由粒径为0.06µm（2 x 10 min）的胶体二氧化硅组成的悬浮液，并逐滴添加水。由于钛的高氧亲和力，建议使用30%的过氧化氢溶液作为润滑剂，以避免在制备的部分表面上形成氧化层。根据计划的检查，可能必须重复进行最终抛光。对于光学和大多数扫描电子显微镜检查，一个过程通常就足够了。例如，如果计划通过电子背散射衍射（EBSD）进行分析，则最终抛光应重复数次（最多六次）。图2 用克罗尔（Kroll）试剂蚀刻Ti-6al-4V的EBSD分析，显示相位分布（左）和彩色代码（b）[3]在每次研磨和抛光步骤后，应对制备部分进行彻底清洁，以防止可能遗留的磨损颗粒和污染物。在研磨和抛光步骤之间，至少应用水冲洗。在从研磨过程过渡到抛光过程之前以及最终抛光之后，应在超声波浴中额外清洁准备好的部分几分钟，然后在自来水下冲洗，最后用酒精冲洗。金相切片的干燥是在热气流中进行的，结果应该是镜像和无污染的表面。通过显微方法进行微观结构分析的最终准备步骤是通过蚀刻对比微观结构。这应在最终抛光后立即进行，因为表面上很快就会形成一层氧化物，尤其是钛，这会对蚀刻过程产生负面影响。例如，制备部分的蚀刻可通过化学或物理方式进行。如果钛基材料通过浸渍进行湿化学对比，则可使用克罗尔（Kroll）试剂进行蚀刻。蚀刻时间的持续时间因钛合金而异。纯钛的腐蚀时间为30-45秒，而Ti-6Al-4V合金的腐蚀时间可达60秒。另一种蚀刻剂是由氢氧化钾（KOH）制成的碱溶液。这导致微观结构的不同对比度，从中可以获得更多信息。对于Ti-6Al-4V，此处的蚀刻时间为15-30s。微观结构的显微镜调查制备完成后，可使用各种成像和分析技术对微观结构进行显微镜检查。图2显示了使用EBSD的扫描电子显微镜的分析结果，该分析是在Ti-6Al-4V样品上进行的，该样品如前所述制备并用克罗尔试剂蚀刻。图3显示了使用替代KOH蚀刻试剂成功制备两个Ti-6Al-4V样品，其中可以看到具有篮织结构（左）和马氏体结构（右）的微观结构。当在光学显微镜下观察时，该蚀刻试剂允许微观结构的彩色可视化，并且特别适合于具有马氏体微观结构成分的钛合金，因为如图3（右图）所示，这些成分被清楚地突出显示[3]。图3 用KOH试剂蚀刻Ti-6Al-4V的光学显微镜照片，显示篮织结构（左）和马氏体微观结构组分（右）参考文献[1] Hornbogen, E. et al.: Metalle: Struktur und Eigenschaften der Metalle und Legierungen. 7th ed., Berlin, Springer Vieweg, (2019) ISBN 978-3-662-57763-9.[2] Gottstein, G.: Materialwissenschaft und Werkstofftechnik: Physikalische Grundlagen. 4th ed., Berlin, Springer Vieweg, (2014) ISBN 978-3-642-36602-4.[3] Pede, D. et al.: Additive manufacturing: metallographic analysis of microstructure. In Advances in metallography: proceedings of the 53rd Metallography Conference September 18-20, 2019 in Dresden, (2019), ISBN 978-3-88355-417-4.作者简介Dennis Pede（丹尼斯佩德）：Institute of Materials Science and Engineering Tuttlingen, Furtwangen University, Germany丹尼斯佩德在汉诺威莱布尼茨大学获得医学工程硕士学位。他目前是福特旺根大学材料科学与工程图特林根研究所（IWAT）的研究助理和博士生，由Mozaffari Jovein教授指导。他的研究活动集中于添加剂制造工艺、金属材料以及材料测试和分析。Lidija Virovac：Institute of Materials Science and Engineering Tuttlingen, Furtwangen University, GermanyLidija Virovac在富特旺根大学攻读学士学位时学习了医学工程，在硕士学位时学习了应用材料科学，并在学习期间获得了实用金相学的第一次经验。随后，她在Mozaffari Jovein教授的指导下，在Tuttlingen材料科学与工程研究所（IWAT）担任研究助理，加深了自己的知识。进一步的研究领域是添加剂制造和功能涂层的制备。Tobias Poleske：Institute of Materials Science and Engineering Tuttlingen, Furtwangen University, GermanyTobias Poleske在富特旺根大学攻读材料工程学士学位。自2017年以来，他一直是Tuttlingen材料科学与工程研究所（IWAT）的研究助理，在Mozaffari Jovein教授的指导下从事各种材料科学课题。他的工作重点是使用光学和扫描电子显微镜进行实用材料成像，以及对常规和附加制造部件进行材料分析。Hadi Mozaffari-Jovein：Institute of Materials Science and Engineering Tuttlingen, Furtwangen University, GermanyHadi Mozaffari Jovein在斯图加特大学攻读冶金学，并从斯图加特大学（马克斯普朗克金属研究所）获得博士学位。自2009年以来，他一直担任富特旺根大学材料科学教授和图特林根材料科学与工程研究所所长。他的研究涵盖各种材料科学主题，包括损伤分析、材料测试和分析、传统和添加剂制造工艺，以及材料开发和优化。原文；Microstructural analysis of metallic materialsMicroscopyLight Microscopy，15 November 2021（符斌 供稿）

近期，蔡司发布了全新的基于场发射扫描电镜的原位实验平台，其通过全新开发的集成化的软硬件系统，自动化的工作流程使用户从传统的艰难且可靠性低的原位测试实验中彻底解放出来，可轻松的在拉伸/加热环境下进行自动甚至无人值守的原位实验。 为了使您更加深入的了解原位解决方案的应用，此次蔡司联合牛津仪器，将分别从原位SEM成像和原位EDS/EBSD分析应用出发，并首次结合虚拟实验操作展示，使您获得第一手的，身临其境的体验。加入会议，了解更多有关蔡司原位实验平台解决方案的信息：- 无人值守的自动化原位实验工作流程技术细解- 先进的自动化原位EDS和EBSD分析技术- 原位实验流程在线展示主题：全自动原位拉伸/加热成像与分析解决方案——蔡司场发射扫描电镜原位实验平台时间: 2022-6-29 14:00语言：中文 主讲人：高迪（蔡司中国显微镜资深应用专家）硕士毕业于北京工业大学，2017年至今在蔡司显微镜部担任应用技术专家，在电子显微学及微纳加工等相关领域有多年工作和学习经验，为国内近百余客户进行了应用培训和成像演示工作，协助用户解决SEM及FIB应用问题。熟悉SEM和FIB在材料科学、化学物理、半导体科学等领域的应用 主讲人：陈帅（牛津仪器资深应用专家）2015年3月毕业于日本京都大学材料工学专攻，获工学博士学位，博士期间主要研究超细晶亚稳态奥氏体钢的相变诱发塑性和马氏体相变。毕业后先后在钢铁公司和材料分析公司从事钢铁产品开发以及高纯材料分析等工作。2018年加入牛津仪器，主要负责EDS、EBSD、OP的推广及技术支持。扫描二维码报名参会 点击链接报名参会：https://mp.weixin.qq.com/s/VkNMu02MOjXlvKxeOBmkBw

p 　　近日，由中国国际核聚变能源计划执行中心牵头，中科院核能安全技术研究所· FDS凤麟核能团队负责编制的抗中子辐照钢标准《聚变堆用抗辐照低活化马氏体结构钢板》（HJB 1016-2018）正式发布。该标准是我国发布的首批聚变堆结构材料标准，自2018年9月9日起施行。 /p p 　　抗中子辐照钢具有抗辐照脆化和肿胀、低活化、耐高温等优点，是聚变堆、聚变裂变混合堆和裂变铅基堆等先进核能系统的首选结构材料，欧盟、美国、日本、俄罗斯等核能强国都将其纳入核心发展战略。另一方面，材料标准的建立是一种材料发展成熟的标志，直接决定着材料能否进行工程应用，因此各国均开展了抗中子辐照钢的标准化工作。 /p p 　　在国家重大项目的支持下，核安全所· FDS凤麟团队自2001年起主持研发具有自主知识产权的中国抗中子辐照钢CLAM，其主要性能已达到国际同类材料先进水平，可满足世界上最大的能源科技合作计划“国际热核实验堆ITER”的基本要求。在此基础上，团队于2017年初率先向中国国际核聚变能源计划执行中心提出抗中子辐照钢的标准化申请并获批立项，启动了我国抗中子辐照钢标准的编制工作，围绕材料的成分、组织、性能等关键问题，提出了在冶炼制备和性能测试中的技术规范和参数要求。 /p p 　　该标准的正式发布与实施标志着我国在抗中子辐照钢的工程化应用方面已走在世界前列，为该材料的工业化生产和应用奠定了基础，对推动我国先进核能系统的发展具有重大意义。 /p

仪器信息网讯 2016年9月20日-22日，由中国钢研科技集团有限公司和中国金属学会联合举办的第18届国际冶金及材料分析测试学术报告会暨展览会(CCATM’2016)在北京国际会议中心召开。其中的CCATM’2016化学分析报告会在9月21日-22日进行，包含国际大会报告和国内大会报告，并针对不同应用方法设立了固体化学分会场和湿法化学分会场。　　在22日举行的CCATM’2016化学分析报告会国内大会报告上，11位技术研发和企业应用专家分享了最新技术成果。CCATM’2016化学分析报告会现场北京有色金属研究总院 李继东 报告题目《辉光质谱在金属材料中分析应用进展与展望》　　李继东在报告中介绍说，辉光放电质谱(GDMS)是痕量和超痕量元素分享的极佳工具。根据供电方式不同，GDMS分为三类，其中直流辉光放电质谱的市场占有率最高，能达到90%以上。除了介绍GDMS的计算原理和仪器机构，李继东解释了目前GDMS的分析优势。分析速度快：通常一个固体进样样品全流程分析时间约1h；测定下限低：多数元素测定下限达到1ppb；基体效应小：可采用相对灵敏度因子进行多样品半定量成分分析。该团队在实验室曾采用GDMS分析过30余种金属合金。李继东还通过实例和数据详细介绍了GDMS在有色金属材料分析中的应用。李继东带领团队起草发布了近十项用辉光放电质谱测定有色金属材料的行业标准。李继东最后总结到，辉光放电质谱与光谱一样有很大的应用发展空间，射频和脉冲辉光放电离子源将进一步拓展其应用；目前，标样(特别是低含量标样)缺乏限制了GDMS的应用，发展标样非常重要。宝山钢铁集团中央研究院 何晓蕾 报告题目《全二维气相色谱/飞行时间质谱法分析焦化废水中的多环芳烃及其它有机物》　　何晓蕾介绍了团队以焦化厂经过SBR生化处理前后的废水作为研究对象，采用液-液萃取分离方法，结合全二维气相色谱飞行时间色谱分析技术，建立了多环芳烃和其他有机物的检测方法。团队系统的研究了焦化废水SBR生化处理前后，多环芳烃的含量和毒性变化。通过两组大数据的比对，了解了SBR生化处理前后其他有机物的组成变化和分子构成变化，多环芳烃SBR去除率约为40%，高分子量多环芳烃去除率达100%，该研究获悉了废水处理系统的降解规律，为选择最佳的可行性后续废水处理方案提供了依据。中国船舶重工集团公司第七二五研究所(洛阳船舶材料研究所)刘攀 报告题目《Top-down技术和灰色理论评估化学分析测量不确定度》　　刘攀介绍了以合理表征质控数据分散性的标准参数表示不确定度的Bottom-up (GUM)方法。该团队的研究通过45套质控数据验证了平均移动极差、稳健标准查、灰色标准差三种方法的一致性。刘攀还提到，检验检测应用也需要大数据深入探索，继续完Top-down技术。醴陵市金利坩埚瓷厂 荣金相 报告题目《多元复合助熔剂在红外碳硫分析仪上的应用技术》　　荣金相介绍了复合助剂的种类和选择方法，以及在红外碳硫分析中的最佳分析条件。不同基体材料要正确选择相匹配的复合助剂，该团队研发并商品化了针对不同材料的复合助剂供以提高红外碳硫分析仪的应用效果。宝山钢铁股份有限公司 朱子平 报告题目《电解法测定化学钝化镀锡板表面铬量》　　朱子平介绍了团队目前正在研究的电解法测定化学钝化镀锡板表面铬量的课题情况。镀锡板表面铬测定有比色法、电解法、X荧光法、原吸法和ICP法等。该研究团队设计了电化学测量装置。通过该装置，该研究对化学钝化表面铬电解曲线进行了微分曲线，可以准确判断起始点，进而确定化学钝化电解时间。根据化学钝化电解时间和电解法标定系数，可以得到化学钝化表面铬量。该电解法测量速度快、测量精度好。首钢京唐钢铁联合有限责任公司 张红领 报告题目《BH钢熔炼成分碳含量检测过程样品代表性的研究》　　张红领介绍了团队在BH钢熔炼成分碳含量检测中的一些经验与数据结果。为保证球拍样检测过程的精确性，在生产检测过程中BH钢的铣床的铣削程序设置为1.2mm。同样的检验条件下，提桶样检测记过精确性略高于球拍样。球拍样与提桶样两种取样方式检测BH钢连铸碳含量无显著差异。国家钢铁材料测试中心 罗岁斌 报告题目《冶金原材料分析中溶液介质及盐分对电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)分析结果的影响探讨》　　罗岁斌介绍了影响ICP-AES信号强度的诸多因素。将无机酸引入检测体系会使进入等离子体内的分析物减少，分析信号降低。在基体匹配的基础上采用内标校正，可以校正硫酸加入量微小差异引起的对金属离子的分析误差。钠盐存在时，硫酸介质和盐酸介质下镁的测试结果均降低，基体匹配可以降低其影响，钠盐对分析信号也有明显影响。严格基体匹配较为困难，采取典型试样组成基体匹配可以完成绝大多数分析，具体个别情况可以采用参考物质监控和标准加入法验证。钢研纳克检测技术有限公司 王学华 报告题目《惰性熔融-红外吸收法测定硅钙合金中氧》　　王学华在报告中介绍说，硅钙合金中有效相态组分为硅化钙，而不法行为加入CaO等非有效钙充当有效相态组分，损害产品质量。该研究组采用脉冲加热惰性气体熔融-红外吸收法建立了硅钙合金中总氧含量的测定方法。分析结果精度和准确度较好，RSD在1%左右，可满足实际生产要求。目前尚没有硅钙合金中氧含量的测定方法标准，课题组认为十分有必要建立硅钙合金中总氧含量测定方法。钢研纳克检测技术有限公司 李冬玲 报告题目《管线钢堆焊热区域成分统计分布表征及其组织和性能的相关性研究》　　李冬玲在报告中介绍了用于堆焊区域成分标志的分析方法，详细解释了LIBSOPA分析方法及其特点。研究组对堆焊区域的成分、组织与显微硬度分布相关性进行了研究。其研究表明：在硬度较高的环状区域，Ti元素出现富集带，这个区域也是板条马氏体聚集的地方，可见该硬化区与Ti元素的偏析分布以及板条状马氏体分布密切相关。基体的组织晶粒细小、维氏硬度较低，焊材区域的晶粒组织粗大，其Si、Ti元素的含量也明显高于基体，导致其硬度高于基体。河钢集团钢研总院 刘洁 报告题目《光谱分析用镍基合金内部控制样品的研制》　　刘洁镍分析了目前行业内基合金新材料种类开发越来越多，镍基合金类标准样品在国内非常少，而进口采购价格昂贵 直读光谱、X荧光光谱等仪器对镍基合金标准样的需求很大。在这种情况下，该研究组利用现有仪器设备资源，研制了3种镍基合金内部控制样品。这些控制样均按照相关标准的要求进行冶炼、锻造、加工、均匀性实验、稳定性检验和定值分析，该控制样品在产品质量、仪器校准、测试方法评价等发面发挥了很好的作用，并能够应用与直读光谱、辉光光谱谱仪和荧光光谱仪成分检测校准。钢研纳克检测技术有限公司 宋宏峰 报告题目《镁合金中11种稀土及非稀土元素的全谱测定及干扰校正》　　宋宏峰在报告中介绍了该研究组采用电感耦合器件(CCD)的小型化光谱仪器对一定范围内的谱线进行全谱扫描，具有诸多技术优势。采用该方法，研究者系统研究了稀土镁合金中的十余种金属元素的准确度、短期精密度和干扰校正。研究表明：CCD型全谱光谱仪可以简便、快速的解决镁基样品中稀土元素及其它杂质元素的分析检测。该技术具有检出限低、覆盖面广、不受通道及基体限制等优势，还可以根据用户需求进一步拓展待测元素的种类和测定的含量范围。同时，对较低含量的元素也可以实现高精度、高准确度的检测。

海电气集团旗下上海重型机器厂有限公司（后面简称上重厂）与上海交大材料学院共同建立的&ldquo 大型铸锻件工程技术中心&rdquo ，长期专攻核电装备自主创新关键材料。每周四，交大材料学院的研发团队,都会在年近8旬的潘健生院士带领下,前往闵行江川路上的上重厂，了解已合作了多年的核电大锻件材料、热处理项目进展情况，然后把问题带回学校实验室一一进行模拟和分析，找出解决的办法。前些年，上重厂采用"碗口朝下"的传统淬火方式，对核电压力容器的封头锻件进行热处理，连续几次都失败了，好几百万打了水漂。交大团队加入后，从头研发，最终在潘院士的领导下成功开发了一套&ldquo 碗口朝上&rdquo 的热处理工艺，产品一次热处理成功，这是非常重要的创新。 耐驰：请您谈谈热分析技术在大型铸锻件热处理工艺中的重要性？ 顾教授：大型锻件由于重量大，通常在几十吨以上，热处理难度大。通常通过计算机模拟热处理过程大锻件内部的温度场、组织转变和应力/应变的演化过程是进行热处理工艺设计与优化的极其重要手段。要实现精确模拟，准确的材料参数是必需的。 耐驰：请问在核电压力容器封头锻件热处理工艺研发过程中，您最注重材料的哪些热物性参数？ 顾教授：通常用到的热物性参数包括：热膨胀系数，比热，导热系数，密度等，这些都是要从高温到低温不同温度下的数据，而且针对钢中不同的组织（马氏体、贝氏体、珠光体、奥氏体等）分别测定。实验测试量大，方案设计也难度大。 还有，相变动力学数据也很重要。它也能够通过吸放热来测定，主要测定不同类型相变吸放热的定量数据，同时抽取其中动力学信息。由于钢的相变温度较高，对设备要求较高，甚至需要控制加热/冷却速度。 耐驰：您是通过怎样的测试方法取得这些参数？ 顾教授：目前，通过使用包括耐驰仪器在内的不同设备，进行测试来获取材料的各种性能参数。由于需要通过计算机模拟来指导大锻件的热处理生产工艺，因此对基础数据的准确性有非常高的要求。 耐驰：请问您对耐驰仪器的使用感受如何？ 顾教授：正如前面提到的，只有获得精确数据，我们进行计算机模拟时候才能对结果更加放心。而我们使用的耐驰高温DSC和同步热分析仪STA，其表现出宽广工作温度范围，优化的试验气氛条件、天平的高稳定性和低漂移度、多样且灵敏的传感器，为提供优质的数据铺垫了扎实的基础，耐驰可堪称是科研的好助手，期待耐驰能继续做大作强。 后续 据了解三年来，在交大项目组的攻关下，上重厂在三代核电机组的稳压器锻件、四代核电机组的高温气冷堆/压力容器和堆内构件大锻件等四项技术中率先突破，先后实现国际首台和国内首台的业绩。通过在实践中摸索和研究，交大材料学院梳理出大型铸锻件热制造过程中的科研共性难题，向国家申报了重大基础研究项目，目前该课题已被列入国家973计划并已正式启动。 耐驰祝愿交大与上重厂的通力合作能为我国核电事业各项技术指标挤入世界前列发挥持久而强大的推动力。 上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室-DIL 上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室-TCT 上海交通大学热能工程研究所-STA-MS/FTIR联用 上海交通大学化学化工学院电气绝缘材料重点实验室- LFA 上海交通大学化学化工学院电气绝缘材料重点实验室- DSC和TG 如您有任何疑问，请点击此处发送邮件。

形状记忆合金是通过热弹性与马氏体相变及其逆变而具有形状记忆效应的由两种以上金属元素所构成的材料。迄今为止，人们发现具有形状记忆效应的合金有50多种，在航空航天、机械电子、生物医疗等领域具有广泛的应用。下文将举例介绍电子探针（EPMA）在镍-钛形状记忆合金中的应用。图1. 岛津场发射电子探针EPMA-8050G岛津EPMA-8050G型电子探针（图1）搭载高质量场发射电子光学系统，结合岛津特有的52.5°高X射线取出角和全聚焦晶体，可以实现：01优越的空间分辨率EPMA-8050G可达到的更高级别的二次电子图像分辨率3nm（加速电压30kV）。（加速电压10kV时20nm@10nA/50nm@100nA/150nm@1μA）02大束流更高灵敏度分析可实现其他仪器所不能达到的大束流（加速电压30kV时可达3μA）。在超微量元素的检测灵敏度上实现了质的飞跃，将元素面分析时超微量元素成分分布的可视化成为现实。按原子比由Ti和Ni各占50%的合金称为镍-钛合金(Nitinol)，具有良好的形状记忆性能和超弹性性能。形状记忆合金具有一个显著的特点，即变形到任意形状后，加热到相变温度(相变点)或更高时，能恢复变形前的原始形状，而超弹性合金则是在载荷作用下变形，在载荷消除后恢复原始形状。相变温度大致可以在0℃-100℃之间变化，主要通过改变Ti和Ni的合金原子比值或者加入1%或更少的第三相元素（比如Cr、Co、Cu等）。正畸金属丝是一种典型的镍-钛合金，具备形状记忆和超弹性性能，主要的选材差异在于根据患者的牙周状况和对疼痛的敏感程度来选择具有不同相变温度的矫正材料。图2. 展示了正畸金属丝中主要的合金元素面扫描图像及相分析结果，清晰可见材料基体的元素组成以及其中离散分布的微米级别的混合相结构。图2. 正畸金属丝中各合金元素面扫描图像及相分析结果选择三种具有不同相变温度的正畸材料分别进行定量分析，结果如表1所示，总含量低于1%的Cr元素存在较为明显的含量差异。表1. Af27、Af35、Af40型号正畸金属丝元素定量测试结果结合图3. 展示的三种不同型号的元素面扫描结果，可以更清楚地看到Cr元素含量的差异，同时离散分布的点状微结构中Ni元素被替代的情况也存在差别。图3. 各型正畸金属丝中的元素面扫描图像（a）Af27，（b）Af35，（c）Af40图4. 展示了放大条件下Af27材料中微结构的元素面扫描及相分析结果，表明多化合物混合相的存在。图4. Af27正畸金属丝中化合物相分析更多电子探针仪器信息和相关应用敬请关注岛津科技资讯通推文内容。本文内容非商业广告，仅供专业人士参考。

北京大学付恩刚团队和北京科技大学吕昭平团队合作，在材料抗辐照损伤机制研究方面取得进展，发现共格纳米粒子湮灭缺陷行为，揭示了其循环溶解再析出的缺陷湮灭机制，提出了通过超晶格纳米粒子动态无序-有序转变提高抗辐照损伤性能的全新材料设计策略。研究成果以“共格超晶格纳米粒子可逆无序-有序转变实现超高抗辐照性能（Superior Radiation Tolerance via Reversible Disordering-Ordering Transition of Coherent Superlattice）”为题，于2022年5月30日发表在《自然• 材料》（Nature Materials）上。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41563-022-01260-y。发展先进核能系统是我国实现碳达峰、碳中和目标和解决能源危机的重大需求和重要战略，其中重要的一环是研发高性能结构材料，特别是抗高温辐照的金属材料。核反应堆的结构材料在高温高剂量辐照等极端环境中长期服役且不可替换，其性能退化甚至失效与辐照空洞等典型缺陷的形成演变密切相关。长期以来，增强材料抗辐照能力的策略是通过引入界面来湮灭辐照缺陷，但在高温高剂量辐照下，界面不稳定性诱导缺陷累积与材料失效的这一瓶颈仍亟需解决。针对这一科学问题，研究团队突破传统机制，通过在马氏体钢中引入完全共格结构的化学有序Ni（Al，Fe）金属间纳米析出相，在高温（400~600℃）辐照下，因其极低的形核势垒和极易发生的短程溶质重排主导的动力学行为，可快速进行有序-无序-有序循环动态转变；这种局域相变在限制溶质和点缺陷长程扩散的同时，通过增强溶质和缺陷的重组进而消除缺陷，并保持高密度析出相的动态稳定；最终在超高剂量离子辐照后仍无空洞，展现出超高抗辐照肿胀能力（图）。图：在高温离子辐照环境下，含高密度Ni（Al，Fe）纳米粒子的超晶格钢展现出超高抗辐照肿胀性能该研究成果对开发工程应用新型抗辐照材料以及深入理解辐照机制都具重要意义。

轻松实现5纳米空间分辨率——牛津仪器TKD技术助力纳米析出相研究 结构、成分和工艺决定了材料的性能表现。随着现代电子显微分析技术的发展，特别是大面积能谱和CMOS-EBSD系统商业化的巨大成功，纳米尺度下材料的成分、结构分析已不再是TEM的特权。近日，东莞理工学院王皓亮老师团队通过牛津仪器新一代光纤耦合CMOS-EBSD探测器Symmetry S2，在SEM下轻松表征了Ti22Nb合金中的纳米析出相，TKD空间分辨率达到5 nm。 Ti-Nb体系拥有独特的宽温域线性零膨胀特性，在航空航天、微电子器件、光学仪器等对尺寸稳定性提出严苛要求的高价值工程结构中展现出巨大应用前景。得益于Ti22Nb中a' ' iso析出相在晶向的热收缩特性，调控该相的体积占比和择优取向有助于获得热胀系数为零的合金体系。由此可见，全面理解a' ' iso的析出机理至关重要，而简单、快速、准确的显微分析技术则为材料研发提供了有力支持。简介 近日，东莞理工学院王皓亮老师团队在Scripta Materialia发表了题为Nano-precipitation leading to linear zero thermal expansion over a wide temperature range in Ti22Nb的科研成果。文章作者借助中子衍射、STEM-EDS和TKD研究了a' ' iso的析出行为，同时澄清了a' ' iso与基体的晶体学取向关系。牛津仪器应用技术专家王汉霄博士为此项工作提供了全面的电子显微学技术支持，分别使用Symmetry S2 CMOS-EBSD和Ultim Max大面积能谱系统在纳米尺度表征了Ti22Nb合金的组织结构和元素分布。文章摘选 图1显示了Symmetry S2在常规EBSD模式下采集的IPF面分布图。淬火态（water quenched, WQ）Ti22Nb的显微特征以板条状a' ' 马氏体为主，原高温β相晶界仍清晰可见，母相晶粒直径约50 μm。淬火内应力导致晶格发生局部扭转，具体表现为单个晶粒内IPF颜色的微小波动。冷轧态（cold-rolled, CR）样品的位错密度更高，弯曲交错的变形带揭示了较大的塑性应变。Symmetry S2 所采用的CMOS相机技术和光纤板设计使其兼备高速和高灵敏度特点，是表征大变形样品的利器。图1 ：（a, b）淬火态和（c, d）冷轧态Ti22Nb合金的IPF-TD图叠加BC图；（e）热应变曲线 进一步研究表明，冷轧态样品在350 ℃保温10 min后，热胀系数降低至零。为阐明背后的机理，论文作者探索了温度梯度对微观组织的影响，如图2（a-c）所示。a' ' 的板条形貌在250-300 ℃仍得以保留（a' ' ↔β，~150 ℃），升温至350 ℃后出现大量纳米级针状析出物。受限于块体样品的电子-物质交互作用体积，最终选择在Symmetry S2的TKD模式下表征这些析出相，加速电压和步长分别为30 kV和5 nm。EBSD/TKD模式切换仅需一键即可完成，且无需重新校准系统。图2：（a-c）温度对冷轧态样品显微组织的影响，BSE图像；（d）TKD结果，Tmax = 350 ℃样品的IPF图叠加带对比度图；（e）同步采集的STEM-EDS面分布图；（f）晶体学位向关系。 高空间分辨率TKD结果表明，a' ' 相（最小针宽仅10 nm）在β基体中高度弥散分布，且两相满足 a' ' //β关系。图2（e）是利用Ultim Max大面积能谱探测器同步采集的STEM-EDS元素面分布图，结果显示相较于基体而言，针状析出物富含钛元素。综合上述晶体学和化学成分信息，论文作者推测针状析出相与文献中报道的a' ' iso一致，并将图2（c）样品的线性零膨胀特性归因于通过扩散相变形成的a' ' iso。 王皓亮老师团队借助中子衍射、EBSD、TKD和STEM-EDS，在纳米-微米尺度下研究了Ti22Nb合金的显微组织特点，为设计宽温域线性零膨胀钛合金提供了坚实的理论指导。Symmetry S2 CMOS-EBSD和Ultim Max大面积能谱系统的高分辨率优势，在本项工作中发挥出重要作用。

问到对科研工作者的第一印象，有人说，他们是认真负责、一丝不苟的。有人说，他们是严谨刻板、固执生硬的。也有人说，无香烟不学术，他们是像爱因斯坦一样被白色烟雾包围的大牛。还有人说，他们戴眼镜，白大褂，皮肤白，瘦高，头发乱糟糟的...然而，小编觉得他们也许是成果背后、崭露头角、带着胡茬的艺术家（纯属yy，可直接跳过），他们除了在科学研究领域的前沿，不断探索钻研，带着对知识的渴求以及要在未来承担重要责任的使命感，去开拓人类未曾揭示的领域。他们还会给你带来更多你意想不到的美。今天，借吉大学子们的作品，向大家展示一下美妙的材料世界。房钦平——雷雨作品原图作品终图【作品简介】此图所用材料为自主设计的掘进机刀圈钢，扫描电镜拍摄，目的是观察裂纹的扩展方式及测量裂纹的宽度。图中较细裂纹很像一道闪电，顶部大裂纹可看作云彩，勾勒出一种电闪雷鸣的感觉；板条状马氏体可看作大雨；图中小白点可看作玻璃上的小雨点，整体效果是在一个阴云密布的雨天，作者站在窗前看着窗外的电闪雷鸣和漂泊大雨。隋琦——五光十色的科研之梯作品原图 作品终图【作品简介】在报废淬火灰铁表面进行激光鎔覆cr粉后，所形成独特的（Cr，Fe）碳化物，这种由残余奥氏体和网状混合球状的碳化物构成的基体有效提升了其抗冲击能力。另外，激光的再次加工，消除了表面由于淬火和磨损所产生的大量裂纹缺陷，同时有效的提升了其抗腐蚀，抗磨损性能。大幅度提升了表面淬火的铸铁零部件的使用寿命。孙超——AZ91D镁合金作品原图作品终图【作品简介】AZ91D镁合金铸锭SEM图。材料为AZ91D镁合金。AZ91D铸锭态存在两相，α相镁基体和β相Mg12Al17。本次拍摄主要目的为通过扫描电镜观察其中β相的形态。在原有的扫描电镜照片基础上，对其进行了锐化，调整清晰度以及色调等步骤。主要目的在于使照片更利于观察，着重突出照片中样品的β相的形态，以便观察及分析。孙梦琪——美丽的星球作品原图作品终图【作品简介】原图是以叔丁醇为冷却媒介利用冷冻制造的方法获得的多孔氧化铝陶瓷坯体的横截面，由于模具温度过低使孔隙结构略呈放射状。该作品犹如一颗神秘又美丽的星球，经历了多少岁月的洗礼，它依然在太空中沉静、孤独、执着地运行着。就像每一个科研工作者，在一次一次失败的实验中汲取经验教训，变得更加坚强。徐新宇——枫作品原图作品终图【作品简介】原图为拍摄纯镁时的扫描电镜照片。在进行调色处理之后，不禁联想到鲁迅笔下的枫叶：“扶桑正是秋光好，枫叶如丹照嫩寒。”因此取名为《枫》。寓意我们应该像枫叶那样，不管在什么时候，都要充满浪漫，用一种优雅的态度浪漫地生活，用一颗希望的心迎接明天！杨林——黑白舞者作品原图作品终图【作品简介】SEM7000倍下拍摄，材料为：灰铸铁，拍摄目的：观察灰铸铁激光抠槽后单元体截面组织。设计理念：黑白舞者，黑白的舞者在绚烂的灯光下进行了完美的谢幕！！注：以上所有作品均来源于吉林大学材料科学与工程学院首届“智研杯”——科研之美主题大赛，TESCAN扫描电镜拍摄作品。未经授权，请勿转载。关于TESCANTESCAN发源于全球最大的电镜制造基地-捷克Brno，是电子显微镜及聚焦离子束系统领域全球知名的跨国公司，有超过60年的电子显微镜研发和制造历史，是扫描电子显微镜与拉曼光谱仪联用技术、聚焦离子束与飞行时间质谱仪联用技术以及氙等离子聚焦离子束技术的开拓者，也是行业领域的技术领导者。

p style=" text-indent: 2em " strong 仪器信息网讯 /strong 据人民网等媒体最新讯息，2019年2月22日18时，中国科学院院士、凝聚态物理学家和教育家、南京大学物理学院教授王业宁因病医治无效在宁逝世，享年93岁。根据王业宁院士生前遗愿，一切从简，不举行任何活动和仪式。 /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201902/uepic/54441d67-9835-4746-87af-9dce8f5e2464.jpg" title=" 6fe307c2cd2aac4ea16bbaae3b2034b8_3f7715a4-6c69-476e-90a0-deb7095c6b3a.jpg" alt=" 6fe307c2cd2aac4ea16bbaae3b2034b8_3f7715a4-6c69-476e-90a0-deb7095c6b3a.jpg" / /p p style=" text-indent: 2em " 王业宁院士在层状化物理学、凝聚态物理材料，特别是材料物理学领域做出了突出贡献，长期从事固体内耗与力学谱研究工作，她早年的研究让其成为国际定律的代言人，她首次创造性地把葛氏摆应用到新的领域，用它来研究相变机理。她观察到内耗峰值随温度的升降速度和应力的增加而增高，随震动频率和含碳量的增加而减低。瞬态内耗与一个震动周期内马氏体的转变量成正比。这个结论早已被我国写进专业教科书，被称为“王氏定律”。整整10年之后，法国科学家德劳曼（Delorme）才独立发现了这一定律，国际上称之为“德劳曼定律”。鉴于这个定律是两个人各自独立发现的，后来国际上把“德劳曼定律”改为“王－德劳曼定律”。 /p p style=" text-indent: 2em " 王业宁勇于创新，不落窠臼，善于利用仪器及仪器的跨界组合进行科研工作。她首先分析了SBT中存在的五种电畴结构，并用电镜予以证实；对某些铁电存储材料SBT、BLT的优越抗疲劳性机理提出了可信的解释。在研究相变内耗与界面的定量关系过程中，王业宁将内耗仪配上显微系统，使其成为在测量内耗的同时还能观测待测试样显微结构的设备。利用此技术研究了与铁电畴有关的内耗，首先发现并确认二级相变涨落引起的低频内耗峰P1及与畴的粗（细）化过程有关的内耗峰P2，并进一步发现畴的粗（细）化具一级相变特征，在实验的基础上提出了“畴的粗化过程类似于一级相变”这一突破性理论。 /p p style=" text-indent: 2em " 她在仪器设备的研发方面也卓有建树，曾主持建立了中国第一台压电组合振子离频内耗仪，建立了中国第一台声光调Q—YAG激光器。该仪器为验证南京大学提出并生长周期极化的LN晶体介电超晶格的准位相匹配非线性光学效应做出了贡献，研究成果也作为合作者于1982年获得国家自然科学二等奖。 /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201902/uepic/24aef192-9bf4-4c98-8d1c-f45029e8333e.jpg" title=" 3.png" alt=" 3.png" width=" 590" height=" 247" style=" width: 590px height: 247px " / /p p style=" text-indent: 2em " 王业宁的一生是为祖国科学试验倾情奉献的一生，她以实验室为家寒来暑往，几乎没有休息日，为了节省时间，她每晚烧好第二天的菜，养成了常年吃剩菜的习惯。“时间总是不够用”成为了她的口头禅。几十年的科研历程，她成果斐然，著述丰富，先后在国内外一流学术刊物和国际学术会议上发表论文200余篇，被引用达500次以上，曾被国外评为超导领域论文被引用率最高的143位作者之一，并应国际权威刊物之邀撰写了多篇有关高温超导的评述文章。参与编写了著名教材《金属物理学》（上、下册）及《晶体缺陷和金属强度》等著作。在微博上，她的一段自述被网友们广泛摘录转发：“我没有留过洋，不很聪明，但很勤奋。如果说我做一样成一样有什么奥秘的话，那就是对待事业全身心投入和锲而不舍的长期积累。” /p p style=" text-indent: 2em " 不待扬鞭自奋蹄，醉心科研报国恩，遗憾兮痛失民族脊梁，唯愿兮王院士一路走好！ /p p style=" text-indent: 2em " 下面附上王业宁院士个人简介： /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201902/uepic/9230e8ce-f2ea-4b67-9441-0a5f4441461f.jpg" title=" e83862bd30e2b2747be3b49e7b83a403_18001376977454181738_看图王.jpg" alt=" e83862bd30e2b2747be3b49e7b83a403_18001376977454181738_看图王.jpg" / /p p style=" text-indent: 2em " 基本情况：1926年10月4日出生于安徽安庆，原籍安徽六安，中国著名物理学家。 /p p style=" text-indent: 2em " 求学及职业历程： /p p style=" text-indent: 2em " 1945年由中大附中保送进中央大学物理系 /p p style=" text-indent: 2em " 1949-1950年在南京药学院任教 /p p style=" text-indent: 2em " 1950年始历任南京大学物理系助教、讲师、副教授、教授、博士生导师 /p p style=" text-indent: 2em " 1991年当选为中科院院士（学部委员） /p p style=" text-indent: 2em " 学会经历： /p p style=" text-indent: 2em " 历任国际固体内耗与力学谱委员会（ICIFUAS）委员，顾问委员；第六届欧洲国际内耗与超声衰减会议（ECIFUAS）委员；国际形状记忆材料会议委员；国际材料联合会中国委员；中国物理学会理事；中国物理学会内耗与超声衰减专业委员会主任，名誉主任；中国材料科学会常务理事；中国物理学会电介质物理专业委员会副主任，顾问委员。 /p p style=" text-indent: 2em " 部分荣誉概览： /p p style=" text-indent: 2em " 1964年获国家计委、国家经委与国家科委颁发的工业新产品奖三等奖 /p p style=" text-indent: 2em " 1978年获全国科技大会奖 /p p style=" text-indent: 2em " 1982年获得国家自然科学二等奖 /p p style=" text-indent: 2em " 1990年获国家教育委员会科技进步奖一等奖 /p p style=" text-indent: 2em " 1991年获国家自然科学奖四等奖 /p p style=" text-indent: 2em " 1993年被授予江苏省“三八”红旗手称号 /p p style=" text-indent: 2em " 1994年获国家重点实验室建设先进工作者金牛奖 /p p style=" text-indent: 2em " 1997年获国家级教学成果一等奖 /p p style=" text-indent: 2em " 1999年获江苏省科技进步一等奖 /p p style=" text-indent: 2em " 2000年获何梁何利基金科学与技术进步奖 /p p style=" text-indent: 2em " 2001年再被授予江苏省“三八”红旗手称号 /p p style=" text-indent: 2em " 2005年获教育部自然科学二等奖 /p

淬透性硬度检测乔米尼 | Jominy乔米尼 | Jominy硬度检测前言淬透性是衡量淬火能力的一种以试验为依据的指标，指在规定条件下用试样淬透层深度和硬度分布来表征的材料特征，它主要取决于材料的临界淬火冷速的大小。钢材淬透性好与差，常用淬硬层深度来表示。钢材的可淬透性及其稳定性决定了钢材的主要热处理工艺性能。淬透性好的钢材，可使钢件整个截面获得均匀一致的力学性能以及可选用钢件淬火应力小的淬火剂，以减少变形和开裂。影响钢材淬透性的主要因素有：钢材的化学成分、淬火加热温度、冷却介质的特性、冷却的方式方法、零件的外形尺寸以及加热方式等。淬透性乔米尼末端淬火钢的淬透性是由奥氏体在淬火期间分解为铁素体，珠光体、贝氏体以及马氏体的不同冷却速度所决定的。淬透性通常采用顶端淬火试验测定（或称Jominy试验）。1938年，乔米尼（Jominy) 和伯格霍尔德（Boegehold) 首先用渗碳钢做了乔米尼末端淬火试验。不久之后，乔米尼末端淬火试验形成了标准，即1S0642、ASTM A255 和 SAE J406，我国是GB225，即“钢的淬透性末端淬火试验法”。顶端淬火时冷却速度由淬火端沿试棒逐渐减小，组织和硬度随之相应地变化，由此得到的硬度变化曲线称为淬透性曲线或Jominy曲线。试验圆棒的尺寸通常是：直径25mm，长 100mm， 一端带有法兰。有时根据需要，试验圆棒的尺寸会有所改变。乔米尼硬度的测定和准备试样准备在平行于试样轴线方向上磨制出两个相互平行的平面，磨削深度应为0.4mm~0.5mm。磨制硬度测试平面时，应采用能供充足冷却液的细砂轮进行加工，以防止任何可能的加热而引起试样组织发生变化。硬度检测应采取措施以保证在测试硬度期间试样和支座之间良好的刚性周定。硬度计上试样的移动装置应能准确对准硬度测试平面的中心线，并使压痕位置精度在土0.1mm以内。硬度压痕点应沿平面的中心线分布。可用GB/T4340.1的维氏硬度HV30测量结果来代替HRC硬度测试。应保证在第一个平面上的硬度压痕的凸起边缘不会影响第二个平面的测试。硬度测量点为绘制表示硬度变化曲线的有两种检测法:1）通常测量离开淬火端面1.5mm、3mm、5mm、7mm、9mm、11mm、13mm、15mm前8个测量点和以后间距为5mm的硬度值(如上图所示)。2）测量低淬透性钢硬度时,第一个测量点应在距淬火端面1.0mm处；从淬火端面至11mm的距离内的其他各测量点以1mm为间距。最后5个测量点距淬火端面的距离应分别13mm、15mm、20mm、25mm和30mm。淬透性的表示方法淬透性通常采用J HRC-d的表示方法，其中：J为Jominy的首字母，d为测试点至水冷端的距离，HRC为测试点处的硬度。如：J43-3表示距水冷端3mm距离处的硬度为43HRC。淬透性全自动硬度测试荷兰INNOVATEST轶诺全自动洛氏硬度计NEMESIS 6200， 全线性加载系统，工件固定区域，测试头升降，消除在深度测试过程中可能会出现的不必要公差。采用力传感器，闭环力反馈系统，全自动伺服电机驱动。适用于测试碳素钢、合金钢工具钢工、模具钢、轴承钢、 冷硬铸铁、钛铝铜等合金，也适用于表面淬火钢、表面热处理、镀锌镀铬镀锡等化学处理层等材料的硬度测定。结合轶诺集团自行研发的IMPRESSIONS 工作流程系统,以及自动工作台，可实现自动硬度测试，尤其适合淬透性硬度试验|乔米尼|JOMINY.IMPRESSIONS软件基本功能该软件功能包括对所有测试标尺的自动测试、文件存储、图像存储、报告打印、以及其它更多高级功能。对于直接测量出来的数据，IMPRESSIONS可以根据ISO/ASTM的规定内容，同步地转换出多种不同硬度标尺（和强度）。可视图表化模板编辑器模板编辑器可供客户利用多种不同的设置来新建任意数量的测试模式。新建测试模式更为精确也更为方便。在预览模式下，可浏览多种操作设置，可从一个是试样上拖、放测试模板到另一个试样上。在同一个测试任务中，可以混合使用不同的测试模板甚至可以应用不同的力值，并使他们全自动运行。所有测试点都可单独定义或根据用户参数定义。这个标签将会在测试结果列表中或测试结果预览中显示，并能够直接打印。用户自定义程序对于重复任务，可利用 IMPRESSIONS软件设置并储存自定义测试程序。对于每个测试任务，均可新建一个“工作表任务”。所有测试程序的具体参数，如硬度标尺、试验力、保荷时间、测试模板、硬度转换和报告模板等都储存在同一程序中。综上所述，全自动洛氏硬度计NEMESIS 6200，智能化操作、简单方便、界面显示直观，可以把多个端淬棒放在一个夹具上，工作效率高效。

前 言钢铁材料断口分析的发展概括起来主要经历了三个阶段：肉眼、放大镜和光学显微镜直接观察阶段；用透射电子显微镜观察断口复型的间接观察阶段；用扫描电子显微镜直接观察阶段。因为断口是一个凹凸不平的粗糙表面，观察断口所用的显微镜要具有最大限度的景深、尽可能宽的放大倍数范围和高的分辨率，而扫描电子显微镜可满足上述综合要求，故现在对断口分析均采用扫描电子显微镜。扫描电镜作为现代材料科学应用最广泛的分析检测仪器在多个领域有着重要应用，其中在钢铁材料分析研究中的应用主要包括：材料的微观形貌、组织、成分分析；材料断口分析；材料失效分析；材料实时微区成分分析，元素定量、定性成分分析，快速多元素面扫描和线扫描分析；材料的晶体、晶粒的相鉴定，晶粒尺寸、形状分析，晶体、晶粒取向测量等等。钢铁冶炼铸造过程中会产生一些冶金缺陷，造成产品后续加工或使用过程中产生开裂或断裂，采用扫描电镜对产品断口进行微观观察分析，寻找原因，提出改进和预防措施，其作用和意义重大。下面列举几个钢坯和钢材典型断口的微观形貌及形成原因进行扼要介绍。一、 连铸坯沿晶开裂断口在连铸坯断口中，时常会观察到裂纹沿粗大的柱状晶晶界开裂的情况，且晶界上呈现出自由凝固高温开裂光滑特征（见图1）。其产生原因主要是因连铸浇注温度偏高、拉速不稳或拉速偏快所致。图1 连铸坯沿粗大柱状晶晶界开裂，晶界上呈现自由凝固光滑高温开裂微观特征二、 连铸坯粗大柱状晶、气孔、疏松及缩孔缺陷断口当钢中气体含量较高时，在连铸坯横截面中部粗大柱状晶沿晶断口上可见较多的小气孔缺陷（见图2上图）；当连铸工艺控制不佳时由于补缩不足，在横截面的心部部位断口上可观察到较多的疏松缺陷、较大尺寸的缩孔缺陷（见图2下图）。气孔、严重疏松、缩孔等缺陷对成品质量均会产生不利影响。图2 连铸坯中柱状晶晶界上的小气孔缺陷、心部疏松及缩孔缺陷微观特征三、 连铸坯晶界上存在两种形态的硫化物断口钢中非金属夹杂物是不可能完全消除的，在尽可能降低其含量的同时，科学有效地控制夹杂物的类型、尺寸、分布和形态，可降低其对钢材的危害。硫化物夹杂种类较少，最主要的是MnS。MnS在钢液中不能生成，在钢凝固时由于硫的偏析，硫化物夹杂才析出于树枝晶间。冷却速度越快，析出的硫化物颗粒越小，但数目增多。随着钢中氧含量的不同，连铸坯中硫化物夹杂有3类形态， I类硫化物为无规则分布的尺寸较大的球状，在含氧量高的沸腾钢和半镇静钢中可见到，它是在凝固初期与铁晶体同时析出的。Ⅱ类硫化物为网状或枝晶状沿晶分布，是凝固后期生成的。Ⅲ类硫化物是边、角、面都较清晰显现的无规律分布的小颗粒或小块状，出现于过量铝脱氧的钢中，是由于凝固过程中硫化物自发形成的结果。硫化物夹杂塑性较好，在轧钢时沿轧制方向延伸成细条状。Ⅱ类硫化物在轧钢后可形成条带，所以无论在铸态或在轧态钢中，Ⅱ类硫化物对钢的性能影响及危害最大。图3显示了连铸坯晶界上存在的两种不同形态的MnS夹杂物断口形貌特征。图3 连铸坯断口晶界上存在的枝晶状MnS（上）与颗粒状MnS（下）夹杂微观特征四、 钢的解理与准解理断口解理是钢铁材料受力后沿晶体内部一定的结晶学平面（低指数面）发生开裂的现象，宏观上呈结晶状，微观形貌包括解理河流、解理羽毛、解理扇、人字纹花样、舌状花样等，是材料脆性较大的体现。准解理是介于脆性断裂和韧性断裂之间的一种过渡断裂模式，准解理断裂是低合金高强度钢中（如组织为回火马氏体、贝氏体等）较为常见的一种断裂形式，常发生在脆性转折温度附近。准解理断裂的断口是由平坦的“类解理”小平面、微孔及撕裂棱组成的混合断裂,主要断口形貌特征是河流由小平面的中心向四周发散，形状短而弯曲，支流少，形成撕裂岭。图4为合金钢断口解理与准解理的微观形貌特征。图4 合金钢断口脆性解理（上）与准解理（下）的微观特征解理与准解理断口的主要区别如下表特征准解理解理生核的位置六、 沿晶断口

仪器信息网讯 12月23日下午，由日立科学仪器（北京）有限公司与仪器信息网联合主办的“日立超级品牌日电子显微镜新品发布暨新技术研讨会”线上成功召开，近700位业内观众报名参会。更多信息点击【发布会专题】日立科学仪器（北京）有限公司总裁顾家晖介绍“全新”日立科学仪器顾家晖表示，日立科学仪器（北京）有限公司是世界500强日立集团旗下日立高新技术有限公司在北京设立的全资子公司。日立科学仪器可以为半导体、新能源、新材料及生物科技产品的研究开发、质量检测、失效分析提供电镜等技术解决方案。而分析解决方案业务方面，日立科学仪器则可以提供分光光度计、液相色谱仪等相关技术等等。各部门之间通过相互深入交流与合作，面向客户，从而协助客户实现其目标，共创美好未来。中国电镜学会副理事长杨勇骥致辞杨勇骥首先对日立本次超级品牌日及两款场发射扫描电镜的发布表示祝贺。接着介绍道，电镜在科研、工业等领域发挥着越来越重要的作用，电镜技术先后在1986年和2017年荣获诺奖后，更加促进了电镜技术的快速发展和广泛应用。日立作为中国电镜事业发展的亲密伙伴，60余年电镜相关产品为电镜技术发展发挥了重要作用，希望大家通过本次线上技术分享能够有所收获、共谋发展。日立科学仪器电镜市场部部长高敞揭晓并介绍日立全新冷场发射扫描电镜SU8600全新冷场发射扫描电镜SU8600（左）和热场发射扫描电镜SU8700（右）高敞介绍道，日立于12月9日发布了全新一代冷场发射扫描电镜SU8600，这款产品不光保留了日立传统冷场电镜的优点，还采用了新型冷场电子枪，可选择更多种类的探测器，而且具有全新的自动数据获取功能，这些技术的加入使得SU8600的成像、分析能力以及自动化性能都有了质的飞跃。具体特点包括：强大自动化功能、成熟的电子光学系统、强大的图像显示和存储、简便的操作等。日立科学仪器电镜市场部副部长周海鑫揭晓并介绍日立全新热场发射扫描电镜SU8700 周海鑫表示，日立于12月9日同时发布了另一款全新一代热场发射扫描电镜SU8700，这是一款集高分辨观察、高效率分析、自动化操作等特点于一身的扫描电镜。全新的自动数据获取功能，电子光学系统，多探头检测系统等技术的加入使得SU8700的成像和分析能力有了质的飞跃。具体特点包括：强大的自动化功能、全新的电子光学系统、高效的分析能力、丰富的样品适用性、简便的操作等。中科院上海硅酸盐所测试中心主任曾毅分享：扫描电镜在氧化锆研究中的应用曾毅分享了扫描电镜在氧化锆研究中的应用。在扫描电镜图片信息方面，对氧化锆陶瓷涂层截面形貌和单个片层形貌进行分析，引入结构特征参数“实度”研究不同工艺条件下制备得到的单个片层量化特征，从而对不同工艺获得的涂层不同显微结构形成原因进行探讨；在电子背散射衍射给出的信息方面，通过母相晶粒重构和变体极图分析，对氧化锆陶瓷涂层应力诱导和温度诱导马氏体相变的相变机理和机制分别进行了研究，对他们相变过程进行了深入分析。日立科学仪器分析仪器市场部市场工程师曹亚南介绍三维荧光的数据解析和可视化分析曹亚南从三维荧光解析和可视化两方面介绍两种产品的特点和应用案例。日立荧光分光光度计F-7100能够以60,000 nm/min的高扫描速度采集样品的三维荧光光谱，三维荧光光谱信息含量丰富，使用多变量分析软件3D SpectAlyze可以快速解析样品信息。另外，使用日立荧光分布成像系统可以获得样品的荧光或反射图像。清华大学环境学院博士后程澄分享三维荧光光谱在污染排放源识别以及溶解性有机物表征中的应用程澄在报告中通过三维荧光光谱分析发现，某地区天然水体普遍存在典型的类蛋白荧光峰，其主要来源于当地主要工业废水之一的印染废水。当地接收印染废水的污水处理厂采用“生化处理”或者“生化处理+氧化深度处理”后，排入当地水体，对比发现氧化深度处理对于去除印染废水中荧光有机物具有显著效果。最后对三维荧光光谱研究及应用展望表示，EEM本身含有信息非常丰富，同时，EEM测试快，并具有一定选择性和灵敏度，更多的基于EEM及其衍生参数的智能监测技术。关于抽奖活动兑奖在直播间参与抽奖并中奖用户，会务将根据幸运奖中奖信息、特等奖留言互动信息，会议结束五个工作日内将礼品寄出，如有疑问请联系会务（电话：010-51654077-8380）

上海国际冶金工业展览会，创办于1986年，随着历次展会规模不断壮大，逐渐成为全球冶金工业领域的行业盛会之一。2011年9月26-28日在上海世博会主题馆举办的第十六届上海国际冶金工业展览会，由中国金属学会、宝钢集团有限公司、上海市金属学会主办，同期开展的还有第七届上海国际钢管工业展览会、第七届上海国际金属工业展览会（三者合称MTM EXPO 2011）。三大产业链涵盖了整个钢铁产业领域，对加强国内外冶金技术交流合作、推动钢铁技术进步与发展、促进冶金技术贸易和合作起到积极的作用。此次展会吸引了24个国家和地区的近600家企业参展，涉及钢铁制造、冶金装备、金属制品及加工设备等众多行业。 几十名行业专家、精英出席了26日的开幕典礼并致词，数千名观众现场见证了这一盛况，举办方也用中国传统舞狮活动献上热烈的欢迎和真诚的祝福，将开幕式推向高潮。 开幕式盛况 舞狮献瑞 钢铁行业在“十一五”期间实现了粗钢产量跨越三个台阶，2010年产量超6亿吨，同时造就了许多大规模企业，从各大钢厂的巨幅展台可见一斑，图为河北钢铁集团的展台。 河北钢铁集团的展台 本次展览会的最大特色，或者说令参会者耳目一新的是展会的中央展厅——“低碳与创新”主题展区，围绕创新低碳工艺、开拓低碳能源、开发低碳材料、共创低碳社会。谈到“低碳”，就需要确认一个评价标准，以此来判断是“低碳”还是“高碳”，目前广为接受的是“生命周期评价”系统。生命周期评价是一种“从摇篮到坟墓”的环境管理和分析工具，它是从产品生命周期全过程来量化其资源能源消耗和环境排放，并评价这些消耗和排放对于资源、生态环境及人体健康带来的影响。简单来说是我们生活中的每个物品，从它的原材料开始到最终的废品处理，整个生命过程带给我们的利弊评价。从某种角度说，原始人的野果充饥、树叶蔽体的生活更符合我们现代人的环保低碳标准，但是让我们重回原始，又与人类文明的发展相悖，如何实现“低碳”与“文明”的双赢呢？看来只能求助于我们的科技进步了。 在宝山钢铁的展台前，我们看到这样一个案例：通过先进高强度钢（AHSS）使用为减少汽车在其整个生命周期内的温室气体排放提供一个可持续的解决方案。举例来说将AHSS应用到典型的五座私家车中时，每辆汽车总重量会减少117千克，按照LCA方法计算，汽车的整个生命周期中将减排2.2吨二氧化碳当量，该减排量超出汽车所用的全部钢铁在生产过程中排放的二氧化碳总量。 先进高强度钢（AHSS）是如何做到既减轻汽车总重量，又提高撞击保护效果，保护乘车人的呢？先进高强度钢，也称为高级高强度钢，其英文缩写为AHSS（Advanced High Strength Steel）。国际钢铁协会( IISI) 先进高强钢应用指南第三版中将高强钢分为传统高强钢(Conventional HSS) 和先进高强钢(AHSS) 。传统高强钢主要包括碳锰(C -Mn) 钢、烘烤硬化(BH) 钢、高强度无间隙原子(HSS -IF) 钢和高强度低合金(HSLA) 钢；AHSS 主要包括双相(DP) 钢、相变诱导塑性(TRIP) 钢、马氏体(M) 钢、复相(CP) 钢、热成形(HF) 钢和孪晶诱导塑性(TWIP) 钢；AHSS的强度在500MPa到1500MPa之间，具有很好吸能性，在汽车轻量化和提高安全性方面起着非常重要的作用，已经广泛应用于汽车工业，主要应用于汽车结构件、安全件和加强件如A/B/C柱、车门槛、前后保险杠、车门防撞梁、横梁、纵梁、座椅滑轨等零件；DP钢最早于1983年由瑞典SSAB钢板有限公司实现量产。 看来，合金元素的添加和材料中的物相比例，对钢材的性能影响巨大。如何控制分析材料中的元素含量及其分布呢？看看下面这些分析仪器的身手吧。岛津PDA 岛津PDA系列产品，即岛津光电发射光谱仪（行业内称直读光谱仪），包括PDA-5500、PDA-7000、PDA-8000，可快速测定固体金属样品的元素组成，广泛应用于钢铁、铸造、有色、汽车、机械加工等众多行业，提高对冶炼工业和机械加工工业的工程管理分析、原材料验收及产品出厂鉴定分析等能力。 岛津X射线荧光光谱仪岛津MXF-2400型X射线荧光光谱仪，是适合工业分析的多道同时型分析装置。采用4KW分析技术，特别适合从高含量到微量元素的全面分析。具有很好的长期稳定性和快速分析能力。在钢铁、有色金属和水泥获得广泛应用。岛津专利的背景基本参数（BG-FP）法，支持固定道的单标样定量分析，进一步扩展了仪器的应用范围。 岛津电子探针EPMA-1720电子探针（EPMA: Electron Probe Microanalyzer）利用高能（典型的加速电压为1～40kV）的聚焦电子束（典型的电子束直径为1μm 或更细）照射试样的表面，从而在微米级的区域内激发出大量携带着各种信息的量子信号，如用于定性、定量分析的特征X 射线，用于形貌观察的二次电子，用于利用有效原子序数进行成分分析和形貌分析的背散射电子，用于价带电子结构研究的阴极发光等等。结合电子束扫描和／或样品台扫描，电子探针还可以对样品的表面进行数十微米至10 厘米的区域的扫描分析，可以提供此区域内的元素成分定性、定量分析及其分布的信息。 新品电子探针EPMA-1720 欲详细了解仪器信息，请致电800-810-0439。

MTS 810材料测试系统黄明欣教授和博士生刘丽女士。「超级钢」在抗断裂能力获得重大突破，令「超级钢」在高端钢材要求的高承重抗变形能力（强度）、伸延扭曲成型（延展性）和抗断裂能力（韧性）三个重要指标，均达到较高水平，目前没有任何钢材物料能及。香港大学机械工程系黄明欣教授领导的「超级钢」研发项目，继于三年前在钢材的延展性取得重大突破后，团队与美国柏克莱国家实验室于5月8日在学术期刊《科学》（Science）合作发表的研究报告，在提升「超级钢」的抗破裂折断能力（韧性）也取得重大进展。 今次的研究成果非常重要，令「超级钢」在高端钢材要求的高强度、延展性和韧性三个重要指标，均达到较高水平，目前没有任何钢材物料能及。团队计划与业界合作，首先在高强桥梁缆索、防弹衣和汽车弹簧等方面制作原型，进行测试，有望把研发成果工业化和商品化。黄明欣教授钢是日常普遍使用的合金材料，汽车、航空及国防等工业对金属材料的要求，既要超高强度来大幅度提高结构承重抗变形的能力（屈服强度），也要有良好的延展性（能伸延扭曲）和韧性（不容易折断碎裂），让零部件能够精准成型，并防止出现材料和部件意外失效的情况。传统的科学观点，金属的强度、延展性和韧性三种属性有着此消彼长的关系，即提升其中一种属性的功能时，其余的一或两种会相应降低，三者无法俱得。MTS 647 液压夹具「超级钢」经仪器测试抗断裂能力黄教授团队的「超级钢」研究，早前在高强度和高延展性的组合上突破极限，在维持钢材的超高强度下，仍然能精准成型，今次进一步针对强度和韧性这个艰难组合，取得突破。 团队和柏克莱大学、美国劳伦斯柏克莱国家实验室的Robert O. Ritchie教授的团队合作，成功突破超高强钢的屈服强度 - 韧性组合极限，研发出同时具备较高屈服强度（~2GPa）、较佳韧性（102MPam?）、良好延展性（19%的均匀延伸率）兼低成本的「超级钢」（又称D&P钢，因为其制作是通过崭新的「变形及配分」Deformed & Partitioned 简称为D&P的方法））（见图1和图2）。图1（A）D&P钢的三维立体组织结构；（B） 三维图解模型展示了D&P钢的独特片层状结构。图2（A）工程应力应变曲线 和（B）J-积分阻力曲线。展示了D&P钢同时具有较高的屈服强度、韧性、延展性。（C）D&P钢的断口形貌：其断面有大量不同尺度的晶界开裂裂纹。在工业应用上，高端的钢材必须具备良好的断裂韧性，即抵抗断裂的能力，除耐用外更重要是避免构件提前失效导致意外。一直以来，提升钢材强度往往会降低其韧性，导致材料脆性增加，而有关的研究工作相当艰巨，因为当强度进入超高范围时，进一步改善材料韧性的难度将以倍增。 目前，工业生产钢材1.7GPa已属很高的屈服强度，应用于桥梁缆索，其韧性度最高也未能超越65MPa?m?，用于装甲运兵车等军用钢材，也仅在这个水平。琴弦的钢丝，屈服强度高达2.6 - 2.9GPa以维持音准，但韧性非常低，因而容易断裂。黄明欣教授展示一片「超级钢」，轻薄的钢料具备超强的抗断裂能力（韧性）、承重抗变形能力（强度）及延展性。因此，团队研发的D&P钢，在维持高硬度下，其断裂韧性超越现有钢材，目前未有任何工业应用的钢材能及。其效能也比现有航空航天用的马氏体时效钢（例如 Grade 300，其屈服强度和断裂韧性分别是1.8 GPa和70 MPa? m?）为高，而成本却只有其5分之1。（见图3）图3 D&P钢与其它结构材料的屈服强度-均匀延伸率及屈服强度-断裂韧性对比，其具有较优的屈服强度、均匀延伸率和断裂韧性的结合。在科学层面，团队发现D&P钢材具有非常独特的断裂方式 - 在主裂纹下方形成很多微小裂纹，这些微小裂纹能有效吸收由外力引致的能量，从而大幅提高钢材的断裂韧性，远高于目前使用的钢材料。团队开创性地提出「晶界分层开裂增韧」- 通过增加材料屈服强度以启动新的增韧机制，大幅提高钢材料的韧性。「超级钢」展示韧性 （102MPa?m?）「为了满足可持续性发展的需求，全球工业界一直致力于开发及应用高强高韧的轻质、低成本新型结构材料。D&P钢不单解决了强度和韧性之间的矛盾，还具有制造方法简单及低成本等众多优势。D&P钢可通过轧制与热处理等工业界广泛使用的加工方法制造，无需额外复杂工序。」论文第一作者、黄明欣教授的博士生刘丽女士说。黄教授说：「今次进一步开发超级D&P钢达至极高的韧性，而高韧性是工业化应用的前提条件，研究成果为实现超级D&P钢的工业化应用往前迈进了一大步。这新超级钢材具备潜力，应用于制造高级防弹衣、高强桥梁缆索、汽车及装甲运兵车的轻量化、航空航天领域、建筑领域的高强螺栓和螺母等多方面。」 团队在《科学》发表，题为《晶界分层断裂实现超高强钢增韧》的论文从下方获取。 ▲▲▲详细内容请「长按图片」-「识别图中二维码」获取或点此链接获取

化学性质活泼、高熔点、高压、高质量单晶生长法宝！ 新一代高性能激光浮区法单晶炉-LFZ助您实现高饱和蒸汽压、高熔点材料及高热导率材料等常规浮区法单晶炉难以胜任的单晶生长工作。高精度光学浮区法单晶炉-IRF助您实现高温超导体、介电材料、磁性材料、热电材料、金属间化合物、半导体、激光晶体等材料的生长工作。高温高压光学浮区炉助您实现各种超导材料单晶，介电和磁性材料单晶，氧化物及金属间化合物单晶等材料的生长。四电弧高温单晶生长炉助您实现化学性质活跃但熔点高的金属间化合物，包括含有稀土元素（或者金属铀）的二元及四元金属间化合物、合金单晶等材料的生长。高质量单晶生长设备——单晶炉系列1. 高精度光学浮区法单晶炉在休斯勒型镍-锰基合金磁致冷材料领域的应用 休斯勒（Heusler）型的镍-锰基材料自从发现其巨磁热效应以来，在过去的几十年中已成为被广泛研究的热点新型磁致冷材料之一。研究发现，休斯勒型铁磁性材料镍-锰-锡在从高温至低温的变温过程中会发生高温相（铁磁奥氏体相）到低温相（顺磁马氏体相）的转变，且该转变受磁场调制。高对称性的奥氏体相经一结构相变成低对称性的马氏体相，会造成磁有序降低，磁熵增加，这一过程为吸热过程，亦即形成反磁热效应，这也是磁致冷的基本原理。而休斯勒型镍-锰-锡合金材料也因为其成本廉价、无毒、无污染、易于获取、磁热效应显著、相变温度可调等一系列的特点成为一种具应用潜力的室温磁致冷材料。 研究表明，休斯勒型镍-锰-锡合金的单晶材料具有更大的磁效应导致的应变或磁热效应，且具有强烈的各向异性特点，因此研究者希望其单晶或单向织构晶体具有更加优异的磁性能。目前，已有学者采用布里奇曼技术和Czochralski方法制备出了镍-锰-镓和镍-锰-铟材料的单晶材料，但镍-锰-锡合金由于在晶体生长过程中易形成氧化锰，因此其高质量的单晶样品制备具挑战性。上海大学的余金科等人克服了镍-锰-锡合金单晶生长中的氧化锰形成及挥发的难题，采用光学浮区技术成功合成了高质量的镍-锰-锡合金单晶样品。晶体生长过程及样品腔实物图片晶体实物及解理面图片 余金科等人所用的光学浮区法单晶炉为Quantum Design日本公司推出的新一代高精度光学浮区炉单晶炉，文献中报道的相关晶体生长工艺参数为：生长速度6 mm/小时；转速（正、反）15转/分钟，氩气压力7bar。 Quantum Design 日本公司推出的高温光学浮区法单晶炉，采用镀金双面镜、高反射曲面设计，高温度可达2100℃-2200℃，系统采用高效冷却节能设计（不需要额外冷却系统），稳定的电源输出保证了灯丝的恒定加热功率，这对于获得高质量单晶至关重要。浮区炉技术特色：■ 占地空间小，操作简单，易于上手，立支撑设计■ 镀金双面高效反射镜，加热效率更高■ 可实现高温度2150°C■ 稳定的电源■ 内置闭循环冷却系统，无需外部水冷装置■ 采用商业化标准卤素灯 参考信息来源：[1]. Optical Floating-Zone Crystal Growth of Heusler Ni-Mn-Sn Alloy. Yu, Jinke & Ren, Jian & Li, Hongwei & Zheng, Hongxing. (2015). TMS Annual Meeting. 2015. 49-54.[2]. Ni-Mn-Sn(Co)磁制冷薄带材料结构相变及磁性能表征，王戊 硕士论文，上海大学 2. 高精度光学浮区法单晶炉在磁电领域取得重要进展在人类漫长的历史发展长河中，“材料学”贯穿了其整个历程。从人类活动早期开始使用木制工具，到随后的石器、金石并用（此时的金属主要指铜器）、青铜、铁器等各个时代，再到后来的蒸汽、电气、原子、信息时代，每个发展阶段无不伴随着人类对材料的认识和利用。在诸多材料中，铁是人类早认识和使用到的材料之一，早在西周以前我国就已开始将铁用于生产生活中[1]；人们在长期的实践中也逐渐认识到相关材料的磁性并将其运用于实践中，司南就是具代表性的发明。这些在不少历史典籍中都有记载，比如：《鬼谷子谋篇十》记载：“故郑人取玉也，载司南之车，为其不惑也。夫度材量能揣情者，亦事之司南也”；《梦溪笔谈》提到：“方家以磁石磨针缝，则能指南”；《论衡》书曰：“司南之杓，投之于地，其柢指南”等等[2]。由此可见，人们对磁性材料的兴趣也算由来已久。 当时代来到21世纪，化学、物理、生物、医学、计算机等各个领域的技术都有了前所未有的突破，先进的生产力也将人类的文明推进智能工业化、信息化时代，随之而来的是人们对材料的更高要求。在诸多材料当中，多铁材料兼具铁磁、铁电特性，二者之间有着特的磁电耦合特性；与此同时，磁场作用下的电化和电场作用下的磁化等性质为未来功能材料探索和发展提供了更为宽广的选择和可能，在存储、传感器、自旋电子、微波器件、器件小型化等领域拥有巨大的潜在价值。2007年的《科学》杂志对未来的热点发展问题进行了报道，其中，多铁材料作为的物理类问题入选[3]。因此，研究并深刻理解磁电耦合和多铁材料背后的机理，有着非常重要的理论价值和实践意义。 近期，哈尔滨工业大学的W.Q.Liu等人对磁电材料Mn4Nb2O9单晶样品进行了深入的研究。研究表明：零磁场测试介电常数时，没有发现介电常数的反常，此时Mn4Nb2O9基态表现为顺电特性；而在磁场条件下，介电常数在Neel温度处发生突变的峰，且随着磁场的增加介电峰也增强，且峰位向低温端偏移，这意味着磁场有抑制反铁磁转变的趋势；高场（H≥4T）下的介电常数-温度依赖关系也跟H2正比关系，由此也表明Mn4Nb2O9是线性磁电材料。更多研究结果可参考文献[4]。以上图片引自文献[4].在该项研究工作中，作者合成Mn4Nb2O9单晶样品所用设备为Quantum Design Japan公司的高精度光学浮区法单晶炉，文章中所用单晶生长参数为：Ar气氛流速4 L/min,生长速度6 mm/h,转速25 rpm。参考信息来源：[1]. https://baijiahao.baidu.com/s?id=1713600818043231130&wfr=spider&for=pc[2]. https://baike.baidu.com/item/%E5%8F%B8%E5%8D%97/3671419?fr=aladdin[3]. https://www.science.org/doi/10.1126/science.318.5858.1848[4]. Wenqiang Liu, Long Li, Lei Tao, Ziyi Liu, Xianjie Wang, Yu Sui, Yang Wang, Evidence of linear magnetoelectric effect in Mn4Nb2O9 single crystal, Journal of Alloys and Compounds,Volume 886,2021,161272,ISSN 0925-8388, https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2021.161272.3. 高温高压光学浮区法单晶炉在外尔半金属材料领域应用案例 1929年，德国科学家外尔（Weyl）解出了无质量粒子的狄拉克方程，相应的无质量粒子被称为外尔费米子。然而直到2015年科研人员才在实验中观察到外尔费米子，被中国科学院物理研究所的研究人员报道，距离外尔费米子概念的提出，足足过去了近90年。2018年科研人员通过性原理计算预言RAlGe（R=Pr，Ce）体系有望成为新的磁性外尔半金属。目前人们对RAlGe（R=Pr，Ce）材料的物理性质研究还比较少，更进一步深入的实验研究需要大尺寸的单晶样品去支持。 H. Hodovanets等人曾用助熔剂方法生长CeAlGe单晶，但由于实验中需要用到SiO2容器，导致用该方法获取的单晶样品中会存在Si杂质，同时伴有CeAlSi相；另外，轻微的Al富集会导致形成不同的晶体结构。这些都大限制了拓扑外尔点的形成。因此，获取化学计量比的单晶样品对于研究材料的物理性质非常重要。Pascal Puphal等人近期的研究工作报道了其分别用助熔剂方法和高温高压浮区法两种晶体生长技术获得的RAlGe（R=Pr，Ce）单晶样品及研究成果。尽管作者为了避免Si的污染，采用了Al2O3坩埚，但终样品中Al的含量偏高问题依然存在，单晶样品表面成分：Ce1.0(2)Al1.3(5)Ge0.7(3)/ Pr1.0(1)Al1.2(2)Ge0.8(2)，剥离面成分为：Ce1.0(1)Al1.12(1)Ge0.88(1)/Pr1.0(1)Al1.14(1)Ge0.86(1)。而采用浮区法则生长出了近乎理想化学计量比（1：1：1）的单晶样品，成分分别为：Ce1.02(7)Al1.01(16)Ge0.97(9)和Pr1.08(24)Al0.97(7)Ge0.95(17)。 浮区法得到的晶体的劳厄图片 Pascal Puphal等人所采用的浮区法单晶炉为德国ScIDre公司的HKZ高温高压光学浮区炉，文献中提到的相关实验参数为：5 KW功率的氙灯，晶体生长速度为1 mm/小时，CeAlGe采用30 bar的Ar保护气氛，PrAlGe采用5 bar的Ar保护气氛。德国ScIDre公司推出的高温高压光学浮区法单晶炉高能够提供3000℃的生长温度，晶体生长腔大压力可达300 bar，甚至10-5 mbar的高真空。适用于生长各种超导材料单晶，介电和磁性材料单晶，氧化物及金属间化合物单晶等。ScIDre单晶炉技术特色：► 采用垂直式光路设计► 采用高照度短弧氙灯，多种功率规格可选► 熔区温度：高达3000℃► 熔区压力：10bar/50bar/100bar/150bar/300bar等多种规格可选► 氧气/氩气/氮气/空气/混合气等多种气路可选► 采用光栅控制技术，加热功率从0-100% 连续可调► 样品腔可实现低10-5 mbar真空环境► 丰富的可升选件 参考信息来源：[1]. http://www.iop.cas.cn/xwzx/kydt/201507/t20150720_4395729.html[2]. Single-crystal investigation of the proposed type-II Weyl semimetal CeAlGe, H. Hodovanets, C. J. Eckberg, P. Y. Zavalij, H. Kim, W.-C. Lin, M. Zic, D. J. Campbell, J. S. Higgins, and J. PaglionePhys.Rev. B 98, 245132 (2018).[3]. Bulk single-crystal growth of the theoretically predicted magnetic Weyl semimetals RAlGe (R = Pr, Ce), Pascal Puphal, Charles Mielke, Neeraj Kumar, Y. Soh, Tian Shang, Marisa Medarde,Jonathan S. White, and Ekaterina Pomjakushina, Phys. Rev. Materials 3, 0242044. 高温高压光学浮区法单晶炉在准一维伊辛自旋链材料领域应用进展 低维磁性材料具有非常丰富和奇特的物理性质,且与多铁性和高温超导电性等材料密切相关。对低维磁性材料的物理性质进行研究有助于探索相关奇异现象的根本机制,从而对寻求新的功能材料提供帮助。因此，近年来关于低维磁性材料的研究吸引了科学家们的广泛关注。近日，德国马普固体化学物理研究所的学者A. C. Komarek等人[1,2]在准一维伊辛自旋链材料CoGeO3中发现了非常明显的1/3磁化平台，并通过中子衍射手段详细探究了其微观自旋结构。研究表明，初的零场反铁磁自旋结构的变化，类似于反铁磁“畴壁边界”的形成，从而产生一种具有1/3整数传播矢量的调制磁结构。净磁矩出现在这些“畴壁”上，而所有反铁磁链排列的三分之二仍然可以保留。同时A. C. Komarek等人也提出了一个基于各向异性受挫方形晶格的微观模型来解释其实验结果。更为详细的报道可参考文献相关文献[1,2]。A. C. Komarek等人所用的CoGeO3单晶样品由高压光学浮区法单晶炉(型号：HKZ, 制造商：德国ScIDre公司)制备获得[2]，文章中报道的CoGeO3单晶生长参数为：Ar/O2混合气（比例98:2），压力80 bar，生长速度3.6 mm/hour。CoGeO3单晶实物图片 引自[2] 参考信息来源：[1]. Emergent 1/3 magnetization plateaus in pyroxeneCoGeO3, H. Guo, L. Zhao, M. Baenitz, X. Fabrèges, A. Gukasov, A. Melendez Sans, D. I. Khomskii, L. H. Tjeng, and A. C. Komarek, Phys. Rev. Research 3, L032037[2]. Single Crystal Growthand Physical Properties of Pyroxene CoGeO3，Zhao, L. Hu, Z. Guo, H. Geibel, C. Lin, H.-J. Chen, C.-T. Khomskii, D. Tjeng, L.H. Komarek, A.C. Crystals 2021, 11, 378.5. 高温高压光学浮区法单晶炉在锂离子电池领域新应用进展 锂离子电池由于具有能量密度高、寿命长、充电快、安全可靠、绿色环保等诸多优异性能，其与当今人民的日常生活已密不可分，在手机、电脑、电动车、电动汽车、航空航天等领域均有广泛的应用。 其中，Li2FeSiO4作为新一代锂离子电池阴材料，由于具有价格低廉、环境友好、安全性好等技术优势，因此在大型动力锂离子电池应用方面具有良好的前景。然而，Li2FeSiO4材料在不同温度具有不同的结构相（∼ 400 °C :Pmn21, , ∼ 700 °C ：P121/n1, and ∼ 900 °C :Pmnb），研究其不同结构的电化学性质对于进一步对其进行改性研究尤为重要。 Waldemar Hergetta等人[1]采用高压光学浮区法获得了高温相（Pmnb）Li2FeSiO4单晶，并研究了晶体生长工艺参数对杂相的影响，相关结果已发表在Journal ofCrystal Growth。作者所采用的高压光学浮区炉为德国ScIDre公司的HKZ高压光学浮区法单晶炉，文章报道的晶体生长参数为：生长速度10 mm/h，保护气氛Ar（30 bar）。温度梯度分布 引自[1]XRD图谱及晶体实物图片 引自[1]参考信息来源： [1]Waldemar Hergett, Christoph Neef, Hans-Peter Meyer, Rüdiger Klingeler, Challenges in the crystal growth of Li2FeSiO4, Journal of Crystal Growth, Volume 556,2021,125995,ISSN 0022-0248, https://doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2020.125995.

p style=" text-align: center " img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/09330cc9-62db-4b7b-9512-4a9b7e0dcd27.jpg" title=" 2.jpg" alt=" 2.jpg" / /p p strong 　　一、齿轮钢现状和发展方向 /strong /p p 　　齿轮在工作时，长期受到变载荷的冲击力、接触应力、脉动弯曲应力及摩擦力等多种应力的作用，还受到加工精度、装配精度、外来硬质点的研磨等多种因素的影响，是极易损坏的零件，因此要求齿轮钢具有较高的强韧性、疲劳强度和耐磨性。为了生产出优质齿轮钢，一方面要求钢厂为用户提供淬透性稳定且适应用户工艺要求的齿轮钢产品，另一方面齿轮厂也要优化现有工艺，引进新工艺来提高齿轮的质量。 br/ 　　与日本、德国、美国生产的齿轮钢相比，中国齿轮钢存在的差距主要是：钢的牌号未形成系列化，产品标准落后 钢的淬透性带较宽，国外钢的淬透性带已经达到4HRC，而中国在6-8HRC左右，并且不够稳定 钢的纯净度较低，从日本、德国、奥地利等国进口的齿轮钢，其氧含量波动在(7-18)× 10-6，中国在(15-25)× 10-6左右，并且非金属夹杂物弥散程度不够，分布不均，大颗粒夹杂物较多 晶粒度要求不同，中国齿轮钢晶粒度级别一般要求5-8级，而日本特别强调渗碳齿轮钢的晶粒度应不粗于6级 日本开发了低硅抗晶界氧化渗碳钢系列，可使晶界氧化层降低到≤5μm，而SCM420H等Cr-Mo钢为15-20μm 平均使用寿命短，单位产品能耗大，劳动生产率低。此外，在轧制过程中如何保证疏松等低倍缺陷在很小且芯部范围内，也是中国未曾研究的领域，因为低倍组织缺陷会对零件后续加工以及热处理变形带来很多不利影响。 /p p 　　目前，中国汽车用齿轮钢的主体钢种仍是20CrMnTi，该钢种通常采用气体渗碳工艺，由于渗碳气氛中氧化性气体的存在，导致渗层中对氧亲和力较大的元素Si、Mn、Cr在晶界处发生氧化，形成晶界氧化层。晶界氧化层的发生会导致渗层Si、Mn、Cr等合金元素固溶量下降，降低渗层的淬透性，从而降低渗层的硬度并导致非马氏体组织的产生，进而显著降低齿轮的疲劳性能。为解决这一问题可以采用两种手段： /p p 　　采用特殊的热处理工艺。真空渗碳可降低渗碳气氛中的氧势，从而可以较为有效地减小渗碳层晶界氧化的发生程度 稀土渗碳工艺也可以降低晶界氧化程度，由于稀土优先在工件表面富集并择优沿钢的晶界扩散，而且与氧的亲合力远比Si、Mn、Cr高得多，它将优先与氧结合,阻碍氧原子继续向内扩散，从而有助于减轻非马氏体组织的产生。 /p p 　　通过合金设计，开发抗晶界氧化的齿轮钢。Ni、Mo具有很强的抗氧化能，Cr元素次之，Mn抗氧化能力弱，而Si的抗氧化能力最弱(Si氧化倾向是Cr、Mn的10倍)。因此为减小晶界氧化并保证淬透性，在齿轮钢成分设计时，应适当降低易氧化元素的含量，特别是Si的含量，相应地提高难氧化元素Ni、Mo的含量。据报道，将Si、Mn、Cr分别控制在0.05%、0.35%、0.01%可以完全抑制表面组织异常，而且即使在1000℃也很少有晶界氧化的发生。 /p p 　　为满足汽车行业高性能以及轻量化的发展要求，未来应重点开发：淬透性带窄的齿轮钢、超低氧渗碳钢、低晶界氧化层渗碳钢、超细晶粒渗碳钢、提高高温硬度和高温抗软化渗碳钢、易切削齿轮钢、冷锻齿轮用钢等。 /p p strong 　　二、轴承钢现状和发展方向 /strong /p p 　　轴承广泛应用于矿山机械、精密机床、冶金设备、重型装备与高档轿车等重大装备领域和风力发电、高铁动车及航空航天等新兴产业领域。中国生产的轴承主要为中低端轴承和小中型轴承，表现为低端过剩和高端缺乏。与国外相比，在高端轴承和大型轴承方面存在较大差距。中国高速铁路客车专用配套轮对轴承全部需要从国外进口。在航空航天、高速铁路、高档轿车及其他工业领域用的关键轴承上，中国轴承在使用寿命、可靠性、Dn值与承载能力等方面与先进水平存在较大差距。例如，国外汽车变速箱轴承的使用寿命最低50万公里，而国内同类轴承寿命约10万公里，且可靠性、稳定性差。 /p p 　　航空方面：作为航空发动机的关键基础零部件，国外正在研发推力比为15-20的第2代航空发动机轴承，准备在2020年前后装配到第5代战机中。近10年来，美国研发了第2代航空发动机用轴承钢，其代表性钢种为耐500℃的高强耐蚀轴承钢CSS-42L和耐350℃高氮不锈轴承钢X30(Cronidur30)，中国则在进行第2代航空发动机用轴承的研发。 /p p 　　汽车方面：对于汽车轮毂轴承，中国目前广泛应用的是第1代和第2代轮毂轴承(球轴承)，而欧洲已广泛采用第3代轮毂轴承。第3代轮毂轴承的主要优点是可靠、有效载荷间距短、易安装、无需调整、结构紧凑等。目前，中国引进车型大多采用这种轻量化和一体化结构轮毂轴承。 /p p 　　铁路车辆方面：目前，中国铁路重载列车用轴承采用国产电渣重熔G20CrNi2MoA渗碳钢制造，而国外已经将超高纯轴承钢(EP钢)的真空脱气冶炼技术、夹杂物均匀化技术(IQ钢)、超长寿命钢技术(TF钢)、细质化热处理技术、表面超硬化处理技术和先进的密封润滑技术等应用到轴承的生产和制造，从而大幅度提升了轴承的寿命与可靠性。中国电渣轴承钢不仅质量低，而且成本比真空脱气钢高出2000-3000元/吨，未来中国需要开发超高纯、细质化、均匀化与质量稳定的真空脱气轴承钢取代目前采用的电渣轴承钢。 /p p 　　风电能源方面：对于风电轴承，目前中国还无法生产技术含量较高的主轴轴承和增速器轴承，基本依靠进口，3MW以上风电机组配套轴承的国产化问题还没有解决。国外为了提高风电轴承的强度、韧性和使用寿命，采用了新型特殊热处理钢SHX(40CrSiMo)，对于偏航和变浆轴承，通过表面感应淬火热处理控制淬硬层深度、表面硬度、软带宽度和表面裂纹 对于增速器轴承和主轴轴承采用碳氮共渗，使零件表面得到较多稳定残余奥氏体体积分数(30%-35%)和大量细小碳化物、碳氮化物，提高了轴承在污染润滑工况下的使用寿命。 /p p 　　为提高轧机轴承的使用寿命以及运转精度，未来需要进行轧机用GCr15SiMn和G20Cr2Ni4等轴承钢的超高纯真空脱气冶炼和轴承表层大奥氏体量控制热处理等技术的研发。日本NSK与NTN轴承公司分别开发了表面奥氏体强化技术，即通过增加表层奥氏体含量，开发出了TF轴承和WTF轴承，从而将轴承的寿命提高了6-10倍。 /p p 　　未来中国轴承钢的研发方向主要体现在四个方面： /p p 　　一是经济洁净度：在考虑经济性的前提下，进一步提高钢的洁净度，降低钢中的氧和钛含量，达到轴承钢中的氧与钛的质量分数分别小于6× 10-6和15× 10-6的水平，减小钢中夹杂物的含量与尺寸，提高分布均匀性。 /p p 　　二是组织细化与均匀化：通过合金化设计与控轧控冷工艺的应用，进一步提高夹杂物与碳化物的均匀性，降低和消除网状和带状碳化物，降低平均尺寸与最大颗粒尺寸，达到碳化物的平均尺寸小于1μ m的目标 进一步提高基体组织的晶粒度，使轴承钢的晶粒尺寸进一步细化。 /p p 　　三是减少低倍组织缺陷：进一步降低轴承钢中的中心疏松、中心缩孔与中心成分偏析，提高低倍组织的均匀性。 /p p 　　四是轴承钢的高韧性化：通过新型合金化、热轧工艺优化与热处理工艺研究，提高轴承钢的韧性。 /p p strong 　　三、弹簧钢现状和发展方向 /strong /p p 　　弹簧钢主要用于汽车、发动机制造业以及铁路行业。目前，中国弹簧钢产品存在的问题是，中低端产品过剩，高端及特殊品种缺乏 中国弹簧钢在纯净度、抗疲劳性、表面质量以及质量稳定性等方面与国外存在较大差距，无法满足高档乘用车悬架簧、气门弹簧、铁路及重载货车专用弹簧等对弹簧钢性能的要求。中国高档次及深加工弹簧钢仍然依赖进口。进口品种主要为轿车用弹簧钢、铁道用弹簧圆钢、油泵阀门弹簧钢丝等。 /p p 　　虽然降低钢中氧及夹杂物含量是获得纯净钢的一种途径，但是要想得到零夹杂的弹簧钢比较困难，为此有研究者提出了氧化物冶金技术，这是一种有效的晶粒细化的方法，是实现钢铁材料强度与韧性成倍提高的最有效方法。它利用钢中细小弥散的高熔点非金属夹杂物，主要是氧化物、硫化物以及氮化物，作为晶内铁素体的形核核心，从而起到细化晶粒的作用。国内外已经对Ti、Zr氧化物体系做了系统的研究，认为含钛氧化物是最理想的。在奥氏体晶粒内钛的氧化物质点成为针状铁素体有效形核地点，促进晶内铁素体形成。但是，由于钢种成分的限制，钛氧化物冶金的推广受到了限制。最近几年开始对稀土元素进行研究，可以利用稀土元素的强脱氧脱硫能力及产物熔点高的特点来研究稀土氧化物对钢材性能的影响。 /p p 　　汽车行业对悬簧强度的要求越来越高，设计应力提高到1100-1200MPa，为此日本开发出添加合金来提高强度和提高耐腐蚀疲劳强度的钢材。中国弹簧钢无法满足高档乘用车悬架簧用钢性能需求，强度1200MPa及以上悬架弹簧产品用弹簧钢全部依赖进口。然而，近年来，为规避资源风险、降低成本和实现原材料的全球化供给，强烈要求使用标准钢(SAE9254)维持高强度，而且强烈要求提高钢的韧性，因此越来越多地采用喷丸硬化处理取代处理费用高的表面硬化热处理。喷丸硬化处理将压缩残余应力作用于表面，可提高抗疲劳强度，减小表面缺陷的影响程度，因此近年来将它视为表面处理不可或缺的技术。随着表面强化技术的发展，悬簧的设计应力也达到了1200MPa级。预计今后对高强度悬簧用钢的强度、韧性和耐腐蚀性及耐用性的要求将越来越高。未来，随着汽车轻量化，发展高强度、优良抗弹减性能和抗疲劳性能的汽车悬架用弹簧钢是提高中国高端装备零部件自主配套能力、有效替代进口的必然趋势。 /p p 　　所有弹簧产品中，气门弹簧对材料要求最为严格，特别是高应力及异型截面气门弹簧对材料要求近乎苛刻。例如，要求抗拉强度达到2000MPa 对氧化物、硫化物的夹杂物等级要求均达到0级 异型截面材料对曲率、长短轴等有特殊要求。目前，国外气门弹簧专用弹簧钢生产主要集中在日本、韩国、瑞典，生产企业有日本铃木、三兴、住友、神钢钢线、韩国KisWire、瑞典Garphyttan等，几乎垄断了中国全部异型截面和高应力气门弹簧钢市场。2000年以后，随着新型发动机的开发，对发动机的旋转速度和轻量化、紧凑化的要求越来越高，因此日本开始采用2100-2200MPa的OT钢丝。在此情况下，不仅要调整合金成分，还要对现有制造工艺进行改进，低温弥散硬化成为必不可少的工艺。然而，低温弥散硬化后的弹簧形状发生变化，为了提高形状和尺寸的控制精度，控制整个制造工序中的形状变化的技术开始引人关注。 /p p 　　未来，为满足高端弹簧基础零部件国产化的发展需求，应不断开发高性能弹簧钢产品，一方面是向高强度方向发展，要求在高应力下同时提高疲劳寿命和抗松弛性能 另一方面是向功能性方向发展，根据不同的用途，要求具有耐蚀性、非磁性、导电性、耐磨性、耐热性等。 /p p br/ /p

在过去的近百年里，电子显微镜在现代材料科学研究中起着不可或缺的作用。随着电子显微镜技术的发展，能量色散光谱（EDS）、波长色散光谱仪（WDS）以及电子能量损失谱（EELS）等基于电子显微镜的光谱分析手段不断涌现。在电镜空间分辨率的基础上，这些光谱分析手段为电镜表征又赋予了能量分辨率的维度，通过将两者相融合，电镜技术得以在分析过程中获得高能量分辨率和高空间分辨率并存的结果。近年来，随着先进光谱分析手段的发展，出现了一种基于电镜且十分便捷高效的X射线发射光谱分析方法：软X射线发射光谱（SXES）。吉林大学张伟教授在国内、乃至国际，较早的围绕SXES展开了系列研究，并取得了诸多亮眼成果。近三十年，张伟教授围绕电镜，在诸多材料体系均有代表性成果产出，这不仅基于他对电子显微学的热爱，也离不开对电镜技术的“敏感”。近日，仪器信息网有幸采访了张伟教授，请其分享了SXES技术的最新进展与应用潜力，也聆听了其与电镜的故事。张伟，吉林大学电子显微镜中心主任、材料科学与工程学院“唐敖庆学者”领军教授。现任吉林省电子显微镜学会理事长、英国皇家化学会会士（2022），科睿唯安“全球高被引科学家榜单”（2023，交叉学科）。关注电化学能源存储/转换材料的表/界面的化学和物理调控及与性能的构效关系，强调先进材料的电子显微分析。作为学术带头人引进人才来吉林大学工作前，先后在日本国立材料研究所、韩国三星综合技术研究院、德国Fritz-Haber研究所、丹麦技术大学、西班牙能源协作研究中心从事合作和独立的科学研究。2017年起先后任电子显微镜中心副主任、主任。2020年起任唐敖庆学者-领军教授。27载电镜魅力职业：既是技术手段，更是一门学问“热爱，往往收获意外的惊喜”1997年至2004年，张伟在我国电子显微学重要发展地之一的中国科学院金属研究所攻读硕士和博士，师从我国著名电子显微学专家李斗星研究员、隋曼龄教授。在此，张伟开始开展电镜相关研究，与电镜结缘，并对这个学科产生浓厚兴趣。2004年博士毕业以后又先后在多个国家从事合作和独立的科学研究。2014年开始到吉林大学工作。这十余年间，虽然研究的材料体系广泛、领域不同，但电镜都是最重要的研究手段或对象。回顾以往，“因为我可能经历的地方很多，当时我的直觉，在哪个地方离开的时候都要留下些什么”。在这种直觉和热爱驱动下，十余年的科研历程收获诸多“意外惊喜”，每个领域和阶段也都有一些值得回忆的成果。攻读博士期间，张伟专注于金属与合金的研究。利用电镜深入探索，通过快速加热的方法，发现了传统钛合金中一种特殊的相变形式——快速升温马氏体相变。由于马氏体相变在材料科学和凝聚态物理领域都扮演着至关重要的角色，这一成果在当时备受关注，不仅发表在应用物理快报上，还得到了中国科学院官方报纸科学时报的专门报道。在德国研究期间，基于团队自由的学术氛围，得以深入研究一些有趣的方向。在电镜中，张伟发现了一种超大单胞的表面终结状态，这在当时具有重大意义。传统观念上，透射电镜主要研究块体结构，但此研究成功挑战了表面研究的难题。通过调整衬度传递函数，结合先进球差电镜中的HAADF-STEM技术，揭示了超大单胞结构表面终结于非完整通道的现象，解决了团队长期关于侧面或表面态原子排布的争议。这一工作发表后，引起了广泛关注，并启发了后续相关的诸多研究。回顾这一发现，张伟认为这依旧是自己目前最具原创性的工作之一。随后在丹麦继续研究期间，张伟在电镜中随意观察石墨烯样品时，意外发现石墨烯上会留下痕迹，敏锐地意识到这可能是一种纳米书写工具。于是深入探究，最终发表了题为“以石墨烯为纸，电子束为墨”的纳米书写技术论文。发表后迅速受到国家科技日报海外头版头条报道，这一结果因他灵活的想法和电镜的作用而备受关注，也让张伟备受激励。回国后，张伟致力于能源存储领域研究，并与西班牙能源协作研究中心和韩国基础科学研究所合作，发现了氢氧化物赝电容超级电容器的新机制，即氢离子的嵌入脱出过程，而非传统认为的表面氧化还原反应。成果发表受到广泛关注，至今被引超过250多次。2019年诺贝尔化学奖获得者古迪纳夫教授甚至专门撰写文章评价了这一工作的重要意义。尽管运用了多种研究手段，但核心仍是张伟对电镜的敏锐洞察，通过观察特征形貌演变和电子衍射谱分析，发现了充电和放电结构的高度相似性，这一发现对后续研究起到了关键作用。张伟讲授“电子显微镜魅力职业”课堂一瞥问及在诸多材料体系中都有一定成果的原因，张伟讲到，“一个可能是我兴趣在，再有一个也确实热爱”。正如张伟曾经给本科生、研究生和留学生讲授几门相关的课程“材料科学测试方法”、“电子显微镜应用与实例分析”或讲座“电子显微镜魅力职业与追求”中所阐释的，电镜除了是生存手段，更成为喜欢的一个魅力职业。“双管齐下”的学科：电镜既是手段，更是一门学问在谈到电子显微学这门学科时，张伟认为，首先，电子显微学是一门实用性极强、应用范围广泛，起着为其他学科服务支撑的重要作用。但另外，电子显微学本身也蕴含了丰富的理论，是一门需要不断研究、探索和突破的学问。作为现代科研的重要支撑学科，电子显微学在材料物理化学等领域扮演着不可或缺的角色。无论是探索新现象、新机理，还是揭示物质结构，电镜都发挥着举足轻重的作用。通过电镜对材料的深入研究，科学家们得以发现许多未知的领域，为科学进步贡献着力量。回顾以往，许多革命性成果的获得，正是依赖于电子显微学的突破性发现。例如，碳纳米管、准晶的发现等，背后都离不开电子显微学的直接贡献。同时，随着电镜技术的飞速发展，空间分辨率、能量分辨率以及时间分辨率等方面都取得了前所未有的提高，这些进步离不开新的理论支撑。例如，空间分辨率方面，球差电镜如今已经能够达到0.5埃甚至0.4埃的尺度。然而，一篇物理快报中提到，如果能克服某些限制，分辨率甚至可以达到0.01埃以下。这些突破性的进展，都需要其他学科的研究支持，以实现对分辨率不断突破的目标。总之，电子显微学是一门“双管齐下”的学科。它在支撑其他学科发展的同时，也在自身领域内不断取得新的突破和进展。二者相辅相成，共同推动着电子显微学不断向前发展。张伟的科研工作也与电子显微学的以上两个特性十分契合，在不同材料体系中广泛应用电镜的同时，也在围绕一些电子显微技术进行系统研究。2017年，吉林大学成立电子显微镜中心，张伟先后任电子显微镜中心副主任、执行主任、主任，并开始“双肩挑”的工作。一方面继续在材料学院从事科研工作，一方面也在电镜中心负责管理行政工作，同时也开始“回归”电镜相关研究，希望能通过一些原创性工作，为电子显微学的发展做出一些贡献。其中，软X射线发射光谱的应用与发展就是张伟近来比较聚焦的一个研究方向。探索新方向：基于电镜，以高能量分辨率表征电子态信息的SXES技术SXES技术发展历程：一种高效表征键合电子态信息的光谱方法诞生X射线发射光谱（XES）属于X射线光谱学，其分析原理是入射电子束辐照内层能级电子使其激发，被激发的电子脱离原来稳定的系统，内壳层会存在空穴，此时整个系统处于一种不稳定的激发态。与此同时，外层电子会向内壳层的空穴发生跃迁（退激发De-excitation），从而促使X射线的发射，通过分析发射光子的能量可以获得相关材料的电子信息。X射线发射光谱有多种类型，其中，软X射线发射光谱（SXES）也可用于确定材料的电子结构。1924年，林德（Lindh）和伦德奎斯特（Lundquist）首次发表了关于X射线发射光谱的实验结果，随后X射线发射光谱被广泛应用在材料研究中。虽然这些早期研究提供了对小分子电子构型的基本见解，但X射线发射光谱直到在同步辐射设施提供高X射线强度束后才得到更广泛的应用。近年来，随着先进光谱分析手段的发展，出现了一种基于电子显微镜且十分便捷高效的X射线发射光谱分析方法：软X射线发射光谱（SXES）。SXES的能量分辨率和检出限分别可以达到0.3 eV和20 ppm，优于EDS（120-130 eV、5000 ppm）和WDS（8 eV、100 ppm）。这意味着SXES的诞生为研究更精细的材料电子结构提供了更多的可能性。SXES与WDS,EDS对比（参考日本电子数据，根据安装的装置不同而不同）SXES作为附着在电子显微镜上的光谱分析方法，其目标是获得更高的分辨率，为了达到超高的能量分辨率以及空间分辨率，该技术也经历了几代漫长的发展。2000年，日本东北大学M Terauchi等人开发了连接到透射电子显微镜的第一代亚电子伏特分辨率软X射线光谱仪（JEM 2000FX）。光谱仪由VLS光栅和冷却的CCD探测器组成。首次在TEM中以0.6 eV能量分辨率的特定样品区域观察到价带（VB）的部分态密度（DOS）。然而，由于空间分辨率仅为1μm，在分析更小结构时能力不足。2002年，第二代软X射线发射光谱仪被开发。与第一代相比，能量分辨率从0.6 eV提高到0.4 eV，空间分辨率从1 μm提高到400 nm。可以设置两种不同的光栅，能量范围为60-1200 eV。然而，高能量区域的收集角和能量分辨率仍然不够。因此，从2008年到2012年，日本科学技术振兴机构(JST)资助了一项产学研联合种子创新项目，开发了一种光谱仪，该光谱仪利用VLS光栅作为色散元件，以达到超高的能量分辨率，可以在50 eV到4000 eV的宽能量范围内对软X射线光谱进行测量。成功研发出新一代商用软X射线发射光谱仪（SS- 94000 SXES），随后日本电子以商业化产品推向市场。该光谱仪带有两个光栅，可以检测50 -210 eV的一阶光谱和高达420 eV的二阶光谱，以及更高阶的光谱。该光谱仪可以探测到70多种元素的软X射线发射信号。到目前为止，SXES已经成为在纳米尺度上描述材料物理性质的成熟技术。SXES技术优势：高分辨，无损、化学键状态、锂元素分析X射线发射光谱工作原理示意图X射线发射主要是由电子束辐照引发的电子从价带（键合电子）到核心能级的电子跃迁。发射的X射线携带着有关键合电子（如Li的2s电子，C的2s和2p电子）的能量状态信息。通过检测电子从价带跃迁到内壳引起的X射线发射（上图），可以获得键合电子的部分态密度。由于核心能级态具有良好的对称性，发射强度分布反映了价带的部分态密度。作为一种基于电子显微镜的光谱分析方法，在样品制备过程中无需对样品进行特殊处理；在低加速电压下工作时，可以实现纳米级空间分辨率；在对简单金属、半导体和铝基化合物进行光谱分析时可以探究其能带结构效应。也就是说，一种新的、方便的表征键合电子态信息的光谱方法诞生了，该方法正在蓬勃发展，并在各个领域中得到应用。SS-94000 SXES检测金属Li图谱（图自日本电子）关于SXES技术的优势，张伟表示，一方面是分辨率高，其能量分辨率和检出限分别可以达到0.3 eV和20 ppm，优于EDS和WDS。这意味着SXES的诞生为研究更精细的材料电子结构提供了更多的可能性。另一方面，SXES还具有可视化和选择分析区域的优势，这使得SXES能够获得材料的局部或平均信息。此外，SXES 还具有几个独特的优势。第一，SXES的检测深度在几纳米到几百纳米之间，这使得SXES能够对样品进行无损的分析。其次，由于SXES具有非常高的能量分辨率和检出限，因此高能量分辨率的SXES可用于分析材料中化学键的状态。第三，也是最重要的一点，SXES可以对材料中的锂元素进行分析，这对于当下热点研究的新能源材料、能量存储材料中的应用是十分重要的。SXES技术应用进展：成果广泛，应用潜力被低估当前，从事基于电镜SXES技术研究与应用的团队较少，国际上主要是日本在推进相关研究，张伟则是我国鲜有的从事相关应用研究团队。日本偏技术推进，而张伟则在应用研究方面做了系列工作。并在全球率先发表了以基于电镜SXES技术应用研究为主题的综述。安装于吉林大学的国内首台基于扫描电子显微镜的软X射线发射光谱仪吉林大学也在2017年，购置了国内首台基于扫描电子显微镜的软X射线发射光谱仪（SS-94000 SXES），配置在JSM-7900F热场发射扫描电子显微镜上。基于SXES，张伟团队成功地将SXES应用于电化学能源和电催化领域，并为团队一些文章提供了关键数据，起到画龙点睛的作用。近两年来，张伟团队产出6篇实验型文章，1篇综述型文章。在水系电池领域，通过SXES揭示了CuHCF正极材料中铵离子的可逆嵌入/脱出，伴随Cu/Fe可逆价态转变的储能机制，发表于国际纳米领域的权威期刊Nano Lett上（Nano Lett. 23 (2023) 5307-5316）。在双离子电池工作中，团队利用SXES技术检测了石墨电极中Li-K和C-K边发射峰，证明了Li+成功的预嵌入石墨电极中，发表在国产卓越行动计划期刊JEC上(Journal of Energy Chemistry 71 (2022) 392-399)。团队将SXES与XANES的结果一同分析，研究了充放电过程中Bi电极和碱金属离子（Li+、Na+ 和K+）之间的电子结构演化过程，发表在影响因子高达20.4的ESM期刊中(Energy Storage Materials 45 (2022) 33-39)。此外团队也将这种表征手段应用于OER中，采用熔融盐辅助硼热反应法制备了FeCoB2。通过SXES对OER反应后催化剂的表征，证实OER反应后的催化剂中B原子与FeBO4中B的存在形式相同，与XPS的结果一致(Journal of Energy Chemistry 72 (2022) 509-515)。在HER中，通过SXES对反应前后对MXene量子点催化剂进行表征，证明了在电化学反应后，-Cl基团被氧基团取代，从而优化了HER性能，在EEM期刊上发表，并且作为封面 (Energy Environment Materials 6 (2023) e12438)，正逢MXene量子点获得诺贝尔化学奖之际。在ORR中，借助SXES 分析了铠甲催化剂的电子结构，通过对比金属Co元素引入的Co-NC催化剂与没有金属引入的NC催化剂的SXES峰位，表明金属Co物种的引入会使石墨电子结构发生变化，与同步辐射的结果一致，并且在国产卓越行动计划期刊JEC上发表(Journal of Energy Chemistry 70 (2022) 211-218)。随后团队对SXES在锂离子电池中的应用进行了全面的总结，在专注研究材料领域创新性研究成果的国际顶级快报MRL期刊上（年发文量74篇）发表了全球首篇关于软X射线发射光谱仪在锂离子电池研究领域应用的综述型文章，（Materials Research Letters 11 (2022) 239-249）并对SXES未来的发展提出了合理的展望。近两年，张伟团队产出的部分成果显然，SXES将成为在材料科学领域剖析电子结构信息的一个非常重要和强大的表征手段。尽管已经取得了一些进展，但SXES技术在许多的研究领域中的作用仍然被忽视。张伟认为，随着应用的不断深入，相关成果不断涌现，相信SXES技术会受到更多科研工作者的青睐。SXES作为一种简单、方便的光谱分析工具，并不局限于能源和催化领域。另外，张伟也十分看好SXES与其他表征手段联用技术，通过SXES辅助其它表征手段可以简化材料电子结构的研究，通过与其他表征手段的结合可以实现1+1远远大于2的效果。2024年1月，日本电子软X射线发光分光器出货第100台合影留念关于SXES技术的未来展望，张伟十分看好SXES技术以及相关联用技术，并认为，虽然目前SXES技术的研究与应用还处于一个相对初期的阶段，但相信在仪器使用者、研究者，以及仪器企业等多方共同努力下，SXES技术必将在材料电子结构研究领域掀起一个巨大浪潮，从而促进催化、能源以及其他领域的蓬勃发展。后记基于电镜技术，张伟在多个材料体系研究中取得显著成果，并较早投入SXES技术的研究，取得了系列突破。分享经验时，他强调了兴趣的重要性，提倡夯实基础知识，聚焦研究领域，并注重多学科交流。他特别提到，科研应摆脱功利心态，以平和之心面对挑战。就像团队学生们以“正能量满满”来描述张老师，兴趣为伴，乐观的心态下，有生活也有理想，科研与生活之旅中自然收获惊喜。或许，这便是张伟与电镜故事的真实写照。附：4分钟视频一览SXES的特点和功能（视频自日本电子官网）