近日，國家自然科學(xué)基金委員會公布了2013年重大科研儀器專項審批結(jié)果。“材料戰(zhàn)略需求條件下性能與微觀結(jié)構(gòu)關(guān)系的現(xiàn)場研究體系”項目“在幾個國家”由浙江大學(xué)張澤院士領(lǐng)導(dǎo)資助。 。該項目的研究目標(biāo)是獨立開發(fā)一個適用于研究嚴(yán)苛條件下材料微觀結(jié)構(gòu)與性能之間關(guān)系的測試評估系統(tǒng)。這是自國家自然科學(xué)基金委員會成立專項科學(xué)儀器以來浙江大學(xué)首次獲此項目。

　　在高溫和高負(fù)荷等嚴(yán)苛條件下，微觀結(jié)構(gòu)演變與材料特性之間的關(guān)系是什么？這個問題是戰(zhàn)略結(jié)構(gòu)材料研究中的瓶頸問題之一。它嚴(yán)重制約了我國先進(jìn)航空發(fā)動機(jī)等單晶高溫合金，鈦合金等關(guān)鍵結(jié)構(gòu)材料的發(fā)展。目前，我國先進(jìn)航空發(fā)動機(jī)存在的主要問題是發(fā)動機(jī)推力重量比小，動力不足，使用壽命短，性能不穩(wěn)定。材料研究領(lǐng)域的一個關(guān)鍵問題是，在服務(wù)動力學(xué)的演化過程中，制造工藝與高溫合金微觀結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系尚不清楚，這限制了高品質(zhì)高溫合金的獲得，性能穩(wěn)定。在傳統(tǒng)的材料研究模式中，合金的力學(xué)性能測試和微觀結(jié)構(gòu)測試通常是獨立進(jìn)行的，在納米上無法獲得原位，實時，動態(tài)和多場材料的研究成果。甚至是原子尺度。而這些結(jié)果往往是“知道原因”的關(guān)鍵。

　　為了解決這個問題，“我們希望開發(fā)一套原位材料微觀結(jié)構(gòu)演變分析測試系統(tǒng)，在施加超過2000牛頓的負(fù)荷的同時，從室溫到1150°C達(dá)到高溫。模擬材料服務(wù)可以是宏觀的，微觀的，材料的微觀結(jié)構(gòu)和性質(zhì)之間的關(guān)系和納米尺度。“張澤表示，這一基礎(chǔ)科研儀器的開發(fā)將填補(bǔ)中國先進(jìn)高溫合金，高性能鈦合金等材料的力學(xué)性能。微觀結(jié)構(gòu)關(guān)系領(lǐng)域的原位測試分析方法的一個空白。

　　據(jù)報道，隨著20世紀(jì)20年代和30年代掃描電子顯微鏡和透射電子顯微鏡的發(fā)明和應(yīng)用，特別是近20年來球面像差校正技術(shù)的應(yīng)用，科學(xué)家們在結(jié)構(gòu)領(lǐng)域進(jìn)行了重要的研究和開發(fā)。材料，物理和化學(xué)。變得越來越“高，精，尖”。張澤說：“在實際使用條件下材料會發(fā)生什么變化，我們必須先在實驗室中弄清楚。”根據(jù)項目計劃，張澤院士的研究團(tuán)隊已開始研究和開發(fā)設(shè)備。根據(jù)項目的研究需要，通過對常用元件的排序，關(guān)鍵技術(shù)的自主設(shè)計和開發(fā)，可以在1100度以上的溫度下開發(fā)出一套高溫合金。施加的材料具有超過130MPa的變形壓力，并進(jìn)行納米級甚至原子級結(jié)構(gòu)觀察研究。這套材料從宏觀，微觀，全部到測試平臺的原子水平研究，將為研究先進(jìn)航空發(fā)動機(jī)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)材料的制備和加工過程中微觀結(jié)構(gòu)演變與性能之間的關(guān)系提供重要的科學(xué)指導(dǎo)。