日前，國家自然科學基金委公布2013年度重大科研儀器專項審批結果，浙江大學張澤院士的“針對若干國家戰略需求材料使役條件下性能與顯微結構間關系的原位研究系統”項目獲得資助。該項目的研究目標是自主研發一套適用于苛刻使役條件下進行材料顯微結構與性能關系研究的測試評價系統。這是國家自然科學基金委員會設置重大科研儀器專項以來，浙大獲得的*此類項目。
在高溫、高荷載等苛刻條件下，材料的顯微結構演化與材料性能間存在怎樣的關系?這個問題是戰略性結構材料研究的瓶頸性難題之一，它嚴重制約著我國先進航空發動機用單晶高溫合金、鈦合金等關鍵結構材料的發展。目前，我國先進航空發動機存在的主要問題，是發動機推重比小，動力不足，服役時間短，性能不穩定。從材料學研究領域看，其關鍵問題之一，在于對高溫合金的制造工藝和顯微結構的關系在服役動態情況下演化過程認識不清，制約了獲得性能穩定的高溫合金。而在傳統的材料研究模式中，通常將合金的力學性能測試與顯微結構測試分別獨立進行，無法在納米甚至原子尺度上獲得材料的原位、實時、動態、多場作用下的研究結果，而這些結果往往是“知其所以然”的關鍵。
為了解決這難題，“我們希望能研發一套實現從室溫至1150℃高溫、同時施加載荷2000牛頓以上的原位材料顯微結構演化分析測試系統。模擬材料服役的真實條件，可以在宏觀、微米級和納米尺度研究材料的顯微結構與性能之間的關系。”張澤說，這一基礎性科學研究儀器的研發，將彌補我國在先進高溫合金、高性能鈦合金等材料力學性能與顯微結構間關系研究領域原位測試分析方法的空白。
據介紹，隨著上世紀二三十年代掃描電子顯微鏡和透射電子顯微鏡的發明和應用，特別是近20年來球差矯正技術的應用，科學家進行結構材料、物理和化學領域研究和開發的重要手段變得越來越“高、精、尖”。 張澤說：“真實的服役條件下，材料會發生怎樣的變化，我們必須在實驗室里先弄清楚。”
根據項目計劃，張澤院士的研究團隊已啟動設備的研發，將根據項目研究需求，通過通用部件的訂購、關鍵技術的自主設計和開發，研制一套能夠在1100多度高溫下，對高溫合金等材料施加130多兆帕形變壓力作用，同時進行納米甚至原子尺度的結構觀察研究。這一集材料研究從宏觀、微觀、一直到原子層次的試驗平臺，將對我國先進航空發動機用關鍵結構材料的制備和加工過程中的微結構演變與性能間關系研究，提供重要的科學指導。
來源：儀器信息網
