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

　　在高溫和高負荷等嚴苛條件下，微觀結構演變與材料特性之間的關系是什么？這個問題是戰(zhàn)略結構材料研究中的瓶頸問題之一。它嚴重制約了我國先進航空發(fā)動機等單晶高溫合金，鈦合金等關鍵結構材料的發(fā)展。目前，我國先進航空發(fā)動機存在的主要問題是發(fā)動機推力重量比小，動力不足，使用壽命短，性能不穩(wěn)定。材料研究領域的一個關鍵問題是，在服務動力學的演化過程中，制造工藝與高溫合金微觀結構之間的關系尚不清楚，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，合金的力學性能測試和微觀結構測試通常是獨立進行的，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。而這些結果往往是“知道原因”的關鍵。

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

　　據(jù)報道，隨著20世紀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)明和應用，特別是近20年來球面像差校正技術的應用，科學家們在結構領域進行了重要的研究和開發(fā)。材料，物理和化學。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，張澤院士的研究團隊已開始研究和開發(fā)設備。根據(jù)項目的研究需要，通過對常用元件的排序，關鍵技術的自主設計和開發(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，并進行納米級甚至原子級結構觀察研究。這套材料從宏觀，微觀，全部到測試平臺的原子水平研究，將為研究先進航空發(fā)動機關鍵結構材料的制備和加工過程中微觀結構演變與性能之間的關系提供重要的科學指導。