2024年分析測試科學獎特等獎：跨尺度寬溫域高空間分辨材料力學性能實驗系統及應用
完成單位：浙江大學，北京工業大學
完成人：張澤，韓曉東，張躍飛，毛圣成，王立華，張劍飛，李昂，李煒，王晉，龍海波
成果簡介：現代微觀分析測試科學技術的進步極大推動了材料科學發展。透射和掃描電子顯微鏡是具有原子和納米分辨的分析測試表征技術，但近百年來，原位動態的高空間分辨表征方法仍然是領域內重大基礎科學和技術難題，實現跨尺度寬溫域高分辨研究則更具挑戰。項目創制跨尺度寬溫域高空間分辨材料力學性能實驗系統，解決透射電鏡毫米限域空間內，加載樣品自由雙軸傾轉條件下的高溫與應力場耦合的國際瓶頸性難題，攻克掃描電鏡高溫熱電子淹沒二次電子成像信號的技術難題，首次實現亞埃至微米跨尺度表征，室溫至 1150 ℃寬溫域、高空間分辨的材料微結構與力學性能相關性原位研究，成果發表于 Science、Nature Communications（5 篇）、Physical Review Letters、Scientific Instrument Review 等期刊。獲授權專利 77 件，轉化 12 件，形成標準化科學儀器，服務于國內外 140 余家高校、科研院所及企業，涵蓋德國 Ernst-Ruska 電鏡中心、澳大利亞悉尼大學國家電鏡中心、全國重點實驗室、國防重點實驗室、國際合作基地、高等院校（清華大學、浙江大學、上海交通大學等）、中科院系統、航空航天研究機構、企業（中國一汽集團、北京首鋼集團）等，被評述為：“中國原創、世界首創、服務中國、走向世界的顯微科學技術民族品牌”，產生顯著的經濟效益、重要的國際影響和社會效益。寬溫域原子分辨材料力學性能實驗系統具有國際領域原創性和材料力學性能研究普適性，首次實現晶界滑移的原子層次動態觀測，發現晶界塑性新機制；探明金屬中孿晶界與晶界復合強化的尺寸極限，揭示晶界遷移及晶粒轉動的原子機理；發現小尺度多級相變新機制。基于對相界面穩定性原子機制的科學發現，提出優化鎳基單晶高溫合金使役性能的微合金化新思路，大幅提升多代次鎳基高溫合金蠕變性能。
